梁宏剛 博士，中國社會科學院考古研究所副研究員，文化遺產保護研究中心副主任

    梁宏剛：博士，中國社會科學院考古研究所副研究員、文化遺產保護研究中心副主任，中國文物保護技術協會文物保護技術專業委員會秘書長，中國化學學會應用化學專業委員會考古與文物保護化學學科委員會學術委員，中國文物學會文物修復專業委員會專家委員會委員。主要研究方向或技術專長為金屬文物保護修復，考古現場出土文物的保護修復，金屬文物制作技術研究，文物分析測試研究等。近年來主要從事脆弱或礦化嚴重青銅器保護修復以及田野考古發掘現場出土文物保護修復研究工作。多次主持、參與主持或參加國家科學技術部、國家文物局等較大型科研項目的策劃與具體研究工作，以及有關科技專項建議書的編制。

    中國古代金屬文物不僅種類繁多，而且造型獨特、紋飾精美，具有極高的歷史價值和藝術價值。但出土的金屬文物由于長久埋藏于地下以及出土后存貯條件的限制等原因，使得金屬文物面臨著嚴峻的腐蝕問題。研究金屬文物保護理論和技術、延長金屬文物的壽命具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。為加深對金屬文物腐蝕成因與保護修復技術的認識與了解，記者專程就金屬文物腐蝕與防護這一議題采訪了中國社會科學院考古研究所副研究員梁宏剛老師，請他就金屬文物的腐蝕與防護為大家做深入解讀……

    記者：您是如何踏上文物保護之路的呢？請您分享一下您的求學經歷。

    梁宏剛：我大學本科是學生物的，由于從小對博物學和歷史文物工作感興趣，大學畢業找工作時，機緣巧合進入到山西省考古研究所工作，最初幾年參加過許多田野考古調查和發掘工作。上世紀 80 年代末，國家開始更加重視考古發掘中文物保護的搶救性工作，尤其是 90 年代初在西安召開的全國文物保護工作會議上，國家領導人又對文物保護工作明確提出了“保護為主、搶救第一”的指導方針，大多數人認為成立文物科技保護機構迫在眉睫，恰逢山西省考古研究所在太原市第二熱電廠考古工地發掘了金勝村 251 大墓，出土了 2000多件非常重要且精美的青銅器，但由于破損、腐蝕較嚴重，急需進行保護修復。當時考古工地負責人和單位領導包括文博考古界，對文物科技保護的認識還比較模糊，認為科技保護是化學保護，而山西省考古研究所當年招收的大學生基本上是學考古的文科生，而我是理科生又是學過化學的生物系畢業生，這樣順理成章就成為山西省考古研究所文物化學保護室的負責人，從此踏上了文物科技保護之路。最初幾年，文物保護修復工作主要是圍繞太原趙卿墓（即金勝村251 號大墓）出土青銅器的保護修復展開的，當時山西省考古研究所邀請了中國文物研究所的劉育玲老師指導青銅器的除銹、緩蝕、封護方面的工作，還邀請了河北省博物館的劉增坤老師傅指導我們的青銅器修復工作。由于我從小就對動手的技術活有較濃厚的興趣，很快就被青銅器的保護處理與修復技術工作給吸引住了，除了自己動手做腐蝕青銅器的保護處理以外，還經常觀摩學習老師傅的青銅器修復技術，這也是我最終拜師學藝青銅器修復的原始動力。

    我在復旦大學攻讀文物修復技術方向的碩士學位期間，師從國內知名青銅器修復大師、上海博物館黃仁生先生學習青銅器修復，在大約兩年的時間里，每周要花一至兩天的時間在上海博物館實驗室（修復室）學習青銅器修復，在此期間基本掌握了青銅器的焊接、粘接、整形、補配、紋飾雕刻等傳統修復技術，可是對于去除有害銹、作色做舊的傳統技術雖有理解和實踐，但掌握的不好……復旦大學攻讀碩士學位時，還師從我國青銅器鑄造技術、鑄造史和藝術鑄造研究領域的著名學者譚德睿先生學習鑄造學和金屬學（金相學），對青銅器和鐵器的制作技術研究有了初步認識。碩士研究生畢業以后，繼續從事文物科技保護尤其是金屬文物的保護修復工作，但在實踐中一方面深感自身學科背景和一些基礎知識還存在不足，另一方面也認為行業內文物科技保護的基礎研究非常薄弱，基于此下定決心繼續深造，期望在提高自身科學素養的同時努力強化基礎研究的能力，使自己盡最大可能做到在文物科技保護領域“既知其然又知其所以然”，因此選擇了在金屬文物制作技術和冶金史研究領域享譽國內外的北京科技大學冶金與材料史研究所，師從孫淑云教授攻讀科學技術史的工學博士學位，主攻古代銅器制作技術的研究。

    記者：您在金屬文物腐蝕與防護領域工作多年，請您介紹下金屬文物腐蝕病害的研究現狀。

    梁宏剛：一般認為，出土金屬文物經過幾千年的埋藏，受到土壤中水、氧氣、各種陰陽離子以及微生物等埋藏環境中多種因素的侵蝕而逐漸損毀或糟朽，通常稱之為“腐蝕”或“礦化”。表面腐蝕層出現疏松、酥解、發泡、裂隙、崩裂、起殼、剝落及層狀龜裂等現象，是目前我國出土金屬文物常見的腐蝕病害現象。例如，有些青銅器銹層致密、表面光亮，保存狀況良好；有些青銅器則銹蝕嚴重、表面疏松，綠色銹蝕物不斷地從銹蝕層中鉆透出來，這類銹蝕俗稱“發銹”，文物保護者一般稱其為“粉狀銹”，而將這種病害稱為“青銅病”；另有一類青銅器，銹蝕程度很高， 一般占完整青銅器體積的50％以上，甚至完全銹蝕、酥脆嚴重，但其大部分形制和紋飾仍得以保持，未出現明顯的粉狀銹癥狀，通常認為此類遭受腐蝕病害的出土青銅器為穩定型高度礦化青銅器。這些出土金屬文物表面腐蝕層的形成原因或機理，國內外從事文物保護修復以及相關科研院所、高等院校的科研人員，已經做了大量的研究工作，也有了許多研究成果，但是對于出土后金屬文物腐蝕層的變化原因、金屬基體高度礦化的腐蝕成因以及對其保護修復方法的研究，在科研思路和研究結論方面一直處于探索階段，未能形成廣泛的統一認知， 尤其是腐蝕層的酥解、 崩裂、 起殼、層狀剝落以及酥脆等病害的成因，雖然鹽的作用以及脫鹽技術的研究一度成為主流意見和主攻方向，但近年來隨著更多學科的介入及科學研究的深入，其病害成因可能會有更多不同的腐蝕機理分析和研究結果。還有一類出土金屬文物，器物表面沒有明顯的腐蝕層，金屬基體的化學成分也沒有明顯變化，但是器物內部結構已發生明顯的變化，其物理化學性能也與原有金屬性質大不相同，常常表現為一觸即碎、一碰即折，其腐蝕成因或病害機理目前在文物保護修復界尚沒有統一的認識和定論，也是出土金屬文物保護修復的難點之一，亦成為文物保護界近年來重點關注的科學問題之一。（見下圖）

金屬文物主要病害——青銅器表面粉化

金屬文物的青銅病粉狀銹

青銅器酥脆——青銅扣飾

    關于金屬文物腐蝕病害的研究，國內外學者對金屬文物（主要是青銅器和鐵器）的銹蝕結構、腐蝕產物、腐蝕特征和腐蝕機理方面，以及青銅器腐蝕特征與組織成分、埋藏環境的關系方面進行了大量研究，尤其在青銅器的“青銅病”粉狀銹產生的原因和鐵質文物腐蝕產物的研究領域開展了大量工作。對青銅文物腐蝕的研究開始較早，自1795 年德國著名分析化學家克拉帕諾斯（Martin Heinrich Klaproth） 教授，利用自然科學方法對古代金屬文物進行研究工作以來，在青銅器的腐蝕機理研究方面，大多數研究人員認為青銅腐蝕的實質是多種化學和電化學反應的集中體現，其反應速度相應受到材質本身、土壤或地下水電解質濃度和酸堿度、地下溫度以及微生物等的影響，其電化學腐蝕機理研究基本分為“膜電池”理論、小孔腐蝕機理、晶間腐蝕機理和選擇性腐蝕。在鐵質文物的腐蝕機理研究方面，除了上述腐蝕以外，還存在應力腐蝕等現象。保存環境或埋藏環境對青銅器腐蝕的影響研究，主要是青銅器大氣腐蝕和土壤腐蝕的關系研究，出土金屬文物受土壤腐蝕的影響最大，也是學者們研究的重點。土壤是無機和有機膠質混合顆粒的集合，是氣、液、固三相物質構成的復雜系統，在土壤顆粒間形成大量毛細管微孔或孔隙，孔隙中充滿空氣和水，常形成膠體體系，溶解有鹽類和其他物質的土壤水則是電解質溶液，土壤的導電性則與土壤的干濕程度及含鹽量有關。土壤與一般腐蝕介質相比，具有多相性、不流動性、不均勻性 , 以及時間季節性或地域性等諸多特點，并且由于土壤中微生物和有機質等的存在并參與反應，就更加劇了土壤腐蝕研究的復雜性。但總的說來，絕大多數土壤腐蝕都屬于電化學腐蝕的范疇。在我國，最早開始注意到青銅器銹蝕與埋藏環境特別是土壤有關系的應該是對銅鏡表面的研究。

    記者：您能簡單為我們介紹一下出土金屬文物的腐蝕病害成因及修復技術研究進展嗎？

    梁宏剛：關于出土金屬文物還原保護修復技術的研究主要是氫還原法，而用氫氣還原鐵器的首次應用是在1964 年，瑞典人對 1628 年沉沒的戰艦 WASA 進行裂解氨法產生氫氣還原，P J Archer 和 B D Barker 還對氫還原時的加熱溫度影響器物組織的問題進行了實驗研究。此后，上世紀八十年代出現了低壓下的氫等離子體法還原鐵質文物的方法，它與裂解氨法相比較，有兩個明顯的優勢：安全性好，能夠避免氫氣與空氣混合所發生的爆炸。S Vep?ek 和Ch Eckmam 等還通過對上萬件用氫等離子還原過的金屬文物樣品的檢測，發現除去銹蝕硬殼的鐵、銀、銅等文物均十分穩定，基本起到了保護的作用，并且相比傳統的化學或機械手段去除銹層的保護修復方法，采用氫還原法大大提高了工作效率和保護修復效果。

    但是，隨著近年來大量青銅文物的出土與相關腐蝕產物的研究進展，不斷發現有高礦化且非“青銅病”粉狀銹的存在，（見下圖新干 1452 號青銅器）囿于研究條件和學術關注度的束縛以及基礎研究工作的薄弱，對于此類病害的成因與腐蝕機理，尚未得到學界的廣泛重視和深入研究；另外，近年來質地酥脆、結構不穩定的銀器和脆弱高礦化青銅器的出土，大量鐵錢、成批堆積銹結鐵質文物的出土（出水），也為研究此類金屬文物新的保護修復技術，提供了重要實物資料和學術探索的戰略機遇。

    金屬文物腐蝕的影響因素較為復雜，關于青銅器腐蝕機理的研究，涉及到金屬腐蝕學、土壤腐蝕學和材料物理化學等多種學科，目前基本分為“膜電池”理論、小孔腐蝕機理、晶間腐蝕機理和選擇性腐蝕機理理論的研究結果，但是業界尚無人將金屬文物腐蝕成因與金屬文物腐蝕特征、腐蝕產物和成分組織的關系有機聯系起來。

    關于出土金屬文物腐蝕特征、腐蝕產物和成分組織的關系研究，出土金屬文物腐蝕特征與埋藏環境的關系研究，也是近年來文物保護修復界以及相關科研院所、高等院校科研人員共同關注的問題，主要集中在青銅器和鐵器方面，但是對于出土脆弱銀器的病害成因研究與保護修復技術的研究，目前尚處于空白。即便是研究較多的青銅器的腐蝕，主要還是限于“青銅病”粉狀銹腐蝕機理研究與保護控制技術研究， 而對非 “青銅病”粉狀銹與“脫胎型”高礦化青銅器的腐蝕成因研究，尚處于摸索階段；對于鐵器腐蝕病害的成因、保護修復技術的研究，尤其是凝結成塊鐵質文物銹蝕狀態、分解脫離的保護修復或保護處理技術的研究，國內外開展的研究不多，被認為還算成功或能夠被學界認可的保護修復技術基本上屬于空白。

    記者：請您談談目前金屬文物保護修復中可能存在的誤區有哪些？

    梁宏剛：一是學科建設認識上的局限性。自西方在近代產生自然科學以來，由于最初對學科發展的認識存在局限性，學科交叉與學科自身的分化發展也趨于保守，對物質組成和變化的研究方法主要依托于化學和物理學來進行分析。1795 年著名分析化學家克拉帕諾斯教授，利用化學方法對古代金屬文物進行研究工作，進而德國于 1888 年，創建了據信是世界上第一個文物保護的實驗室。之后的很長時間里，學界大都認為文物科技保護應該是化學家的事情。隨著科學技術迅猛發展尤其是現代材料科學的建立，人們逐漸意識到許多文物的自然老化或劣化過程，不僅僅是化學家研究的事情，研究中還需要有物理學、生物學等其他自然科學的參與，特別是材料物理化學的介入，從熱力學和動力學的角度闡明文物材料的劣化機理，因而從事文物保護科技工作者的觀念，開始從文物科技保護的基礎學科背景應該是化學還是材料學的爭論，逐漸轉變為文物科技保護的基礎學科背景應該是材料學的認識上來。

    二是學科背景知識的局限導致認識上存在盲區。出土或出水金屬文物，尤其是鐵質文物，常常會發生表面銹蝕層崩裂、崩解、酥粉的現象（見圖），出于化學學科背景的慣性思維，被鹽溶于水、水蒸發失去后鹽又會結晶的現象所迷惑，考慮到在土壤或水下環境中埋藏的因素，一般就會認為是可溶鹽在銹蝕層中分布，并在出土后干燥結晶造成的，過于關注銹蝕層、銹蝕層與未腐蝕的金屬基體之間可能存在的可溶鹽問題，夸大氯化物在出土金屬文物腐蝕影響中的作用，因而在文物保護研究與實踐中就會從普通化學的角度，簡單考慮消除氯離子的影響以及可溶鹽的脫除問題，忽視銹蝕物本身物相結構的變化、風化因素的影響以及氯化物與金屬文物的反應動力學問題，動則強調出土（出水）文物的脫鹽除氯。

高度礦化銹蝕嚴重的新干14152號青銅器

高度礦化銹蝕嚴重的江西新干14152尖部斷層灰白色銹50X（面積）

金屬文物表面腐蝕層崩解

金屬文物主要病害——表面銹蝕層崩裂

    以出土（出水）鐵質文物的脫鹽除氯為例，許多保護修復項目在執行中，簡單地認為用純凈水浸泡過的器物中的部分可溶性氯化物即可去除，所以常常盲目脫鹽除氯，不考慮氯化物和可溶鹽在文物或銹蝕層中如何分布，不考慮鐵器銹蝕礦化的程度是否需要浸泡脫鹽，往往采用純凈水（去離子水）循環浸泡，最多輔助一些加熱、超聲波的手段進行金屬文物的脫鹽處理。對于習慣性思維認為氯化物含量高且會造成嚴重影響的出土（出水）金屬文物，則會采用堿性化合物還原、堿液清洗等方法加大去除氯化物的力度……每次清洗后則以測定氯化物濃度的降低為標準，對于何時是脫鹽的終點，氯化物的脫除率問題，從化學平衡或熱力學角度考慮的較多，尚缺乏動力學基礎研究方面的理論支撐。

    實際上，關于可溶鹽和氯化物的脫除率問題，并非依靠水溶液中的化學平衡原理浸泡即可脫除，如同我們生活中會遇到的“咸菜疙瘩”，試想依靠簡單的水溶液浸泡，顯然不可能把咸菜疙瘩中的可溶鹽給“浸泡”出來，充其量只能把其表層一些物理結合的鹽類部分浸泡脫出。之所以會認為浸泡就能脫鹽，就是因為受到“鹽溶于水”的慣性思維迷惑，缺乏材料學以及化學反應動力學方面的學科背景知識所造成，所以很少考慮滲透系數對水鹽交換的影響，過高估計水對鹽的置換能力，更重要的是忽視了金屬文物銹蝕層內部“鹽”與銹蝕物、內部基體之間的分子間結合力甚至化學鍵結合力， 沒有考慮 “吸奪力” 問題，而這些結合力依靠水溶液的浸泡根本不可能達到脫除鹽的目的。還有就是腐蝕礦化非常嚴重的出土金屬文物，已經失去進行脫鹽、緩蝕保護處理的必要性，它們更需要采取措施防止銹蝕產物轉化和失水風化所造成的酥粉、開裂、崩解現象的發生。

    除了脫鹽的問題，另外就是針對出土金屬文物的帶銹保護問題容易被忽視。由于受教育背景和實驗材料短缺的束縛，以及對出土金屬文物腐蝕層形成原因、外表銹蝕層攜帶文物歷史信息和文物價值認識上的差異，不僅在實驗室中的保護修復研究中，往往會忽視出土金屬文物帶銹保護的問題，實踐中也常常會簡單地把外表的銹蝕層去除，尤其是出土鐵質文物外觀美學或藝術價值顯得并不重要，因而極少考慮帶銹保護的問題。

    記者：對于文物保護修復傳統技術的科學化，請談談您有哪些見解？

    梁宏剛：首先，我想談一談傳統與現代保護修復技術的融合問題。當年我開始學習青銅器修復時，由于受傳統師承關系的影響，文物修復界的老師傅們大多還不肯輕易外傳自己所掌握的“絕活”。一方面可能在老師傅看來許多技術工藝都是一層窗戶紙，關鍵還是要看徒弟或學員的悟性和動手的靈氣，所以不愿意講；另一方面，老師傅們大多受教育程度不高，許多修復技術往往也是“知其然而不知其所以然”，因而也講不清楚講不出個所以然；還有就是出于對自身或所在單位在行業內技術領先性的考量，其核心技術或者說關鍵技術也不愿意輕易泄露……

    不管老師傅們出于何種原因不肯輕易傳授自己所掌握的文物修復技術，我深感將文物修復前輩大師的修復經驗和修復技藝整理、記錄的重要性，尤其是在上海博物館學習期間，看到一件上海博物館早年征集收藏的制作精美的鸮形卣，經黃仁生先生通過紋飾比較研究，鑒定認為器蓋與器身不配套且器蓋有作偽的嫌疑問題，后經 X 射線成像技術判明，該卣蓋是由碎成幾十塊的碎片補配、做舊修復而成，歷經半個多世紀，修復部位也難以用肉眼看出色澤、外觀形貌上的變化。這件卣蓋驚為天人的修復效果，修復者高超的技藝，使我產生了揭秘青銅器傳統修復技藝的想法，也是開展我國文物保護修復傳統技術科學化研究的原動力。

    迄今為止，國內外尚沒有系統研究文物保護修復傳統技術科學化問題的專門論著，尤其對我國文物保護修復傳統技術的科學化問題仍然缺乏研究和相應的規范。新中國成立以來，進入文博系統工作的老一代文物修復師們，為國家培養了一批文物修復人才，但是行業內“秘而不宣、傳子不傳女”的觀念依然存在，加之待遇不高以及相應的科技支撐能力的不足，使得文物保護修復傳統技術有可能面臨老化和“人亡技絕”的境地，嚴重阻礙傳統文物保護修復技術的科學化進程。此外，對傳統修復工藝缺乏必要的理論解釋，也使得我國文物保護修復技術創新的基礎薄弱。隨著年事漸高的老一輩文物保護修復大師相繼離世，對這些無形文化遺產的傳承和科學化研究就顯得更為迫切。

    國外文物保護修復技術與我國的文物保護修復傳統技術有較大的差異，主要原因是他們的保護修復技術建立在近代科學技術基礎之上，自然科學理論方法在文物保護修復中應用較多。另外由于不同國家尤其是西方國家與東方國家在歷史發展進程和文化背景方面的不同，導致對文物的理解與認識存在較大差異，也使得保護修復理念和技術方法都有所不同。但是近年來，西方文物保護修復技術又出現了向手工技藝發展的趨勢，傳統技術與現代科學技術相結合也逐漸成為中外文物保護修復專家的共識。

    基于上述考慮，開展文物保護修復傳統技術科學化研究，促進傳統與現代保護修復技術的融合，對傳統保護修復技術進行搶救、繼承、發展和弘揚，并對比國內外先進的文物保護修復理論和技術，對我國典型的傳統技藝進行科學化研究和理論總結，使之上升到科學規范的高度并加以積極推廣，具有重要的現實意義和學術價值，必將有助于我國文化遺產保護科學技術的長足發展。