借助高科技“慧眼”识文物

6月14日，2025年文化和自然遗产日主题论坛在湖南长沙举行。今年的文化和自然遗产日主题为“让文物焕发新活力绽放新光彩”，科技创新正成为文物事业高质量发展的重要动力。

“‘工欲善其事，必先利其器’，我们希望与文物界进一步加强合作，依托大科学装置，开展核分析文物研究平台建设及装备研发，为我国文物保护和研究提供国际领先的技术和手段。”中国科学院高能物理研究所研究员、中国科学院大学博士生导师魏存峰在主题论坛上表示，在科技飞速发展的今天，高新技术与文物保护、考古研究的结合日益紧密，为人们揭开历史谜团、守护文化遗产提供了强大助力。

魏存峰介绍，同位素与辐射技术是一种研究、认识和改造物质的现代高新技术，依托同步辐射光源和散裂中子源等装置装备，可以开展文物材质、结构、工艺等多方面的研究。

2023年5月，依托中国科学院高能物理研究所建设的“文物领域核技术应用与装备国家文物局重点科研基地”正式获批。“我们基地的建设目标就是依托大科学装置，建设核技术文物研究平台，开展专用装备研发。”魏存峰说。

同步辐射光具有独特性质，它就像探索文化和自然遗产奥秘的“超级显微镜”，使人们能够在分子和原子尺度上对物体展开观察。

“同步辐射光可以帮我们详细了解文物材料的退化状况，并结合环境模拟原位装置，评估保护材料的效果，为科学保护文物提供依据；同时，该技术还能间接推测文物的产地，为文物溯源研究提供有力支持。”魏存峰说，结合材料的历史信息，借助这一强大“慧眼”，研究人员能分析文物的元素组成和晶体结构，间接推断文物的制作年代和修复历史，实现对文物的断代研究，还可了解文物的材料构成，进而推断其制作工艺。

中子技术也是一大利器。中子是一种独特的微观粒子，中子成像技术可在不对文物造成任何损坏的情况下，清晰地显示其内部结构和细节，它的穿透性比传统X射线更强，能给文物拍“CT”。

魏存峰团队和故宫博物院合作，对西汉漆鞘铁制书刀进行了研究。中子CT重建切片图揭示了书刀内部锈蚀的主要成分及其三维空间分布，还展现了切削刃复合结构、脱胎夹工艺、绷扎裂缝等工艺细节，为研究文物的锈蚀路径提供了新视野。中子衍射谱精修分析结果也为人们深入了解书刀的材料结构提供了重要数据。

现在，越来越多的文物专用设备已经出现。高能CT可以用于大尺寸、高衰减物品，如铁器、青铜器及中大型文物的成像；显微CT则可用于小型文物的高分辨率成像；能谱CT可以进行多能成像、物质识别和定量成像，也可应用于小型文物研究。“这些都是技术进步在应用方面的创新。”魏存峰说。

魏存峰团队同故宫博物院合作研发的曲面微区X射线荧光谱仪，就是一项文物需求驱动的创新成果。该仪器能进行定点元素分析、平面扫描分析成像、曲面扫描分析成像，成功解决了曲面物体的高精度元素分布成像问题。团队携这一设备先后赴安徽淮南武王墩墓考古现场、故宫博物院、山西陶寺考古现场等地，对文物进行检测。他们用仪器对安徽武王墩墓出土的编钟支架进行了高精度扫描，发现漆器颜料中含有铜、钙、铁、砷等元素，超出了以往的研究认知。

“我相信，在高技术的助力下，我们能更好地守护和传承人类宝贵的文化遗产，让历史文化在新时代绽放出更加耀眼的光芒。”魏存峰说。