手工业考古蒸蒸日上  科技考古研究各显神通——“科技考古与手工业考古：临淄齐故城冶铸考古多学科合作研究中期讨论会”会议纪要

 

　　为了进一步促进现代科学技术手段在考古学中的应用，加强各学科和考古学的合作，探索科技考古与手工业考古有机结合的方法和路径，由中国社会科学院考古研究所临淄齐故城冶铸考古项目组和科技考古中心主办的“科技考古与手工业考古：临淄齐故城冶铸考古多学科合作研究中期讨论会”于2014年5月10日在北京中国社会科学院考古研究所学术报告厅举行，来自中国社会科学院考古研究所、中国科学院自然科学史研究所、山东省文物考古研究所、临淄市文物局、临淄区文物局、上海博物馆、中国丝绸博物馆、北京大学、中国科学院大学、北京科技大学、山东大学、首都师范大学、郑州大学等单位的代表、特邀嘉宾与学者，齐故城冶铸考古项目组的人员及多家媒体记者共同出席了本次讨论会。

会议现场
 

　　会议由中国社会科学院考古研究所副所长、临淄齐故城冶铸考古项目组负责人白云翔研究员主持。会议邀请了承担此项目研究任务的数十名科技考古学者做学术报告，并进行了广泛而深入的讨论。此次会议为不同学科的专家学者之间交流学习、研讨问题搭建起了沟通的桥梁，对探索我国科技考古的发展前景，促进田野考古工作的全面发展有十分重要的意义。

 

　　会议首先由中国社会科学院考古研究所王巍所长致辞。在致辞中，王巍所长首先对与会的各位专家学者表示热烈欢迎，并回顾了夏鼐等老一辈考古学家对我国科技考古和手工业考古所做出的开创性贡献。王巍所长指出：“手工业考古的研究是考古学研究的重要方面，对提升中华文明内涵，探讨社会变化、王权的产生有重要作用，而科技手段的运用为这一研究提供了助力。科技考古是一个朝阳产业，有很大的推广和应用前景。以前，科技考古和手工业考古的研究成果主要集中在史前考古和商周考古阶段，以后我们也要在后段考古工作中广泛的应用，让科技考古在考古学上充分施展特长，使我们中国考古学走在世界的前列。”

王巍所长致辞

 

　　随后中国社会科学院考古研究所白云翔研究员向大家介绍了齐故城项目的设计思路。冶铸考古是古代手工业生产的最重要领域之一，为推动传统考古与科技考古更好地结合，该项目立足田野考古，强化现代科学技术手段的应用和多学科合作的研究，旨在使考古研究更加科学化、考古成果最大化。目前齐故城冶铸考古的多学科合作研究做了哪些工作？存在什么问题？下一步如何深化和推进？基于对以上问题的考虑，项目组决定召开此次中期研讨会，旨在为探索科技考古和传统考古的结合之路，促进考古学研究更加科学化搭建一个平台。白云翔研究员希望参会的各位学者在充分讨论的基础上，提出意见或建议，以促进多学科合作研究不断深化。

白云翔研究员向大家介绍临淄齐故城项目的设计思路

 

　　会议共收到学术报告17篇，涉及科技考古众多领域的最新研究成果。内容包括：植物考古、动物考古、食谱分析、人骨考古、纺织考古、冶金考古等诸多方面。那么，这些研究成果具体是什么呢？他们在科技考古领域取得了哪些成就？又有哪些展望？下面就从不同研究领域对这些成果进行简单的介绍。

 

　　田野考古：工商业闻名的东方大都会，首次发现国内外古代铜镜铸造作坊遗址

 

　　临淄齐故城冶铸考古发掘的执行领队杨勇副研究员代表项目组对齐故城冶铸考古进展和收获进行了简单而全面的介绍。临淄齐故城的冶铸遗存考古发掘与研究是中国社会科学院哲学社会科学创新工程项目之一，其学术目的是为了推进并深化战国秦汉时期关乎国计民生的两大支柱性产业——青铜冶铸业和铁器工业的科学研究。冶铸遗址主要分布在齐故城西部，除发现大量的灰坑、房址、道路和水井等遗迹外，最重要的收获是清理出一处秦汉时期铜镜铸造作坊遗址，出土种类繁多的镜范，部分镜背范的纹饰较为清晰，主要有蟠螭纹、龙纹、草叶纹、连弧纹、四乳弦纹等，大多为秦至西汉时期铜镜上常见之纹饰。作为国内外古代铜镜铸造作坊遗址的首次科学发掘，这不仅证明了临淄是秦汉时期的铜镜铸造中心之一，而且为研究当时的铜镜铸造工艺技术及铜镜产地和流通等问题提供了弥足珍贵的资料，是秦汉时期乃至整个古代铜镜铸造业及铸造技术研究的一个重大突破。

杨勇副研究员演讲

 

　　植物考古：揭示工匠们的饮食结构和当地的农业发展、环境特性

 

　　何谓植物考古学？也许业外人士并不熟悉。顾名思义，植物考古学就是研究与考古学文化相关的古代植物遗存。植物考古学的主要研究内容包括食物生产的起源与发展过程、人类利用植物的活动等问题，对于复原古代环境有重要意义。我们大家所熟悉的稻作农业和粟作农业的起源问题就是其中的一部分。在植物考古学的研究中，最常用的方法就是浮选法，这种方法简单易行，设备简单。此次讨论会有两篇研究成果报告是在浮选法基础上形成的。其中赵志军研究员的《临淄齐故城浮选出土植物遗存概况》一文，主要对齐故城遗址灰坑出土遗物的浮选情况和结果进行了介绍。目前遗址共浮选出植物种子43373粒，其中植物种类共有99个（属或种），农作物种类11种。农作物种类主要包括黍、糜子、大麦、小麦、稻米、大豆、绿豆、荞麦、芝麻等，其中燕麦和芝麻是在考古学遗址中的首次发现。除此之外，还发现了瓜果类的葡萄和甜瓜，以及枸杞、酸浆和桑等。杂草方面则发现有狗尾草、灰菜、苋、胡枝子、直立黄芪、苍耳、侧柏、荆条、蒺藜等等。这些发现说明当时人们的食谱是十分丰富的，既有小米、黍子这些谷类作物，也有芝麻、大豆这些经济作物以及甜瓜等瓜果。

 

　　赵志军研究员指出这是首次在历史时期考古遗址开展的大规模的浮选工作，也是首次在一处战国秦汉时代的城址遗址开展系统浮选工作。对浮选结果的研究有助于我们更好的认识汉代文献中缺乏的普通阶层日常生活的细节。同时，这也是首次在一处规模化（官营？）的手工业作坊遗址开展的浮选工作，为我们考察古代手工业管理的模式及工匠的管理和生活待遇等问题提供了资料。

赵志军研究员演讲

 

　　陈雪香教授则主要对齐故城中阚家寨遗址第１地点的灰坑和窑址中浮选出土的植物遗存进行了研究。浮选结果共发现5417粒植物种子，重4.64克。其中尤以灰坑种子含量最为丰富。农作物种类的比重依次为粟、大豆、小麦、黍子、稻谷5种，其中粟在这一遗址中占绝对优势。浮选结果说明该遗址的粮食结构主要以旱地作物为主，这与当地生态环境基本吻合。与此形成鲜明对比的是稻谷的含量十分稀少。研究表明，商周以来，山东地区的粮食作物结构中，稻谷呈非常明显的下降趋势，许多周代遗址甚至没有发现稻谷，所以对于仅发现的这一粒稻谷的具体来源目前还无法确定。（注：陈雪香教授因故未能出席会议，由学生代讲）

介绍植物遗存情况

 

　　同时，陈教授也指出：鉴于阚家寨冶铸遗址的特殊性，本发掘区粮食作物遗存是否能够代表本地粮食结构全貌，还有待确认，需要和同时期外围普通居址（非作坊）进行比较分析后才能确定。

 

　　动物考古：遗存中的飞禽走兽提供了食肉的直接证据及地区间的商业交流

 

　　动物考古学主要研究对象是古遗址出土的动物遗存，目的是为了揭示古代人们选择狩猎、饲养家禽家畜等方面的经济生活和文化生活概况。这次讨论会中李志鹏博士对齐故城出土的动物遗存的研究成果作了介绍：目前齐故城出土的动物群种属主要包括以下四类，第一类是哺乳动物：包括黄牛、猪、狗、马、绵羊、梅花鹿、兔子、鼠等；第二类是家禽：主要是鸡；第三类为软体动物，包括文蛤、乌贼，其中乌贼是首次发现；第四类是爬行动物：如螃蟹。（注：李志鹏博士因故未能出席会议，由吕鹏博士代讲）

吕鹏博士演讲

 

　　齐故城阚家寨遗址发现动物的遗迹单位较多，但动物出土数量都很少，多数灰坑和地层出土的动物骨骼在10件以下。根据研究结果可知，在西汉时期，猪的数量最多，其次为牛和狗，再次为绵羊和马。此外，还在少数遗迹单位中发现数量较多的文蛤和乌贼。对此，李志鹏认为当时人们的主要肉食来源于家养动物，如猪和牛。而对于并不靠海的临淄为何发现有文蛤和乌贼这一问题，李志鹏推测这些海洋资源可能是较远距离的商业交换而来。同样，对于H60中发现的1件驯鹿角，也有相似的疑问，在中国，驯鹿只见于大兴安岭东北部林区，而这件驯鹿角又是如何来到这里的呢？目前只能说是远距离资源流通的产物了。

 

　　人骨考古学：透骨见人，见死如见生的学问

 

　　中国社会科学院考古研究所王明辉副研究员的汇报就是这门学问的集中体现。他首先介绍了何谓人骨考古学？它主要的研究内容和研究目的或意义是什么？接着简单汇报了齐故城阚家寨冶铸遗址出土的瓮棺葬中人骨的初步鉴定和研究成果。这批瓮棺葬多数是婴幼儿，甚至是胎儿。25例个体中年龄最大的仅有2.5岁。最大身高仅有80公分。刚出生就死亡的个体有10例。因为个体年龄较小，骨骼保存较差，死亡原因特殊等，骨骼上没有明显创伤、或致死疾病等现象。推测这些婴幼儿的死亡原因主要有以下几点：一是妊娠期的营养缺乏、疾病或突发性事件，导致胎儿流产、早产或难产而死；二是可能因为先天疾病、残疾被抛弃，或者某种风俗，如杀女婴习俗等。三是可能由于食物匮乏，导致营养不良死亡，或者某种有目的的杀婴习俗，如奠基仪式等。这些原因导致的死亡很难在骨骼上体现。从这项研究可以看出，因为当时医学技术的落后和生活条件的恶劣，婴幼儿的死亡率是十分高的。

王明辉副研究员演讲

 

　　最后，王明辉希望下一步能在手工业遗址中找到成年人的墓葬和非手工业者的墓葬，并对人骨进行同位素分析、DNA比对等多学科的合作研究。

 

　　食物分析研究：古人食谱的秘密

 

　　中国社会科学院考古研究所张雪莲研究员所做的《临淄齐故城冶铸遗址碳十四测年和食性分析工作进展情况汇报》，除了介绍对采集样品的碳十四分析结果外，还重点对临淄故城遗址的人骨进行了碳氮同位素分析研究，研究表明当时的植物类食物约占60%， 成人主要以C4类植物为主食，并有少量C3类植物；同时有一定的肉类食物，肉食比例不会太低。婴幼儿不一定都是吃母乳，并不排除食用家畜奶的情况。这一结果恰与前面对该遗址的植物和动物遗存所作的分析结果一致。

张雪莲研究员演讲

　　冶金考古：钢铁是怎样炼成的

 

　　此次讨论会中有关冶金考古的研究成果主要有两篇。一篇来自于北京科技大学的潜伟教授对齐故城遗址出土和采集冶炼遗物的分析。研究分析的样品来源包括矿石、炉渣、少量残铁器、耐火材料等。金相观察等手段的初步分析结果显示，这些遗物均为生铁冶炼的遗物，但因冶炼技术不够或者原料问题，在冶炼过程中产生了大量的积铁渣，冶炼不充分；残铁器怀疑是铁工具残留，并非冶铁遗留；推测第一地点是一处锻铁和铁器热处理（退火）的场所。而第三地点则是一个冶铁制铁的遗存。

 

　　除此之外，潜伟还介绍了对齐故城内14处遗址的调查情况。调查结果显示多数遗址都和冶铁有关，都有发现冶铁遗物。这就产生了一个疑问，在同一时代，齐故城是否存在多个小型冶铸作坊？它们之间的关系是合作还是竞争？这一问题的解决还有赖于后续的田野考古工作。

潜伟教授演讲

 

　　另一篇研究成果是中国社会科学院考古研究所赵春燕研究员对阚家寨一处“铸坑”中堆积的细砂的分析。发掘者推测该砂坑可能是铸造过程中放置并固定镜范的设施，通过对坑内细砂的检测，发现铸坑沙包含了18种成分，而作为比对的古河沙中只有12种成分。铸坑砂中的磷、铜、铅、氯、锌、溴元素，在古河沙中则没有检测到。赵春燕认为，铸坑砂中多出来的这些元素很可能来自熔炼或铸造过程中损失掉的那部分元素。对砂坑成分的分析和研究为推测古代人类行为提供了依据，为研究田野考古中对遗迹性质判断提供了重要的技术支持。

赵春燕研究员演讲

 

　　纺织品研究：衣冠之外的秘密，发现高大上的丹漆纱

 

　　中国丝绸博物馆的周旸博士运用不同方法对齐故城阚家寨冶铸遗址出土的两个纺织品样品进行了分析，并结合文献记载，发现来自于阚家寨Ｂ区的样品为著名的丹漆纱。组织为平纹组织，密度为15×15根/㎡，颜料为朱砂，胶结材料为大漆。

 

　　另外一个样品为素麻，平纹组织，纤维材料为麻，密度为9×9根/㎡，十分稀疏，并不适宜织造衣物，可能是铸造过程中作为铺垫使用的。

周旸博士演讲

 

　　周旸用“丝绸遇见朱砂：强调装饰性，多为机织物，用于服装；丝绸遇见大漆：强调功能性，多为编织物，用作冠带。丝绸遇见朱砂和大漆，兼具装饰性和功能性，但是是什么用途呢？”这样颇有文艺色彩的话语作为对这一发现的总结。最后她提出了“对纺织品进行全面深入的科学认知，需要到回归当时历史文化背景下进行解读”的建议，引起了参会诸多学者的热烈讨论。

 

　　陶范研究：方寸之间的乾坤

 

　　齐故城阚家寨冶铸作坊遗址的出土了大量镜范和其他类型的陶范，这些新发现为研究其铸造工艺等相关问题提供了重要资料。陶范虽小，但它所包含的各种信息却极其丰富。此次参加讨论会的学者中，对陶范进行研究的比例是各领域中最高的。各位学者运用不同的技术手段，各显神通，精密解读考古学信息。

 

　　北京大学的崔剑锋教授运用了ED-XRF分析、XRD晶相分析、体式显微镜分析、扫描电镜观察、外接能谱分析等众多科技手段，对13份镜背范和面范、土样样品进行了分析，以便对镜范配方、脱范剂、铸造次数等问题进行研究。分析结果显示镜范的配方包括非晶体二氧化硅-植硅石（稻壳灰）、粘土和晶态二氧化硅（沙子）。经扫描电镜考察，镜范中植硅体、粘土、石英的比例大致在4：5：1。另外镜范表面存在与范体材料不一样的表层，这就是“脱范剂”，厚度仅有0.1mm，非常薄，应该是以泥浆的形式涂刷于镜范表面，阴干后使用，铸造后容易分离而不损伤范体。而浇筑次数的多寡可以通过观察铅富集层的多少来判断，浇注几次，就会形成几层铅富集层。

崔剑锋教授演讲

 

　　中国科学院大学的罗武干博士运用热膨胀测温技术对13件陶范的原始烧成温度进行了测试。结果显示，陶范的原始烧成温度不会超过400度。另外经过XRF分析可知陶范中可能掺入了稻壳灰，且陶范中的物相组成比各类土壤少，表明制作陶范的的原料经过了精选。

罗武干博士演讲

 

　　上海博物馆的廉海萍研究员则对镜范的制作进行了详细研究。研究结果表明：齐故城的镜面范制作技术要高于镜背范，有部分镜面范存在面层和背层分层制作的现象，这是为了保证铸出的青铜镜镜面具有较高的光洁度和尽量少的铸造缺陷。最为重要的是揭示了镜范复杂的制作流程：制作泥模--在泥模上制作背范--分层制作面范--镜范焙烧--镜范型腔面上涂刷分型剂，浇注金属液。提出了镜范不仅需要具有足够的湿度和强度、干强度、复印性、雕塑性，以便保证镜范的成型，还需要足够高的耐火度、化学稳定性，保证镜范能够承受高温金属液的冲击力和避免与金属液发生反应以及足够低的发气量和足够好的充型性能，保证获得满足使用要求的铜镜。这项研究全面揭露了齐故城镜范的成分、制作工艺和流程以及性能要求，使我们对当时的镜范制作有了一个详细而全面的了解。

廉海萍研究员演讲

 

　　刘煜副研究员的《临淄齐故城铸镜遗址出土遗物的科技检测》一文主要对13件陶范、14件土样样品进行了XRD分析、粒度分析和岩相分析等科技检测。根据分析结果推测闞家寨发现的“铸坑”中含有大量的铜，这一发现证明此“铸坑”的确进行过铸铜活动，但具体是哪种活动目前还不清楚。另外检测结果显示遗址出土的大部分土壤样品中都含有少量的非晶态氧化物，但生土中并未测出这些成分，这些样品与镜范原料是否有关，需要做进一步的分析。

 

　　成分分析：由表及里，揭示铜镜制作工艺信息

 

　　白云翔研究员和王增林研究员对齐故城附近汉墓出土的一件草叶纹镜进行了扫描电镜能谱分析。这些残缺不全的铜镜碎片让我们对铜镜不同部位的各种金属含量的比率、锈蚀程度以及合金成分是如何形成的等诸多问题有了深入了解。分析得出的金属成分的测量值与此前北京大学的测试结果相近，说明了西汉时期临淄铜镜的冶金成分大体一致。

王增林研究员演讲

 

　　微痕分析：知微见著，重现钱范制作工艺流程细节

 

　　叶晓红博士对齐故城出土的5件半两石质钱范进行了微痕分析。通过扫描电镜分析，叶晓红博士对石质钱范制作工艺流程进行了详细的阐述：（１）用锯片切割技术开料，打磨范面。（２）设计主浇道，以其为中轴在两侧设置钱模的排列分布。（３）采用施沟法加工主浇道。（４）推测使用坨具类的旋转工具，以减地起凸的方式，使钱模中部凸起小圆柱，再以切和刮磨方法刻出方界。（５）刮磨出内部各支浇道。（６）在钱范的边部刻划出排气道。（７）阴刻“半两”二字，文字笔划可以复原。这些研究使我们对石质钱范的制作工序有了深入了解，同时也为研究当时的铸币业和钱币的流通提供了重要参考。

叶晓红博士演讲

 

　　实测图和三维建模：展示陶范的魅力之路

 

　　这次讨论会不仅有对冶铸遗址内涵的研究成果，更为难能可贵的是对陶范实测图和展示技术的探讨，这在以往的一些科技考古会议上并不多见。如考古研究所的王苹副研究员介绍了在陶范绘图中将传统测量绘图方法和现代计算机绘图技术结合起来的绘图方式，这一方面减少了传统测量绘图中的人为误差，也避免了计算机绘图中出现的呆板现象。绘制出的实测图既保证了数据的精准性，又充分表现了器物的灵魂。可以说，考古绘图方式的进步，不但有助于提高考古学研究水平，还能在黑白灰的世界里充分表现千变万化的文物之美。

王苹副研究员演讲

 

　　刘建国研究员和张蕾副研究员则对齐故城铜镜陶范的三维建模进行了探索。这一技术是先用普通数字相机从不同角度围绕物体拍摄，随后上传至三维建模软件，进而生成被拍摄物体的三维点云，最后实现三维影像重建。这一技术的应用不仅适用于齐国故城铜镜陶范的三维影像重建，同样适用于其他各类出土遗物。三维图像和模型的建立可以在全面展示和研究出土遗物方面起到重要作用，最为重要的是可以避免文物的磨损。这不仅是考古领域的新技术，也是公众考古的重要手段之一，它不仅让考古变得更有趣味、更生动、更缤纷，同时还为数字化博物馆的建立提供了坚实的技术支持。也许有一天，我们就会实现足不出户逛遍各大博物馆的梦想。

会议现场

 

　　以上众位学者的研究和讨论，深入浅出，从不同角度展示了中国科技考古的成就，使人们深刻认识到中国科技考古事业的广阔发展前景。会议期间，学者们各抒己见，畅所欲言，相互切磋，就科技考古的众多领域进行了充分的学术交流，彼此都感到受益匪浅。

白云翔研究员进行会议总结

 

　　临淄齐故城阚家寨冶铸遗址虽然发掘的面积不大，但在发掘过程中大量运用现代科技手段，注重对出土文物的保护性处理，强化各种标本采集及多学科合作研究，是田野考古和科技考古的一次完美结合，此次研讨会上各种科技手段和研究成果缤纷亮相，为大家展示了一场盛大的科技盛宴，也为今后的田野考古工作提供了一个可借鉴的范例。