王榮 博士,復旦大學文物與博物館學系副教授

    王榮：任教于復旦大學文物與博物館學系，博士、副教授。英國劍橋大學考古系訪問學者（2012年8月-2013年8月），美國史密森博物學院訪問學者（2014年1月-2014年3月）。具備考古學和理學的雙重學科背景，長期致力于硅酸鹽文物的科技考古和保護研究，主持了多個自然科學基金和哲學社會科學基金項目，取得了一系列原創性成果，迄今以第一作者身份在《Archaeometry》、《Studyin Conservation》、《Journal of RamanSpectroscopy》、《巖石礦物學雜志》、《東南文化》、《中原文物》和《文物保護與考古科學》等國內外重要刊物上發表論文20余篇。

    玉器是富有中國特色的文物種類，以內蒙古敖漢旗興隆洼文化出土的時代最早的透閃石玉器為起點，迄今至少有八千年的歷史，一直延續從未中斷。古玉自從成器之后，不論在地上或地下，因風化、老化而造成改變的一切作用及過程，稱為古玉器的次生變化作用或風化作用。玉這種材料的腐蝕作用，可以說就是古玉器的風化作用。古玉器不可還原，十分珍貴，稍有不慎就會對古玉器產生永久的破壞。研究玉器風化機理，做好古玉器的保護工作，對于有效保護這些珍貴的文化遺產具有重要意義。

    為科普玉器風化與防護方面知識，讓更多人關注玉器保護，傳承古玉文化，日前，記者專程就玉器腐蝕與防護這一議題采訪了復旦大學副教授王榮老師，請他為大家深入解讀玉器這一材料的腐蝕與防護知識……

    記者：玉是“石之美者”，請談談古今玉的概念以及玉石之間的區別？

    王老師：中國玉文化源遠流長，博大精深，古人對玉石有著無上的尊崇，儒家甚至將道德思想賦予玉石，讓玉石制成的器物——玉器頓時有了鮮活的元素，變得更有思想、更有內涵，成為中國傳統文化的杰出代表性器物。

    正如您所說的玉是“石之美者”，顯示玉本質上就是石頭。從材料的利用史來觀察，人類歷史可劃分為石器時代、青銅時代以及鐵器（鋼鐵）時代三個階段，其中石器時代約占人類史的 99%時光。按照石器制作技術可區分為舊石器時代和新石器時代，舊石器時代的技術特征是“打制”，脆性大、均質且各向同性的、硬度高、結構致密的石材適合打制成刃類工具或細石器，如黑曜石、燧石、石英等，目的是可以控制打制石器的形狀。而無法適合精細打制的脆性小（韌性高）石材常作為敲擊類工具，但滿足了耐用的要求；新石器時代的技術特征是“磨制”，合適的石材是硬度高且韌性大的耐磨材料。不僅可以對韌性高的材料進行精細加工，而且磨拋形成的光澤層可以將石料的材質美展現出來，因此透閃石—陽起石、瑪瑙等這類玉石礦物逐漸脫穎而出，常制作成裝飾品，滿足人們的精神追求。此外，隨著社會的分化也成為權力的象征，具備了禮儀功能。從這方面看，玉器是石器發展到磨制階段的產物。

    玉是“石之美者”，這出自東漢許慎的《說文解字》，實際上是古代玉的廣義定義，古代玉的狹義定義僅是指和田玉。從時代上看，史前至三代時期，玉的定義是廣義的；三代至漢代，玉的廣義和狹義定義并存；漢代之后，隨著張騫通西域之后和田玉的大量東進，玉的定義是狹義的。 從上世紀90年代至今，地質學者、自然科學學者采用多種現代科學手段對漢代及其之前的出土玉器進行測試分析，發現近 40 種礦物曾作為玉材使用，其中透閃石—陽起石、蛇紋石、玉髓（瑪瑙）、綠松石、方解石和獨山玉等是中國古代最為重要的種類，從中可見硅酸鹽、氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽質的美石均可制作成玉器。

    現代玉和古代玉的定義有些區別，這主要是近代地質學發展的影響。現代玉的狹義定義不僅包括和田玉，還包括翡翠。翡翠是在清中晚期后由于皇室的喜愛，而逐漸在貴族和民間效仿流行開來。現代玉的廣義定義是根據礦物結構來劃分的，寶石是單晶體，而玉石是礦物集合體。應該講當代中國對寶石和玉石的劃分還是挺明確的，不過寶石在古代中國是劃歸到玉石里的。有意思的是，玉石在古代西方世界是劃歸到寶石里的，這可能是中西方文明差異的很好例證吧。

    記者：古代玉器的主要材質是硅酸鹽礦物，它們給人的印象是一種穩定性強的耐蝕材料，為什么玉器也需要保護？請您談談做好玉器腐蝕與防護的意義。

    王老師：目前的統計看，至少 21種硅酸鹽礦物在古代中國作為玉材使用，涵蓋島狀、單鏈、雙鏈、層狀和架狀等結構形式。按照自然界各類礦物的抗風化能力，硅酸鹽礦物僅次于氧化物和氫氧化物，因此常被認為是一種穩定性強的材料。不過這種穩定性是相對的，一方面：在長時間的尺度范圍內，在大氣、水和生物的作用下，巖石可以發生嚴重風化，由硬變軟、由致密變疏松，如土壤層的形成；另一方面：在不能達到平衡體系的環境中，巖石風化作用的過程會加速，出土文物即屬于此情況。

    文物一般分為傳世文物和出土文物，除去人為因素影響，傳世文物的保存狀況一般優于出土文物，玉器也是如此。最主要的原因是傳世文物一直處于地上環境，而出土文物經歷先由地上至地下，再由地下至地上的兩個環境變化過程。前一個“入土”過程，如果文物不能建立新的平衡體系，文物將發生劣化。后一個“出土”過程，若文物不能形成新的平衡體系，則劣化將繼續發生，其結局是文物徹底毀壞。

    玉器入土后若無法達到平衡狀態，將發生玉質疏松現象，嚴重者在出土時不堪提取，因此需要在考古發掘現場實施搶救性的加固修復，目的是維護玉器的基本外形，便于之后的文物學、藝術史、博物館學等領域的研究，充分提取玉器背后的歷史、藝術以及科技價值。可以想象如果只是碎渣或碎塊一堆，人文社會學科將無能為力，當然自然科學學科還是可以發揮一定作用的，如不受樣品形態約束的材質鑒別等。此外，這類疏松的玉器已經不屬于穩定性文物，而屬于脆弱性文物，因此不能用常規條件進行保護，否則將更加疏松直至結構坍塌。由于玉質疏松現象是一種普遍現象，地域覆蓋中國全境，時間跨越古今，因此這類玉器在預防性保護上應尤為值得重視，最終目的是為了讓玉器在一個適宜的環境中達到平衡狀態，從而促進這一珍貴文化遺產的永久傳承。

    記者：請您談談玉器的腐蝕現象是什么樣的？

    王老師：玉器的腐蝕現象，我們稱之為次生變化作用或風化作用，指古玉自從成器之后，不論在地上或地下，因風化、老化而造成改變的一切作用及過程。一般來講：風化作用的程度取決于內因（自身材質的結構）和外因（周邊環境）。地下玉器和地上玉器的風化現象是不同的，但是出土玉器在地上保藏過程中出現的風化現象（病害）與地下埋藏過程的腐蝕現象密切相關。

    對于玉器入土后的風化現象和作用，由于沒有改變玉器本來的材質，我們常用肉眼可見、觸手可知的變化特征來進行描述，如顏色、透明度、光澤度、硬度等。其中顏色變化最顯著和最形象，因而使用最多，如變白、變黑、變紅、變綠、變黃、變褐等。目前的研究顯示：變白是由于結構疏松所致，根據程度可分為部分白化、全器白化以及嚴重全器白化；其他色變現象主要是因為（過渡）金屬離子致色所致，如 Fe 導致變綠、黃和褐等，Cu 導致變綠等。Fe 可能與土壤、鐵器等含鐵物質相關，Cu 可能與青銅器等含銅物質相關。

    這里需要注意的是，近期從出土玉器中發現一些入土前經過火燒的玉器，受熱溫度的不同會形成黑色、黃色和白色，這種人類行為模式的變色需與自然風化行為的變色進行有效區別，我們作了一些工作，文章也在陸續出版中。

    對于玉器在地上的風化現象和作用，主要與溫度、濕度、光照度、大氣和生物等相關。對于國立機構而言，博物館常能提供穩定的溫度、濕度和光照度等保藏條件，因此受到的破壞作用弱。而庫房的保存條件會差許多，室外溫濕度的頻繁變化會引起室內的變動，從而導致玉器的某些部分開裂、起翹以及酥粉等現象。

    值得關注的是：一般風化是由外至內導致玉器外層的風化強于內層，這類可簡稱“外松內緊”，但是很多出土玉器呈現“外緊內松”的反常風化現象，這類玉器如果不斷裂，僅從外觀特征很難判斷其已經屬于脆弱性文物了，這一現象在中國的全境都有發現，因此促使我們應首先評估玉器的保存狀況。

部分白化
安徽潛山縣史前黃家堰遺址

全器白化
安徽含山縣史前凌家灘遺址

嚴重全器白化
湖北九連墩遺址（戰國)

    記者：古玉器的風化作用有哪些類型？不同類型的風化作用有哪些特點，又是如何相互作用的？

    王老師：風化作用的實質是礦物、巖石為適應新的物理化學條件所產生的演化過程。根據性質和方式，風化作用可分為物理風化、化學風化和生物風化。物理風化也稱機械風化，指溫度變化及巖石空隙中水和鹽分的物態變化，使巖石和礦物發生機械破壞而又不改變其化學成分的過程，其作用的結果是使完整的巖石變成碎屑。上面提到的玉器在庫房出現的起翹、開裂等多與物理作用相關。

    同物理風化相比較，化學風化侵蝕性強，又稱礦物蝕變，它是在水、水溶液和空氣中氧、二氧化碳的參與下，巖石產生各種化學反應，致使巖石或礦物受破壞的作用。它不僅使巖石或礦物發生破碎，而且使它們的化學成分發生改變。通常需經過溶解、水化、水解、碳酸化和氧化作用等一系列化學變化。前面提到的白化、黃化、綠化等一系列自然色變現象主要與化學風化相關。

    生物風化指生物在生長和其它生命活動中，對巖石和礦物產生的破壞作用，包括生物在生長過程中對巖石和礦物所產生的機械風化作用，生物在生命代謝過程中產生的氧、二氧化碳以及分泌的酸類物質對巖石和礦物所起的化學風化作用。由此可見，該類風化的實質也是物理風化和化學風化，因此前面的各種色變現象或多或少與生物風化相關。

    物理風化作用可以促進化學風化進程，而生物活動直接或間接地影響著物理風化和化學風化。這三種風化過程常常同時相伴發生，但隨著環境的不同，它們的相對影響也有所不同，因此中國不同地區出土玉器呈現的風化狀況是有差異的。

    記者 ： 古玉器的保護方法方面，您認為有哪些需要特別關注？

    王老師：我覺得預防性保護方面需要特別關注。前面講過，玉器本質上屬于石質文物，質地堅硬，不易受到外界環境，如溫濕度、光照變化的影響。因此，人們通常對古籍、書畫、紡織品等有機類文物的保存環境比較重視，將玉器視為穩定性文物而沒有給予充分的重視。如現有的關于保存環境的論文和著作中，未將玉器這一重要文物種類單獨列出而規范其保存環境的溫濕度，常將玉器歸類到石器，與金屬器和陶瓷器的保存條件相似，即玉器保存的相對濕度條件范圍是：40% ～ 50%，這種界定顯然是粗略的、缺乏依據的。古代玉器的材質種類多樣，相當多的玉器種類對環境濕度是有要求的，如透閃石—陽起石玉、蛇紋石玉、瑪瑙、水晶等，它們的保存環境不能過于干燥。但是，文物、博物館學界對于玉器保存的合適濕度條件以及濕度對玉器的影響等均未見研究報道。正因如此，考古所和博物館對于玉器的保存環境也沒有形成統一的規范，各所（館）之間玉器的保存條件，尤其是濕度條件相差懸殊，國外博物館也不例外。此外，白化嚴重玉器已屬于脆弱性文物，針對這類受沁古玉器在制定展陳設施或保存時，更應該注重對其保存環境的規范。

    鑒于此，我們曾專門探討外界環境中相對濕度條件對玉器文物保存的影響，結果表明，在我們模擬實驗的時間尺度內，結構致密的透閃石玉器和蛇紋石玉器能適應各種濕度條件；而結構相對疏松的透閃石玉器、蛇紋石玉器以及蛇紋石化的方解石適合中高濕的環境條件進行保存。雖然是初步研究，但是顯示了不適宜的濕度條件會對玉器文物產生永久性的破壞，這是造成許多博物館內玉器出現各種病癥的主要原因，這點應該引起足夠的重視。