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匠心独运 芳华重现——记“国家卓越工程师团队”获得者敦煌研究院文物保护团队

日期:2024-01-23

鸣沙山下、宕泉河边,跨越千年的莫高窟静静伫立。往事并不如烟。自汉武帝凿通西域,置河西四郡,敦煌经历两千多年的风沙侵蚀,在历史的脉搏中跌宕起伏、绵延不绝。敦者“大”也,煌者“盛”也。敦煌以中华文明为根基,交汇融合世界各种文明,成为人类文明最著名的十字路口。

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大漠风沙、残垣断壁、劫掠偷盗,肆意破坏,莫高窟岌岌可危。1943 年,旅法艺术家常书鸿的到来种下了莫高窟保护研究的种子。新中国成立后,一代代敦煌人赓续接力。如今,人们可以通过这座文化圣殿,探寻人类文明的记忆。留住历史才能走向未来,敦煌守住了人类文明的印记。有这样一群人,在用自己的智慧竭尽全力守护着敦煌,延续历史,传承文明。他们是常书鸿、段文杰、樊锦诗、王旭东……还有越来越多的后继者。80 多年来,逐步形成了“产、学、研、用”全链条一体化的壁画、石窟寺、土遗址的保护利用体系,培养了一批专业的文物保护人才队伍。这些平凡英雄披沙拣金、集腋成裘地创造了文化遗产保护和利用的奇迹。他们择一事,终一生,不为繁华易匠心,不断续写新的敦煌传奇。

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自 2000 年以来,敦煌研究院文物保护团队在16个省、市、自治区完成了 300 多处全国重点文物保护单位的修复保护项目。1 月 19 日,首届“国家工程师奖”表彰大会在京召开,敦煌研究院文物保护团队被授予“国家卓越工程师团队”荣誉称号。管中窥豹,可见一斑。近日,本报采访了以苏伯民院长为代表的文物保护团队成员背后的故事。

不是真的热爱很难坚持

付有旭,敦煌人,现供职于敦煌研究院文物保护技术服务中心。1988年高中毕业后,还不到18岁的他跟随前辈学习。从“和泥巴”开始,他经历了4年的学徒生涯。经过30多年的历练,逐渐成长为壁画、彩塑修复界的老师傅了。

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他参与过由敦煌研究院承担的国家重点文化建设项目——西藏布达拉宫、罗布林卡、萨迦寺三大文物修复工程,还有新疆库车库木吐喇石窟壁画保护修复等重大工程。西藏三大文物修复工程前后历时近十年,作为一线施工人员付有旭待的时间最长。

团队的组建和成长也经历了很长的时间。早期,做修复施工的只有七八个人。“如果不是真的热爱是很难坚持下来,只要你热爱就可以干到老。我从事壁画修复 30 多年了,20多年都在敦煌之外的新疆、青海、西藏、四川等地施工。有一次在西藏施工,3月出发,11月才回来,中间一次家都没回过。”

那时候生活条件虽有改善,但研究院离城区 20 多公里只有一趟班车,大家食宿都在研究院。对于大多数外地人来说还是很难,和家人聚少离多,来的来,走的走,和他同期来的十几个人最后留了2个人。

上世纪 90 年代,随着院里承接的项目增加,保护所分工更细化了,设计和施工分离,专业化程度进一步提高。人才队伍也成梯队日渐壮大,机构设置日臻完善。目前,保护技术服务中心近百人,设计咨询公司也有30余人,整个团队有200人。

“外界对我们的工作有很多误解,我们的修复工作并不是对已经脱落的壁画本身做复原修复,壁画修复讲究‘历史性’、‘最小干预’,要保留壁画颜料色泽等原始信息,更多的是解决壁画载体畸变的问题,对壁画的支撑体(岩体、木结构、墙体、地基)、地仗层(由粗泥层和细泥层构成)进行修复或者更换,达到不继续伤害壁画的目的。”付有旭解释说。

西北气候干燥,让矿物颜料的壁画很好地保留了下来,但这些支撑体和地仗层在遇水后会溶解里面的盐分和胶状物,随着水分而产生运移。在这个过程中,水分蒸发后盐分再次结晶固化,如此频繁往复就会产生病害,还有支撑体结构发生变化、动物损坏等诸多原因都会产生起甲(壁画的底色层或颜料层发生龟裂,壁画呈鳞片状翘起的病害)、龟裂、空鼓等病害,影响壁画的保存时间。壁画修复最难的是被称为壁画“癌症”的酥碱,产生的原因千差万别,就像人生病一样,同样的症候但有不同的病因。只能按图索骥反复试验,才能找到引起病害的原因,通过实验室实验找到最科学的办法然后才进行修复。

这是几代莫高窟人慢慢积累起来的经验,他们就像绣花一样利用高超精绝的技术在毫末之间修补历史。

从抢救性保护到预防性保护

王小伟是兰州人,毕业于西北师范大学计算机应用专业。1999年,他进入敦煌研究院工作,目前是研究院石窟监测中心主任。

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他思维缜密得像电脑那样清晰冷静,和付有旭的工作不同,王小伟他们 26 个人组成的团队的主要工作是根据石窟寺多种病害机理发生等多方面的保护研究成果,通过前端传感设备定时、实时采集数据并集成气象、地震部门等专业机构发布的信息,经过分析后呈现在后端大屏上,对可能导致病害发生、加速的原因及其发生的过程、速率、后果等进行全方位的监测并实施预警,为莫高窟等石窟的保护研究、旅游开放和科学管理提供数据支持和决策服务。比如,莫高窟洞窟内相对湿度预警值设定为 62%,当某一个洞窟因为大环境变化或参观导致超出该阈值时,就要与洞窟管理部门、旅游开放部门依据实际情况进行停止开放并自然通风等干预措施。监测内容日益广泛,甚至延伸到文物和游客安全、游客健康、文保工程质量等。最终实现变化可监测,风险可预警,险情可预控,保护可提前的文化遗产预防性保护目标。

随着科技发展和保护手段的提高,文物保护已从头疼医头脚疼医脚式的抢救性保护进入了预防性保护与抢救性保护并重的新阶段。预防性保护的第一步是做好影响文化遗产地真实性、完整性及其所蕴含价值的风险分析及监测。即既要监测文物本体及其病害变化,也要监测体现和影响文化遗产价值所处环境的变化,包括自然环境和社会经济活动等。2014 年,随着党和国家对文化遗产保护的高度重视,国家文物局要求中国世界文化遗产地都要成立专门的监测机构或有专职的监测人员,同时,敦煌研究院文物保护事业高速发展。在此大背景下,处于国内石窟寺保护前列的敦煌研究院积极响应,主要从事石窟寺监测工作人员从保护研究所分离并成立了敦煌石窟监测中心。这对于监测团队来说,是新的起点和机遇。一方面监测中心积极学习国内外文化遗产预防性保护理论,吸纳保护研究成果,分析莫高窟遗产地风险点,避免盲目监测和过度监测,做好遗产地保健医生的工作;另一方面,积极探索监测技术设备的提升和管理流程的科学化、系统化,做好监测数据的准确性、连续性,服务于保护研究、旅游开放和管理决策。

采访当天,王小伟向记者介绍了抢救性保护和预防保护并重的背景下石窟监测手段的变化。他说,影响壁画等文物劣化的原因很多,一种病害的发生和加速是多种因素共同作用的,其中一个主要因素是洞窟内微环境的变化,其主要原因是洞窟外大环境变化和游客参观带来的影响。

自上世纪 60 年代开始,敦煌研究院就开始对洞窟内的湿度、温度进行监测,需要工作人员定时去洞窟内抄写数据。90 年代初,院里有了自动化监测设备。2013 年,莫高窟监测预警平台建成并不断完善和改进。在此基础上,2023 年底敦煌研究院完成了甘肃省石窟寺监测预警系统(第一期)项目的建设,将省内莫高窟、榆林窟、西千佛洞、麦积山、炳灵寺和北石窟寺等六个石窟全部纳入省级平台,这些纵横 1000多公里的石窟实现了主要风险实时监测、重要天气预报提前预警并跟踪处置、监测数据资源共享及技术互补和协作等目标。

一整面墙的大屏上,6个石窟的大环境、微环境,以及崖体、洞窟本体,还包括展馆、游客、工作等实时数据一览无余。并且对可能影响洞窟内文物安全及游客健康的潜在风险进行了研究性监测,如 VOCs(挥发性有机物),为未来的研究提供数据储备。

“我们这个系统将科技和管理融合在一起,监测所获得的数据一方面为保护研究做长期数据支持,另一方面为管理部门提供决策服务。同时,还为旅游开放服务。”王小伟说。

和菌、虫、鸟、鼠打交道的研究员

现任保护研究所副所长的武发思研究员,他的学术背景是生物学专业,这多少有些出人意外,他的日常工作就是和文物虫害、鸟害、微生物病害“打交道”。

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2009 年 7 月,从兰州大学植物学专业硕士毕业后,他便前往敦煌研究院保护研究所工作至今。为了进一步提高业务能力,他又在职攻读了兰州大学微生物学专业博士学位。目前主要从事石窟寺、古代壁画及土遗址生物损害的监测与防控技术研究工作。

对于八零后的他来说,已经在莫高窟工作了 15 个年头,经过不断努力,已先后入选了国家青年拔尖人才、陇原青年英才、甘肃省优秀青年文化人才等人才计划。目前还担任国际生物退化与生物降解学会IBBS)中国代表、甘肃省植物学会理事、中国菌物学会菌文化分会副会长……

2006 年,他第一次踏入敦煌参与“引哈济党”工程环境评估工作。在此期间,参观了莫高窟。他记得很清楚,敦煌火车站也是那年7月投运的,坐火车可直达。

“视野很开阔,我比较喜欢沙漠这种自然环境。”老家会宁山多沟深,求学时的兰州高楼林立。武发思在努力寻找一种更为开阔的视野,而莫高窟恰恰满足了他的向往。第一次邂逅敦煌,就注定了他们之间的缘分。在读硕士期间,他参与了一个博士后项目,研究石窟环境空气微生物与游客活动的关系,这是敦煌研究院在预防性保护方面做出的新探索。

文物保护是涉及自然、人文、工学等几十门学科的新型交叉学科,研究的广度和深度在不断扩展,学科内涵日益丰富。2009 年,国家古代壁画与土遗址保护工程技术研究中心成立,不同专业方向的青年人才被吸引到莫高窟,武发思也成为他们中的一员,文物保护涉及的研究方向进一步拓宽。

为了解莫高窟的历史、艺术、科学价值,刚入职的员工都会在接待部当一年讲解员,一方面与壁画建立了感情,另一方面也在思考所学专业在这里能解决什么问题。国家工程中心面向全国的壁画和土遗址保护,青年研究人员的视野能被进一步打开,面向国家需求和文物保护中的实际问题,专业技术人员能在科研和工程项目锻炼中得以快速成长。

在生物实验室里,有微生物培养箱、荧光显微镜、超低温冰箱等常用设备,可以开展一些基础性的实验、分析和评估工作。除了莫高窟的生物病害研究,实验室还承担着麦积山石窟松鼠科动物危害防控、炳灵寺石窟鸟害监测与防治、北石窟寺生物风化机制研究等科研项目,不同遗产地面临着不同的生物学问题。

加强基础研究非常重要,在借鉴国际前沿的同时需要反复实验和探索。武发思认为,这不是一朝一夕的事儿,生物危害防控依然充满了挑战。目前通过和国际专家沟通,跟踪先进的理念、方法和成果,这个领域已逐步与国际接轨。尽管国内研究起步较晚,相关研究人员较少,但目前正在缩小差距,甚至在有些方面已经开始引领。

和雕塑进行跨越千年的时空对话

樊再轩,河南新乡人。1981 年参加工作,现任敦煌研究院研究员。他的微信名是“面壁三十年”,其实他从事古代壁画保护修复及研究工作 43 年了,是名副其实的文物修复保护的专家。

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1981 年,敦煌文物研究所急需补充新鲜血液,在酒泉地区招收了一批工作人员。当时,从瓜州一所高中毕业的樊再轩进入敦煌研究所文物保护室从事壁画保护工作。

樊再轩说,保护室就是现在保护研究所的前身。那时,敦煌文物研究所只有几十人。入职的半年内,樊再轩接受了敦煌文化熏陶和系统培训,后来跟着有经验的老师做起了学徒。向来对文史感兴趣的他很快就喜欢上了这里,喜欢上了壁画保护这份工作。当时的敦煌研究所对人才队伍建设日益重视,给年轻人大量成长、锻炼机会。

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1984 年,敦煌文物研究所扩建为敦煌研究院,樊再轩被送往西北师大化学系学习了两年。后来,敦煌研究院和兰州大学分析测试中心有课题合作,樊再轩在那里学习工作了几年。之后,他又到复旦大学和日本东京艺术大学学习文物保护和文物保护理论。

随着实践经验的积累和理论知识的提升,年轻好学的樊再轩抓住各种学习和实践机会,在壁画保护方面的技术与日俱增,迅速成长为能够独当一面的骨干力量,作为子课题负责人参加了国家十一五科技支撑计划课题“古代壁画脱盐关键技术研究”、973课题“保护材料与工艺的系统评价方法及其应用示范研究”、国家科技支撑计划“干旱环境下古代壁画保护成套技术集成与应用示范研究”、国家重点研发计划课题“墓葬壁画原位保护关键技术应用示范”。作为第一完成人发明“一种治理以砖墙为支撑体的古代壁画空鼓病害灌浆材料及其制备方法”“一种治理带有表面涂层的古代壁画烟熏病害的清除材料及清除工艺”的专利。

修复壁画和雕塑这些文物是要求极高的精细活,是不容许失败的,所选取的材料、工艺都要经过反复的科学试验精确评估,每一步都要谨小慎微。

上世纪 80 年代,在那个对壁画头疼医头,脚痛医脚的抢救性保护阶段,文保工作者对病害的认知也非常有限。在修复过程中,他通过慢慢摸索,居然发现病害会反反复复,尤其是酥碱这样的壁画癌症。于是,樊再轩开始对壁画病害的病因开展了系统研究。直到上世纪九十年代末期,他们发现潮湿空气和崖体中的水分会带着盐分向外运移是造成酥碱病害的病因。

找到病根后,樊再轩开始对症下药,在加固的同时利用水溶性修复材料对病害进行脱盐处理,然后通过环境控制让洞窟里的湿度保持恒定状态,让可溶盐变得稳定。现在看起来简单,当时,为了研究吸附和加固材料用了很长时间。最终,他们找到了攻克壁画癌症的科学的方法,取得了重大成果。当时,樊再轩的主要任务就是修复和脱盐材料的筛选。

过去的两年,花甲之年的樊再轩一直在庆阳北石窟寺工作,294窟由于渗水泥质壁画脱落了许多,他把脱落的壁画拼接好回贴回去,四个平方的壁画,五六个人干了整整两年。还对一个洞窟起翘鳞片状的壁画做了修复。真正施工的时间并不长,大部分时间在做修复材料的筛选和修复工艺的研究。

去年,樊再轩在麦积山石窟对一个年代久远失去眼睛的雕塑做了复原性修复,这个比现状修复难度要大得多。关键是不知道在损害前是什么样子,樊再轩查阅大量的资料,研究同时期的雕塑找到特点,修复者要具备解剖学、肌理骨骼、心理学等学科基础,要和这尊雕塑进行跨越千年的时空对话,发现它当时真实的样子,然后再慢慢去修复,这对文物保护专家是一个极大的考验。

40 多年来,樊再轩取得了丰硕的成果,也为地方文博单位培养了300 余名壁画保护修复技术人员,2023 年还入围了“大国工匠年度人物”提名。

如今,樊再轩虽然已经退休,但他仍然奔忙在文物修复保护的第一线,继续他的事业和理想。

以满腔热忱将莫高精神延续下去

1991年6月出生的王彦武是天水甘谷人,兰州大学地质工程专业毕业,现任敦煌研究院保护研究所副所长。

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王彦武的工作地在敦煌莫高窟数字展示中心东侧的敦煌研究院多场耦合实验室。多场耦合环境模拟实验室是敦煌研究院文物保护团队的试验研究场所之一,主要是开展石窟寺、土遗址等岩土质文物劣化等方面的研究。

夯土是中国几千年来最广泛使用的建造技术,一般民居乃至宫殿、寺庙都有夯土结构建筑。中国土遗址包含的历史过程从石器时期绵延至近代,是人类重要的文物资源。上世纪 90 年代,敦煌研究院文物保护团队就开始了土遗址的病害机理、保护技术的探索,1999年以来开始实施玉门关遗址、西夏王陵3号陵表面防风化、锚杆锚固、土坯支顶为主的抢险加固工程,开启了我国土遗址保护的先河。此后的近 30 年间,他们还实施了交河故城、元上都、锁阳城等12省、区144处重要土遗址的保护,形成了我国干旱环境下土遗址保护基础理论,发明了系列保护加固材料,研发了成套保护专用技术和装备,实现了保护的科学化和规范化。

随着保护工作科学化的不断深入,针对自然环境侵蚀岩土质文物时序特征无法控制和尺寸效应难以消除的瓶颈,敦煌研究院历时 10 余年建成了我国文化遗产领域首座全气候大型模拟平台——多场耦合环境模拟实验室,有效打通了保护技术实验室到现场实施中的关键环节,并研发了文物保护专用装备和技术方法,为工程实践的科学性、适用性、耐久性提供了验证条件。

实验室建筑面积达3340多平方米,由夏季仓、冬季仓和风雨仓构成;可以模拟零下 30℃到 60℃的温度、10%至 90%相对湿度,以及风、雨、雪、日照等一年四季的各种气候条件。

现在,团队可利用实验室高相似度加载遗址保存环境参数,对数吨重的石窟寺和土遗址样品进行模拟试验,揭示土遗址表面风化病害的发育机制,评估保护材料的加固效果、失效机制和服役性能,为不同类型的遗址保护提供技术支撑。同时,团队试验研究对象已由北方干旱区域延伸到了南方良渚、三星堆等潮湿环境遗址。

“一代代的莫高窟人奠定高起点研究平台的基础,创造了优越的科研环境,我们年轻人有机会在这样的团队中从事文物保护工作,觉得非常幸运,唯有发挥各自专业优势好好干、加油干、使劲干,把莫高精神延续下去,为我国文化遗产保护事业做出应有的贡献。”王彦武的话表达了新一代莫高窟人的心声。


作者:甘肃科技报社融媒体中心记者 张云文编辑:殷曦

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