龍門石窟大修:科技讓國寶“芳齡永續(xù)”

2022-07-05 08:35:40 來源: 科技日報 點擊數(shù):

深瞳工作室出品

科技日報實習(xí)記者 孫越 策劃 趙英淑 滕繼濮 林莉君

研究人員在對龍門石窟盧舍那大佛進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn),大佛額頭處有貼金殘留。視覺中國供圖

3月16日,在龍門石窟奉先寺危巖體加固和滲漏水治理工程現(xiàn)場,工作人員正在奉先寺崖壁上制作和安裝微型滴水檐。 視覺中國供圖

習(xí)近平總書記在中共中央政治局第三十九次集體學(xué)習(xí)時強(qiáng)調(diào),文物和文化遺產(chǎn)承載著中華民族的基因和血脈,是不可再生、不可替代的中華優(yōu)秀文明資源。要讓更多文物和文化遺產(chǎn)活起來,營造傳承中華文明的濃厚社會氛圍。

日前,經(jīng)過再次大修的龍門石窟奉先寺正式與游客見面。

在河南洛陽南郊伊河兩岸的峭壁上,數(shù)千座壁龕靜靜矗立,10萬余尊大大小小的佛教造像沿河次第鋪開。

兩岸青山對峙,伊水緩緩北流,寶相莊嚴(yán),夕陽西下,為石像們鍍上一層遠(yuǎn)古的金色,仿佛1500年間,滄海桑田,什么都變了,又什么都還在。

這里是龍門石窟,與敦煌莫高窟、云岡石窟并稱中國三大石窟。

龍門石窟始建于北魏(公元493年),1961年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)成為第一批全國重點文物保護(hù)單位,2000年被聯(lián)合國教科文組織列入《世界遺產(chǎn)名錄》。

作為龍門石窟的“名片”,奉先寺位于龍門西山南段,為龍門石窟開鑿規(guī)模最大的摩崖像龕,代表了我國唐代雕塑藝術(shù)的最高成就。

奉先寺正壁主尊為盧舍那大佛,是龍門石窟中藝術(shù)水平最高、整體設(shè)計最嚴(yán)密、規(guī)模最大的造像,面相豐滿圓潤,莊嚴(yán)典雅,睿智的眼神俯視眾生。

時隔50年,龍門石窟再次“看醫(yī)生”

石窟“生病了”。

滲漏水及危巖體,一直是威脅此地文物安全的主要病害。從去年12月起,盧舍那大佛周圍搭上了“支架”,套上了綠色的“手術(shù)衣”。

這不是龍門石窟第一次“看病”。

宋代有專門負(fù)責(zé)文物、建筑的保護(hù)和修繕的八作司。龍門石窟中留有宋代題記多則,均與修復(fù)佛像有關(guān)——在盧舍那大佛佛座位置刻有“東八作司胡副使一十人修佛記”,明確記錄了當(dāng)時修復(fù)大佛的十個人的名字和時間。

“不論官方還是民間的保護(hù)修繕工作從未間斷。至今仍能在部分石像上看到古代修復(fù)、描畫的痕跡?!笔弑Wo(hù)研究中心主任馬朝龍說,這些修復(fù)不一定科學(xué),但反映了古人樸素的文物保護(hù)思想。

1971年至1974年,國家文物局實施奉先寺?lián)岆U加固工程,這是國內(nèi)首個大型石窟維修加固工程。經(jīng)過這一階段的加固維修,有效防止了石窟圍巖和造像的倒塌崩落,奉先寺群雕的穩(wěn)定性得到了保證。

時隔50年,龍門石窟奉先寺再次“看醫(yī)生”。

2021年12月,《“十四五”石窟寺保護(hù)利用專項規(guī)劃》發(fā)布的同時,龍門石窟奉先寺大型滲漏水治理和危巖體加固保護(hù)工程正式啟動。

經(jīng)勘察,奉先寺存在危巖體及滲漏水等病害現(xiàn)象?!按舜伪Wo(hù)工程對大佛頂部及兩側(cè)的危巖體進(jìn)行修復(fù),不涉及盧舍那大佛本體。龍門石窟的造像是雕在石頭上的,如果石頭‘生病’,文物也會受到影響?!瘪R朝龍告訴記者,危巖體不僅會威脅到文物安全,也可能砸傷往來游客,龍門石窟附近的巖體主要為石灰?guī)r,受水的溶蝕作用影響明顯。

龍門石窟研究院組織實施“龍門石窟奉先寺滲漏水治理和保護(hù)工程”,為奉先寺設(shè)計了獨特的“診療方案”。

科技日報記者在施工現(xiàn)場看到,盡管工程已經(jīng)接近尾聲,奉先寺附近高至山頂?shù)墓こ碳芤廊淮A?,每根與巖體接觸的鋼管頂端都裝有橡膠保護(hù)套。

而在防護(hù)網(wǎng)外,前來參觀的游客仍絡(luò)繹不絕,在被“手術(shù)衣”籠罩的盧舍那大佛前發(fā)愿、拍照。

在奉先寺前方的廣場上,布設(shè)了詳盡介紹此次大修的展板,偶有人駐足?!拔覀兿Mㄟ^這種方式,讓全社會了解、參與石窟大修??蒲惺且环矫妫瑢姷目破找埠苤匾??!笔弑Wo(hù)研究中心副主任范子龍說。

從“把脈”到“開方”,科技成了好“醫(yī)生”

沿奉先寺山體的南側(cè)一路爬上去,翻過山頂,不遠(yuǎn)就是一座溶洞?!斑@條路還通時,我們可以從這一路走到溶洞里面去。”范子龍說,石灰?guī)r是一種“可溶性”巖石,年深月久,水造就了溶洞的石筍與鐘乳石,也對珍貴的石像構(gòu)成威脅。

滲漏水,于古人就是件“頭疼”事。唐代就在龍門石窟奉先寺上方開挖“人”字形排水溝,防止?jié)B漏水侵蝕大佛。

如今,滲漏水治理仍是石窟保護(hù)工程的重點、難點。

治病講究“望聞問切”。為精準(zhǔn)識別、精準(zhǔn)治理,從勘察設(shè)計到資料收集,再到施工階段,龍門石窟研究院組織中國文化遺產(chǎn)研究院、北京大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、浙江大學(xué)等多家科研院所多學(xué)科專家學(xué)者參與其中。研究人員利用探地雷達(dá)探測、紅外成像技術(shù)、3D掃描測繪數(shù)字化技術(shù)等,進(jìn)行工程前期勘察設(shè)計和方案編制。在施工現(xiàn)場展現(xiàn)的《奉先寺裂隙及滲水病害調(diào)查圖》就是利用3D掃描測繪成果編制的。

把脈問診,“病歷”寫好,還要開具對癥“藥方”。

根據(jù)奉先寺地形地貌和裂隙滲水機(jī)理,團(tuán)隊采取封堵和疏導(dǎo)排水相結(jié)合的措施,開具“五大藥方”:利用大佛右上角的天然溶洞截斷和疏導(dǎo)裂隙水;在奉先寺山體頂部進(jìn)行裂隙灌漿封堵,鋪設(shè)膨潤土防水毯;對山體頂部兩條規(guī)模較大的構(gòu)造裂隙帶進(jìn)行開鑿封堵治理;修整神仙洞內(nèi)排水系統(tǒng),把山體滲水沿自然垂直溶洞引導(dǎo)到伊河里;使用修復(fù)砂漿修整盧舍那大佛窟檐缺失部位,修整窟檐滴水線防止雨水倒流。

五大“藥方”君臣佐使,環(huán)環(huán)相扣,共同編織了龍門石窟防止?jié)B漏水的“保護(hù)傘”。

在“抓藥”上,施工人員另有玄機(jī)。

“我們使用的是偏高嶺土類灌漿材料。這種材料近些年在龍門石窟滲漏水治理工程中被普遍使用,治水效果比較好?!狈蹲育埥榻B,表面裂隙封堵材料用的也是新型修復(fù)砂漿,如用普通的水泥砂漿,配出來的灌漿材料含堿量比較大,時間長了,再加上雨水侵蝕,容易發(fā)白,并且有鹽分不斷滲出來,覆蓋在文物表面,會對石像造成一些破壞。

“藥到”還要“施治”。封堵裂隙本身也是一門技術(shù)活?!皩τ谘刂鴰r體裂隙出現(xiàn)的小量滲水,不進(jìn)行壓水試驗我們很難發(fā)現(xiàn)滲水處?!狈钕人卤Wo(hù)工程施工隊技術(shù)員郭永亮告訴記者,石窟周圍的山體看似粗糙,修繕起來卻要下足“繡花功夫”。

“上工治未病”。龍門石窟對奉先寺進(jìn)行“大修”的同時,還聯(lián)合多個院校和科研院所組成科研團(tuán)隊,對奉先寺展開了詳細(xì)而全面的病害調(diào)查評估與石窟寺考古工作,對其進(jìn)行全面“體檢”。

科研團(tuán)隊運(yùn)用考古學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法,采用多種高科技手段,利用微波水分儀、X射線熒光光譜儀、拉曼光譜儀、紅外成像儀、磁化率儀、筆氏硬度計、地質(zhì)雷達(dá)及地震共振頻率成像、超聲波無損檢測等高科技手段,探測分析了盧舍那大佛表層含水率、表面顏料成分、巖石礦物成分、不同時段佛身表面溫度、佛身各部位磁化率、硬度、表層修補(bǔ)層厚度及佛身巖石完整性等表征文物本體客觀存在狀態(tài)的技術(shù)參數(shù),為病害發(fā)育程度及成因分析提供了基礎(chǔ)資料。

報告形成后,大佛的“身體狀況”將一目了然。

“正在進(jìn)行的保護(hù)工程是搶救性修復(fù)?!饼堥T石窟研究院院長史家珍表示,此次石窟病害調(diào)查,旨在為下一步制定龍門石窟整體保護(hù)規(guī)劃提供依據(jù)。

給石窟“體檢”,收獲考古新發(fā)現(xiàn)

有賴于給石窟“體檢”的高科技手段,研究人員在大修之余收獲了多個令人驚喜的考古新發(fā)現(xiàn)。

佛像可能“化了妝”?

盧舍那大佛表面首次發(fā)現(xiàn)金、銀等元素。研究人員除了在盧舍那大佛身體表面發(fā)現(xiàn)綠色、紅色、黑色顏料外,還首次在盧舍那大佛面部檢測到金、銀元素存在,只是因受到風(fēng)化、滲水等影響,殘存很少。

此外,奉先寺普賢菩薩表面保留的白色物質(zhì),厚度均勻,與巖石結(jié)合緊密。經(jīng)過現(xiàn)場X射線熒光初步分析,其成分主要為鉛白。鉛白即堿式碳酸鉛,古代稱為胡粉、鉛粉和水粉等,在《天工開物》《本草綱目》中有確切記載。

鉛白是古代畫圖和化妝品的重要顏料,具有化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性好的特點。它不但為顏料附著、金箔黏結(jié)提供良好界面,也為后期抵御自然風(fēng)化發(fā)揮了一定作用。

這意味著,龍門石窟佛像在建造之初很可能“化了妝”,不僅涂了“粉底”,還化了“彩妝”。

“鉛白的大量發(fā)現(xiàn),為龍門石窟彩繪鍍金的傳統(tǒng)工藝研究和保護(hù)材料的研發(fā)提供了資料。”馬朝龍說。

菩薩“戴美瞳”?

調(diào)查發(fā)現(xiàn),盧舍那大佛右側(cè)脅侍普賢菩薩的右眼保留了完整的琉璃眼珠,左眼眼珠保留外側(cè)一半,表面有一定風(fēng)化物覆蓋。表面清理后可以看出,琉璃呈暗綠色,質(zhì)地均勻,熠熠閃光。根據(jù)初步測試,琉璃眼珠的主要成分為二氧化硅(石英)和鉛,與古代琉璃一致。

盧舍那大佛雙眼內(nèi)無眼珠,但是通過觀察其開鑿方式,可見與普賢菩薩相似的喇叭狀楔口,推斷盧舍那大佛在造像時具有與普賢菩薩相似的眼睛結(jié)構(gòu),后期可能缺失。

琉璃被譽(yù)為中國五大名器之首、佛家“七寶”之一。而奉先寺造像保存的大塊片狀唐代琉璃實物,實屬罕見。

奉先寺普賢菩薩眼睛的構(gòu)造底層為造像原石,沿虹膜外側(cè)開鑿楔口,內(nèi)小外擴(kuò),呈喇叭狀,用于承接瞳孔。瞳孔為碗形,邊緣加工成與楔口相同的坡度,契合度較好。

測試結(jié)果同時表明,普賢菩薩右眼琉璃眼珠是一整塊琉璃,而左眼采用兩塊拼合而成,目前靠近鼻子的那一半脫落、遺失。仔細(xì)觀察也可以發(fā)現(xiàn),兩眼略微不對稱,右眼狹長,大眼角(靠近鼻梁位置)角度很小,約為30°,而左眼大眼角角度較大,約為45°。右眼眼珠形狀規(guī)則、對稱,而左眼眼珠大眼角一側(cè)眼珠略為梯形。

“我們經(jīng)過初步分析,認(rèn)為此乃工匠有意為之。這是因為,普賢菩薩脅侍盧舍那大佛,身形略微向左轉(zhuǎn)動,不對稱的眼珠,極有可能考慮到透視效果,反映出古人巧奪天工的雕塑水平?!瘪R朝龍說。

數(shù)字龍門,珍貴文物的另一種“修復(fù)”

在萬佛洞前室南壁,一名游客拿出手機(jī)對著洞窟前室南壁上一尊殘損的觀世音造像掃描,很快,手機(jī)上出現(xiàn)了一尊光彩奪目的造像——這尊觀世音像是國內(nèi)首件通過數(shù)字技術(shù)虛擬復(fù)原的石質(zhì)造像。

建于唐永隆二年的造像,歷來以其窈窕婀娜的身姿、細(xì)膩流暢的雕刻而被參觀者譽(yù)為“龍門最美觀世音”“網(wǎng)紅觀世音”。京劇大師梅蘭芳當(dāng)年游覽龍門時,被這尊觀世音像觸發(fā)過創(chuàng)作靈感。

可惜這尊觀世音像的發(fā)髻下部至鼻子以上部位早已損毀不見。最能體現(xiàn)觀世音神態(tài)和氣度的五官部分缺失,極大影響了參觀者對觀世音菩薩慈悲與莊嚴(yán)的完整感知。

“即使再高明的維修技術(shù),也無法在石窟上再現(xiàn)這尊觀世音像當(dāng)年的風(fēng)采?!狈蹲育埐粺o惋惜地告訴記者。

20世紀(jì)初,一些國外的探險家、學(xué)者、攝影師在考察龍門石窟時,曾拍下這尊觀世音像被破壞前的照片,從幾個不同版本的老照片可推測出,其被破壞的時間是在1918年至1923年之間。

“這些不同版本的老照片不僅為推測破壞時間提供了佐證,更是進(jìn)行虛擬復(fù)原工作的重要依據(jù)。”龍門石窟研究院信息資料中心主任高俊蘋介紹說,他們以歷史老照片為依據(jù),以學(xué)術(shù)研究為基礎(chǔ),融合三維數(shù)字化技術(shù)、顏色檢測分析技術(shù)、傳統(tǒng)雕塑藝術(shù)等手段,結(jié)合同時期同類型造像特征,按照一定規(guī)則,對這個觀世音像龕進(jìn)行了造型的虛擬修復(fù)及色彩的虛擬復(fù)原。

所以現(xiàn)在,在景區(qū)現(xiàn)場及展示場館,游客只需用手機(jī)對準(zhǔn)觀世音像龕或像龕現(xiàn)狀的3D打印像,就可以看到其在不同歷史時期的風(fēng)貌。

這是近年來龍門石窟數(shù)字化的一個縮影?!皵?shù)字龍門”是基于深厚的學(xué)術(shù)研究,將石窟考古、歷史、文化研究和現(xiàn)代技術(shù)融于一體的數(shù)字化工程,同時借助虛擬修復(fù)、增強(qiáng)現(xiàn)實、人工智能等數(shù)字技術(shù)手段,多方式再現(xiàn)窟龕造像的宏偉與精美。

“數(shù)字龍門”是實體文物保護(hù)和修復(fù)的重要補(bǔ)充和提升。文物保護(hù)與修復(fù)延續(xù)了古代珍貴遺存的生命,數(shù)字化則賦予文物“新生命”。

近年來,龍門石窟陸續(xù)完成了“龍門最美觀音像虛擬修復(fù)展示項目”“龍門石窟流散文物虛擬復(fù)位研究展示項目”“賓陽中洞窟頂藻井色彩復(fù)原項目”等重要的數(shù)字化項目,取得了豐碩成果,下一步,還將通過三維數(shù)字化技術(shù),全面采集石窟文物信息,建立數(shù)字化考古級別的數(shù)字化檔案,實現(xiàn)石窟文物的永久保存、永續(xù)利用。

“數(shù)字化虛擬復(fù)原工作,它的前端是以保護(hù)和研究等學(xué)術(shù)工作為基礎(chǔ),后端又連接了公眾,以展示作為窗口,可以說這個工作將數(shù)字化與保護(hù)、研究、考古、展示各個環(huán)節(jié)相融合,是貫徹落實習(xí)總書記提出的加強(qiáng)對文化遺產(chǎn)保護(hù)傳承展示利用的生動實踐?!笔芳艺湔f。

風(fēng)化作用客觀存在,年深月久,石窟終將慢慢老去。

“隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我們相信文物保護(hù)的效果會越來越好。并且,在這些滄桑的石像身上,人們可以看到時間流過的痕跡,這種痕跡也很美。歲月是一種力量?!瘪R朝龍說。

“歷史是鮮活的、生動的,所以才是有趣的。通過文物數(shù)字化,我們可以把曾經(jīng)失落的美好找回來,讓它永遠(yuǎn)燦爛,永遠(yuǎn)有生命?!笔芳艺湔f。

秋去春來,江流不盡。盧舍那大佛不語,垂目微笑依舊。

專家視點

加強(qiáng)石窟寺保護(hù)利用 促進(jìn)傳統(tǒng)文化傳承發(fā)展

史家珍?龍門石窟研究院院長

視覺中國供圖

石窟寺是我國重要的文化遺產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計,我國現(xiàn)存石窟寺2155處,摩崖造像3831處,共計5986處。其中世界文化遺產(chǎn)10處,全國重點文物保護(hù)單位共288處,省級文物保護(hù)單位417處。這些石窟寺分布廣泛、發(fā)展脈絡(luò)清晰、體系完整,揭示了中華文明的兼收并蓄,是中華文明同其他古代文明交流互鑒的歷史見證。

千百年來,由于自然營力和人為因素的影響,致使石窟文物產(chǎn)生了各種病害,其中“巖體失穩(wěn)、水患及石雕表面風(fēng)化”是最為突出的共性病害,也是當(dāng)前我國石窟保護(hù)利用的難點和瓶頸問題。

新中國成立以來,在黨和政府的高度重視下,國內(nèi)文物保護(hù)管理機(jī)構(gòu)堅持文物保護(hù)工作方針,多舉措加強(qiáng)石窟寺保護(hù),工作成效顯著。

一是實施綜合性保護(hù)工程,針對性解決洞窟穩(wěn)定性難題,緩解洞窟水患。如龍門石窟自1971年起,陸續(xù)實施“奉先寺?lián)岆U加固工程”和“東西山綜合治理工程”等一系列保護(hù)工程,基本解決龍門石窟的穩(wěn)定性問題,洞窟滲漏也得到緩解,很好地改善了石窟的保存狀況。

二是多學(xué)科參與探究風(fēng)化難題。雕刻品風(fēng)化是石窟保護(hù)工作中又一大難題,近年來,國內(nèi)石窟寺所在單位不斷加強(qiáng)與科研院所合作,與化學(xué)、水文、地質(zhì)、考古等學(xué)科專業(yè)人員共同探索風(fēng)化機(jī)理,通過調(diào)查、監(jiān)測、檢測、實驗室模擬、理論分析等技術(shù)手段,研究各類石窟病害形成和產(chǎn)生的機(jī)理,以期從根源解決風(fēng)化問題。

三是從搶救性保護(hù)到預(yù)防性保護(hù)并重。目前國內(nèi)大型石窟的搶救性的科學(xué)保護(hù)體系已經(jīng)建成,保護(hù)工作逐步向預(yù)防性保護(hù)轉(zhuǎn)變。例如敦煌莫高窟、龍門石窟利用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的監(jiān)測預(yù)警體系對石窟文物和區(qū)域環(huán)境實時、長久的安全監(jiān)控,能夠及時感知到風(fēng)險因素,將安全問題預(yù)防在先,防患于未然。近年來,敦煌莫高窟、龍門石窟和云岡石窟等國內(nèi)大型石窟寺,將洞窟日常保養(yǎng)與維護(hù)工作也納入了預(yù)防性保護(hù)的范疇。目前,龍門石窟還在全國率先嘗試將3D打印技術(shù)引進(jìn)日常保養(yǎng)維護(hù)工作中,將3D打印技術(shù)與局部坍塌洞窟修復(fù)工作相結(jié)合,已經(jīng)取得初步成果,在文物保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

加強(qiáng)石窟寺保護(hù)利用,對于促進(jìn)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化傳承發(fā)展、促進(jìn)人類文明交流互鑒,提升國家文化軟實力和中華文化影響力具有重大意義。未來,我們的文物保護(hù)工作者將加大多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān),爭取突破風(fēng)化和水患治理難題,為中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)智慧和力量。

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責(zé)任編輯:李夢一

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