一堆碎陶片,数十块旧瓷片,能讲出什么故事?在科技考古山西省重点实验室里,这些其貌不扬的碎片正在被重新“审读”。
陶瓷考古实验室负责人张俊的日常工作,就是带着这些数千年前的“物证”,走进一个肉眼看不见的微观世界——在那里,一块碎瓷的胎体里藏着烧成温度的线索,一片彩陶的黑色纹饰能透露颜料的来源,一层薄薄的化妆土,则牵连着一段关于技术、阶层与社会变迁的历史脉络。陶瓷考古究竟是做什么的?它是如何让碎片“开口”的?7月17日,带着这些问题,记者走进了这间摆满仪器的实验室。

碎片的“出身”
“我面前就是我要研究的对象。这边是陶片,那边是瓷片。”张俊指着实验台上的两堆碎片说道。陶片颜色深浅不一,质地有粗有细;瓷片则带着白釉、黑釉或白中泛黄的痕迹,有些还能看出碗或盘的口沿弧度。
这些碎片从哪儿来?张俊介绍,考古发掘的对象主要有两类:遗址(窑址)和墓葬,两者的出土物差别很大。
遗址中出土的,绝大多数是碎片。尤其是“灰坑”——可以通俗理解为古人的垃圾坑——里面堆积了大量废弃的陶器残片。“遗址出土的基本全是碎片,”张俊说,“一个灰坑挖出来的碎片,拼对概率很大。一旦能找到有口沿、有底的部分,就能把器型复原起来。”她拿起一片带弧度的陶片举例:“这个是口沿,虽然不知道它底下是什么样,但至少知道上面是个盆或者钵的沿。”
墓葬则不同。其中器物大多是随葬品,未经扰动的情况下相对完整。张俊介绍,墓葬的发掘多是被动的,比如配合基本建设时偶然发现。
至于窑址,则是陶片和瓷片的另一个重要来源。窑址出土的多是烧制过程中的废品或残次品。“就是生产厂家直接遗留的东西,”张俊说,那些能拼对修复的,留给修复人员做复原;无法拼对的碎片,就成了实验室的研究材料。
实验室里的陶片来自山西临汾桃园遗址,距今约5000多年。张俊介绍,这些陶器按质地大致可分两类:一类叫夹砂陶,颗粒粗大,肉眼就能看到明显的石子。“此类陶器质地很粗,是工匠故意把砂粒揉到胎土里的,”张俊说,这类陶器多用作炊具,原理与今天仍在使用的砂锅有相似之处。另一类叫泥质陶,质地细腻,几乎看不到颗粒,多用作盛水、储存等容器。在泥质陶基础上,古人开始在表面绘制花纹,便有了彩陶。
桌上的瓷片则来自运城河津地区,属宋金时期。张俊按颜色和结构将瓷器大致分为三类:黑瓷结构最简单,只有两层——一层胎体,一层黑釉。黑釉本就是黑色,不用额外修饰。粗白瓷则是三层结构:最里层是灰黄或灰黑的胎体,不够白净;中间刷了一层薄薄的白色物质,叫“化妆土”,用来遮盖胎色;最外层再罩一层透明釉。釉质透明且光滑,看到的白色实为化妆土的颜色。细白瓷又回到两层——胎体本身足够洁白,无需化妆土,直接上透明釉。

碎片怎么“读”
那么,面对一块其貌不扬的陶片或瓷片,研究人员究竟能从中读出什么?
在传统考古中,学者靠的是“类型学”和“地层学”——观察器型、纹饰、釉色,通过地层位置判断年代。张俊说,陶瓷传统考古在前辈手中已臻化境,甚至能在一个朝代内部排出几十年的演变序列。但也有局限:颜色偏主观,成分不了解,烧成温度只能估测。实验室里的科技手段,恰好将这些“说不清”的东西一一量化。
张俊举了个例子。过去描述瓷器釉色,全靠人的主观感觉,“同一片白瓷,我说是浅白,你说是乳白,这并不科学。”现在实验室有一台色差仪,不给颜色起名字,只给坐标值。“它出来的是一个数据,”张俊说。不同窑址的白瓷,数据落在坐标轴的不同位置,谁偏红、谁偏蓝,一目了然。但她也坦言,这只是“表象”分析,只是一个数据,不是能得出结论的分析——要找到颜色差异的原因,还继续深挖。
深挖,就要请出实验室的“王牌”——扫描电镜。普通光学显微镜只能放大几百倍,这台设备能放大几千、一万甚至十万倍。
观察之前先要制样。样品得切割成小块,磨平、抛光。为什么这么讲究?“就算你觉得已经很平了,上了显微镜台,还是可能有地方聚不了焦。不平的话,激光或射线打上去就分散了能量,测试结果受影响。”张俊介绍。
制好样,放入舱体,抽真空,屏幕上出现了一个黑白的世界。张俊指着屏幕上的画面告诉记者,长条状的晶体,是钙长石。再看胎体,放大到一万倍时,一根根棒状物质浮现。“这个是莫来石,”张俊说,“莫来石产生了,就说明烧成温度到了1100甚至1200摄氏度以上。”旁边还散落着一些像花朵一样的形态——那是尚未烧融化的高岭石,说明当时窑温还没让它完全熔融。
有一次,张俊在镜下甚至看到了一节一节的植物结构。“一看就是稻子或者谷物的样子。”张俊分析,这说明古人在胎料或釉料里有意识地掺入了植物灰烬。扫描电镜还能做“面扫”——像画地图一样显示样品表面铁、钙等元素的分布,哪里高哪里低,一目了然。
看完微观结构,下一步是测成分。张俊带记者走到一台仪器前:“这是X射线荧光光谱仪。”把样品放上样品台,关上舱门,启动程序——100秒后,一份详细的元素含量报告就出来了。
她特意讲了一段“前世今生”:过去没有这些仪器,老一辈学者测成分,得把样品磨成粉、配成溶液,然后一步步做化学滴定。“那个方法也很准,但是费时费力。”而现在,从磨粉滴定到百秒出图,效率的飞跃让她感慨“像坐了火箭”。
烧成温度是另一个关键信息。实验室里有一台热膨胀仪,能回答这个问题。张俊解释原理:把样品做成小条放进炉内,温度不断升高。一旦超过了当年烧制时的温度,样品就会开始发生形变。仪器极其灵敏,能立刻捕捉到这个临界点。“它是一条曲线,温度升到一个点突然开始形变,曲线就掉下来了,这个点就是烧成温度。”不过她也坦诚,业内对这个方法存在一些争议,误差大概在后两位数,“现在都在精益求精,希望误差压缩到个位数。”

碎片的“朋友圈”
仪器产出的数据再丰富,本身并不是终点。采访中,张俊反复讲到一个词:“比较”。
“测成分是为了比较,测颜色是为了比较,测颜料也是为了比较。”张俊直言,“知道成分多少本身没啥意义。重在一个比字。用统计学方法证明一些问题,跟别的窑址或遗址去对比,发现问题,看看它们之间有没有文化、经济上的往来交流,最终落脚点一定是考古问题。”
这番话点出了陶瓷科技考古的核心逻辑:孤立的数据不会说话,只有在对比中,数据才能变成证据。
以细白瓷的消失之谜为例。粗白瓷需要化妆土来“遮丑”,细白瓷却“天生丽质”。为什么?张俊有三种猜测:发现了新土矿;化妆土产量大了,直接拿来做胎;技术进步,胎土被反复淘洗变白。怎么判断哪个对?方法就是测出细白瓷胎的成分,然后依次和化妆土、原来的粗胎去比对:如果三组数据都不一样,说明是新土;如果和化妆土一模一样,说明是化妆土“升级”成了胎;如果和粗胎接近只是铁更少,说明是淘洗技术提高了。三种假说对应三条截然不同的成分关系,仪器一测,结论便有了归宿。
而这只是第一步。张俊说,不管证实了哪一种,都要接着追问,为什么这时候技术变了?是因为土矿用完了,还是审美换了,抑或与身份等级有关?“当时的普通老百姓可能连这种粗瓷也用不起,到了宋金时期还有人用陶器。”张俊解释,一块碎瓷上化妆土的有无,最终牵出的可能是阶层分化、资源配置和市场需求的变化。
同样的“比较”逻辑,也适用于更大的空间尺度。比如,测出山西某地遗址彩陶上黑彩用的是铁锰混合物,和马家窑文化的彩陶成分一比,可以发现两地彩陶的差异,便能解释为什么不同文化的彩陶看起来“像又不像”。测出山西某窑白瓷的元素组成,和河北、河南的窑址一比对,成分圈如果重合,可能暗示的是贸易往来或技术传播;如果各自独立,则可能说明虽文化有交流但是各地都有个性化发展。再结合器型的相似度、烧成温度的高低,一张关于古代手工业交流的地理网络,就在数据比对中慢慢浮现。
(杨志敏)
一堆碎陶片,数十块旧瓷片,能讲出什么故事?在科技考古山西省重点实验室里,这些其貌不扬的碎片正在被重新“审读”。
陶瓷考古实验室负责人张俊的日常工作,就是带着这些数千年前的“物证”,走进一个肉眼看不见的微观世界——在那里,一块碎瓷的胎体里藏着烧成温度的线索,一片彩陶的黑色纹饰能透露颜料的来源,一层薄薄的化妆土,则牵连着一段关于技术、阶层与社会变迁的历史脉络。陶瓷考古究竟是做什么的?它是如何让碎片“开口”的?7月17日,带着这些问题,记者走进了这间摆满仪器的实验室。

碎片的“出身”
“我面前就是我要研究的对象。这边是陶片,那边是瓷片。”张俊指着实验台上的两堆碎片说道。陶片颜色深浅不一,质地有粗有细;瓷片则带着白釉、黑釉或白中泛黄的痕迹,有些还能看出碗或盘的口沿弧度。
这些碎片从哪儿来?张俊介绍,考古发掘的对象主要有两类:遗址(窑址)和墓葬,两者的出土物差别很大。
遗址中出土的,绝大多数是碎片。尤其是“灰坑”——可以通俗理解为古人的垃圾坑——里面堆积了大量废弃的陶器残片。“遗址出土的基本全是碎片,”张俊说,“一个灰坑挖出来的碎片,拼对概率很大。一旦能找到有口沿、有底的部分,就能把器型复原起来。”她拿起一片带弧度的陶片举例:“这个是口沿,虽然不知道它底下是什么样,但至少知道上面是个盆或者钵的沿。”
墓葬则不同。其中器物大多是随葬品,未经扰动的情况下相对完整。张俊介绍,墓葬的发掘多是被动的,比如配合基本建设时偶然发现。
至于窑址,则是陶片和瓷片的另一个重要来源。窑址出土的多是烧制过程中的废品或残次品。“就是生产厂家直接遗留的东西,”张俊说,那些能拼对修复的,留给修复人员做复原;无法拼对的碎片,就成了实验室的研究材料。
实验室里的陶片来自山西临汾桃园遗址,距今约5000多年。张俊介绍,这些陶器按质地大致可分两类:一类叫夹砂陶,颗粒粗大,肉眼就能看到明显的石子。“此类陶器质地很粗,是工匠故意把砂粒揉到胎土里的,”张俊说,这类陶器多用作炊具,原理与今天仍在使用的砂锅有相似之处。另一类叫泥质陶,质地细腻,几乎看不到颗粒,多用作盛水、储存等容器。在泥质陶基础上,古人开始在表面绘制花纹,便有了彩陶。
桌上的瓷片则来自运城河津地区,属宋金时期。张俊按颜色和结构将瓷器大致分为三类:黑瓷结构最简单,只有两层——一层胎体,一层黑釉。黑釉本就是黑色,不用额外修饰。粗白瓷则是三层结构:最里层是灰黄或灰黑的胎体,不够白净;中间刷了一层薄薄的白色物质,叫“化妆土”,用来遮盖胎色;最外层再罩一层透明釉。釉质透明且光滑,看到的白色实为化妆土的颜色。细白瓷又回到两层——胎体本身足够洁白,无需化妆土,直接上透明釉。

碎片怎么“读”
那么,面对一块其貌不扬的陶片或瓷片,研究人员究竟能从中读出什么?
在传统考古中,学者靠的是“类型学”和“地层学”——观察器型、纹饰、釉色,通过地层位置判断年代。张俊说,陶瓷传统考古在前辈手中已臻化境,甚至能在一个朝代内部排出几十年的演变序列。但也有局限:颜色偏主观,成分不了解,烧成温度只能估测。实验室里的科技手段,恰好将这些“说不清”的东西一一量化。
张俊举了个例子。过去描述瓷器釉色,全靠人的主观感觉,“同一片白瓷,我说是浅白,你说是乳白,这并不科学。”现在实验室有一台色差仪,不给颜色起名字,只给坐标值。“它出来的是一个数据,”张俊说。不同窑址的白瓷,数据落在坐标轴的不同位置,谁偏红、谁偏蓝,一目了然。但她也坦言,这只是“表象”分析,只是一个数据,不是能得出结论的分析——要找到颜色差异的原因,还继续深挖。
深挖,就要请出实验室的“王牌”——扫描电镜。普通光学显微镜只能放大几百倍,这台设备能放大几千、一万甚至十万倍。
观察之前先要制样。样品得切割成小块,磨平、抛光。为什么这么讲究?“就算你觉得已经很平了,上了显微镜台,还是可能有地方聚不了焦。不平的话,激光或射线打上去就分散了能量,测试结果受影响。”张俊介绍。
制好样,放入舱体,抽真空,屏幕上出现了一个黑白的世界。张俊指着屏幕上的画面告诉记者,长条状的晶体,是钙长石。再看胎体,放大到一万倍时,一根根棒状物质浮现。“这个是莫来石,”张俊说,“莫来石产生了,就说明烧成温度到了1100甚至1200摄氏度以上。”旁边还散落着一些像花朵一样的形态——那是尚未烧融化的高岭石,说明当时窑温还没让它完全熔融。
有一次,张俊在镜下甚至看到了一节一节的植物结构。“一看就是稻子或者谷物的样子。”张俊分析,这说明古人在胎料或釉料里有意识地掺入了植物灰烬。扫描电镜还能做“面扫”——像画地图一样显示样品表面铁、钙等元素的分布,哪里高哪里低,一目了然。
看完微观结构,下一步是测成分。张俊带记者走到一台仪器前:“这是X射线荧光光谱仪。”把样品放上样品台,关上舱门,启动程序——100秒后,一份详细的元素含量报告就出来了。
她特意讲了一段“前世今生”:过去没有这些仪器,老一辈学者测成分,得把样品磨成粉、配成溶液,然后一步步做化学滴定。“那个方法也很准,但是费时费力。”而现在,从磨粉滴定到百秒出图,效率的飞跃让她感慨“像坐了火箭”。
烧成温度是另一个关键信息。实验室里有一台热膨胀仪,能回答这个问题。张俊解释原理:把样品做成小条放进炉内,温度不断升高。一旦超过了当年烧制时的温度,样品就会开始发生形变。仪器极其灵敏,能立刻捕捉到这个临界点。“它是一条曲线,温度升到一个点突然开始形变,曲线就掉下来了,这个点就是烧成温度。”不过她也坦诚,业内对这个方法存在一些争议,误差大概在后两位数,“现在都在精益求精,希望误差压缩到个位数。”

碎片的“朋友圈”
仪器产出的数据再丰富,本身并不是终点。采访中,张俊反复讲到一个词:“比较”。
“测成分是为了比较,测颜色是为了比较,测颜料也是为了比较。”张俊直言,“知道成分多少本身没啥意义。重在一个比字。用统计学方法证明一些问题,跟别的窑址或遗址去对比,发现问题,看看它们之间有没有文化、经济上的往来交流,最终落脚点一定是考古问题。”
这番话点出了陶瓷科技考古的核心逻辑:孤立的数据不会说话,只有在对比中,数据才能变成证据。
以细白瓷的消失之谜为例。粗白瓷需要化妆土来“遮丑”,细白瓷却“天生丽质”。为什么?张俊有三种猜测:发现了新土矿;化妆土产量大了,直接拿来做胎;技术进步,胎土被反复淘洗变白。怎么判断哪个对?方法就是测出细白瓷胎的成分,然后依次和化妆土、原来的粗胎去比对:如果三组数据都不一样,说明是新土;如果和化妆土一模一样,说明是化妆土“升级”成了胎;如果和粗胎接近只是铁更少,说明是淘洗技术提高了。三种假说对应三条截然不同的成分关系,仪器一测,结论便有了归宿。
而这只是第一步。张俊说,不管证实了哪一种,都要接着追问,为什么这时候技术变了?是因为土矿用完了,还是审美换了,抑或与身份等级有关?“当时的普通老百姓可能连这种粗瓷也用不起,到了宋金时期还有人用陶器。”张俊解释,一块碎瓷上化妆土的有无,最终牵出的可能是阶层分化、资源配置和市场需求的变化。
同样的“比较”逻辑,也适用于更大的空间尺度。比如,测出山西某地遗址彩陶上黑彩用的是铁锰混合物,和马家窑文化的彩陶成分一比,可以发现两地彩陶的差异,便能解释为什么不同文化的彩陶看起来“像又不像”。测出山西某窑白瓷的元素组成,和河北、河南的窑址一比对,成分圈如果重合,可能暗示的是贸易往来或技术传播;如果各自独立,则可能说明虽文化有交流但是各地都有个性化发展。再结合器型的相似度、烧成温度的高低,一张关于古代手工业交流的地理网络,就在数据比对中慢慢浮现。
(杨志敏)