韓化蕊

(中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所 文化遺產(chǎn)保護(hù)研究中心,北京 100102)

一、引言

在我國(guó),實(shí)驗(yàn)室考古作為考古學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,已經(jīng)普遍被接受。最初是囿于田野考古的室外環(huán)境不適合遺存的精細(xì)化發(fā)掘,而搬遷回室內(nèi)進(jìn)行清理,是田野發(fā)掘在室內(nèi)的延續(xù),被認(rèn)為屬于“室內(nèi)清理”的概念。之后隨著科技分析技術(shù)的進(jìn)步,提取回室內(nèi)的遺存能夠借助科技力量進(jìn)行分析和保護(hù),即在室內(nèi)精細(xì)化清理的基礎(chǔ)上,進(jìn)行科學(xué)分析與文物保護(hù)工作,因此出現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)室微型發(fā)掘”(1)[德]H·V·雷可夫基文,侯改玲編譯:考古發(fā)掘工地石膏封護(hù)提取文物的方法及實(shí)踐》,《考古與文物》2000年第6期,第80-83頁(yè);楊忙忙,張勇劍:《實(shí)驗(yàn)室微型發(fā)掘方法在北周武帝孝陵發(fā)掘中的應(yīng)用》,《文物保護(hù)與考古科學(xué)》2010年第3期,第49-54頁(yè)。,“微觀清理發(fā)掘”(2)馬菁毓,梁宏剛,霍?？?《浙江甌海西周土墩墓出土青銅器的實(shí)驗(yàn)室考古清理》,《考古》2009年第7期,第74-79頁(yè)。等概念。隨后,將文物提取保護(hù)與充分獲取考古信息結(jié)合,出現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)室考古清理”的概念。事實(shí)上,這些概念中包含的工作,都是“實(shí)驗(yàn)室考古”概念中的重要部分,因此本文中使用實(shí)驗(yàn)室考古來(lái)指代相關(guān)工作,一并討論。

“實(shí)驗(yàn)室考古學(xué)”的概念最早被提出,是在上世紀(jì)80年代。作為考古學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域,“實(shí)驗(yàn)室”被用來(lái)指代科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法,即通過(guò)儀器和設(shè)備收集資料,而不是工作場(chǎng)所的限定。這里所提到的實(shí)驗(yàn)室考古學(xué)包括兩層含義,其一是應(yīng)用自然科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,分析檢測(cè)古代遺存的性狀、材質(zhì)、產(chǎn)源等信息,其二是通過(guò)實(shí)驗(yàn)考古的方法,建立一套成熟的標(biāo)準(zhǔn)參考物,這也是實(shí)驗(yàn)室考古學(xué)的關(guān)鍵需要。目的是為了吸收現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),解決考古問(wèn)題,促進(jìn)考古學(xué)研究(3)李虎侯:《實(shí)驗(yàn)室考古學(xué)》,Scientist Press International, Inc,1998年。。這一概念在1989年全國(guó)第二次實(shí)驗(yàn)室考古學(xué)術(shù)討論會(huì)上,更名為“科技考古”(4)《全國(guó)科技考古學(xué)術(shù)討論會(huì)在合肥舉行》,《考古》1990年第4期,第384頁(yè);全國(guó)第二次實(shí)驗(yàn)室考古學(xué)術(shù)討論會(huì)會(huì)議秘書(shū)處:《全國(guó)第二次實(shí)驗(yàn)室考古學(xué)術(shù)討論會(huì)紀(jì)要》,《文物保護(hù)與考古科學(xué)》1989年第2期,第64頁(yè)。,這是與現(xiàn)在所說(shuō)實(shí)驗(yàn)室考古不同的定義。

實(shí)驗(yàn)室考古定義是“考古專家與文物保護(hù)專家相互協(xié)作,運(yùn)用多種科技手段在室內(nèi)開(kāi)展古代文化遺存的發(fā)掘清理,根據(jù)相關(guān)檢測(cè)分析結(jié)果及時(shí)實(shí)施文物保護(hù),通過(guò)對(duì)相關(guān)遺跡遺物的現(xiàn)場(chǎng)觀察、分析、實(shí)驗(yàn),探索古代人類活動(dòng)及科學(xué)技術(shù)等問(wèn)題的考古活動(dòng)”(5)杜金鵬:《實(shí)驗(yàn)室考古導(dǎo)論》,《考古》2013年第8期,第3-11頁(yè)。。實(shí)驗(yàn)室考古包含的基本工作要素包括發(fā)掘清理、保護(hù)處理與復(fù)原研究,過(guò)程中需要伴隨分析檢測(cè)輔助完成工作,最終成果以遺存本體呈現(xiàn),對(duì)于已經(jīng)損毀嚴(yán)重的遺存,也可以模擬復(fù)原的模型或真實(shí)復(fù)原的實(shí)物呈現(xiàn)。

二、我國(guó)實(shí)驗(yàn)室考古工作現(xiàn)狀

我國(guó)實(shí)驗(yàn)室考古工作開(kāi)始于上個(gè)世紀(jì)30年代,安陽(yáng)殷墟宮殿區(qū)的H127中發(fā)現(xiàn)了3760余塊龜板,限于工作時(shí)間和工作場(chǎng)地的原因,將龜甲連同土一起放入木箱子中,整體搬運(yùn)到室內(nèi)清理(6)石璋如:《殷墟最近之重要發(fā)現(xiàn)附論小屯地層》,《考古學(xué)報(bào)》1947年第2期,第1-81頁(yè)。。1991年殷墟花園莊甲骨坑H3也是采取類似方法。這種將復(fù)雜堆積或難以在現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)的遺存,整體提取至室內(nèi)清理保護(hù)的工作方式逐漸發(fā)展,已經(jīng)在許多復(fù)雜遺存的提取保護(hù)中起到有效的作用。綜合已經(jīng)發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn),實(shí)驗(yàn)室考古工作主要內(nèi)容有整體打包搬遷或在原址建實(shí)驗(yàn)室,室內(nèi)清理發(fā)掘和考古信息提取,文物保護(hù)修復(fù),文物復(fù)原研究,報(bào)告發(fā)表。

實(shí)驗(yàn)室考古整體打包的對(duì)象主要有兩類:一是以遺物為主體,一是以遺跡為主體。以遺物為主體是以一件或一組遺物為提取對(duì)象,通常伴隨文物腐蝕嚴(yán)重質(zhì)地脆弱而難以提取,或是堆積復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法分辨拆解,比如北京琉璃河西周燕國(guó)墓地出土漆器(7)丁六龍:《北京琉璃河西周燕國(guó)墓地出土漆器在室內(nèi)的清理起取和保護(hù)》,《文物修復(fù)與研究》,1995年,第103-105頁(yè)。,秦俑二號(hào)坑內(nèi)的木器和金屬器復(fù)雜堆積(8)許衛(wèi)紅:《秦俑二號(hào)坑“異形器”的室內(nèi)清理》,《秦文化論叢》,2001年,第665-671頁(yè)。,河南偃師二里頭M3出土綠松石片“龍形器”(9)李存信:《二里頭遺址綠松石龍形器的清理與仿制復(fù)原》,《中原文物》2006年第4期,第92-98頁(yè)。,浙江甌海西周土墩墓出土青銅器(10)馬菁毓,梁宏剛,霍?？?《浙江甌海西周土墩墓出土青銅器的實(shí)驗(yàn)室考古清理》,《考古》2009年第7期,第74-79頁(yè)。,山西翼城縣大河口西周墓地M1壁龕內(nèi)的漆木器和二層臺(tái)的漆木俑(11)李存信,謝堯亭:《山西翼城縣大河口西周墓地M1實(shí)驗(yàn)室考古簡(jiǎn)報(bào)》,《考古》2013年第8期,第12-24頁(yè)。,西安李倕墓出土冠飾(12)楊軍昌,安娜格雷特·格里克,侯改玲:《西安市唐代李倕墓冠飾的室內(nèi)清理與復(fù)原》,《考古》2013年第8期,第36-45頁(yè)。,甘肅張家川馬家塬出土車廂側(cè)板(13)韓飛,王輝,馬燕如:《甘肅張家川馬家塬出土車廂側(cè)板的實(shí)驗(yàn)室考古清理》,《文物》2014年第6期,第39-43頁(yè)。,江蘇盱眙大云山漢墓七號(hào)陪葬坑中的明器車(14)李存信:《江蘇盱眙縣大云山漢墓七號(hào)陪葬坑實(shí)驗(yàn)室考古清理》,《考古》2017年第8期,第52-58頁(yè)。,隋煬帝蕭后墓出土冠飾(15)楊軍昌,束家平,黨小娟,柏柯,張煦,劉剛,薛柄宏:《江蘇揚(yáng)州市曹莊M2隋煬帝蕭后冠實(shí)驗(yàn)室考古簡(jiǎn)報(bào)》,《考古》2017年第11期,第66-76頁(yè)。,咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程M98出土唐代組玉佩(16)張勇劍,梁嘉放,趙西晨,劉呆運(yùn):《咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)出土唐代組玉佩室內(nèi)清理、分析和復(fù)原》,《文物保護(hù)與考古科學(xué)》2018年第4期,第104-109頁(yè)。,陜北米脂出土漢代玉覆面和玉鞋(17)黃曉娟,趙西晨,嚴(yán)靜:《陜北米脂出土漢代玉覆面和玉鞋的實(shí)驗(yàn)室清理及復(fù)原研究》,《文物保護(hù)與考古科學(xué)》2018年第1期,第32-39頁(yè)。,南京大報(bào)恩寺出土供養(yǎng)器(18)付永海,席光蘭:《南京大報(bào)恩寺遺址出土玻璃瓶的實(shí)驗(yàn)室微型發(fā)掘研究》,《中國(guó)文物科學(xué)研究》2020年第3期,第67-76頁(yè)。,湖北隨州周家寨墓地M8出土簡(jiǎn)牘(19)衛(wèi)揚(yáng)波,黃玉洪,李玲:《湖北隨州市周家寨墓地M8簡(jiǎn)牘的清理和保護(hù)》,《文物保護(hù)與考古科學(xué)》2022年第2期,第55-61頁(yè)。,河北行唐故郡車馬坑出土5號(hào)車(20)李存信,齊瑞普,閆煒,張春長(zhǎng):《通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段分析和復(fù)制遺物在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用——以行唐故郡二號(hào)車馬坑5號(hào)車輛實(shí)驗(yàn)室考古程序?yàn)槔?《自然與文化遺產(chǎn)研究》2021年第S1期,第50-62頁(yè)。等。以遺跡為主體通常是以單個(gè)遺跡作為提取對(duì)象,由于遺跡本身體量大,增加了提取難度,因此相關(guān)案例數(shù)量較少,比如甘肅張家川馬家塬戰(zhàn)國(guó)墓地M4木棺(21)黃曉娟,王輝,趙西晨:《甘肅張家川縣馬家塬戰(zhàn)國(guó)墓地M4木棺實(shí)驗(yàn)室考古簡(jiǎn)報(bào)》,《考古》2013年第8期,第25-35頁(yè)。,廣西上思廣元村出土的三合土棺槨(22)梁宏剛:《考古現(xiàn)場(chǎng)出土文物清理與保護(hù)的實(shí)踐與探索——以廣西上思縣出土三合土棺的室內(nèi)考古清理與文物保護(hù)為例》,《南方文物》2017年第4期,第256-264頁(yè)。,大河口西周墓地M5010,M6043(23)朱磊,劉勇,李存信,劉思然,方輝,謝堯亭,岳婧津,鄭商,師艷明:《山西翼城大河口M5010、M6043實(shí)驗(yàn)室考古簡(jiǎn)報(bào)》,《江漢考古》2019年第2期,第3-16頁(yè)。,西漢?；韬顒①R主棺(24)李存信:《江西南昌西漢海昏侯劉賀墓主棺實(shí)驗(yàn)室考古發(fā)掘》,《文物》2020年第6期,第4-16頁(yè)。等。整體打包方式也根據(jù)提取對(duì)象體量,和在遺跡內(nèi)的位置情況決定,常用方法有石膏包和木質(zhì)套箱等。對(duì)于體量更大的遺跡,則嘗試在本體上建方艙或大棚,以控制發(fā)掘環(huán)境條件,比如陜西秦始皇陵兵馬俑坑,四川三星堆祭祀坑遺址等。

實(shí)驗(yàn)室考古早期是大多是配合現(xiàn)場(chǎng)文物的保護(hù)性提取,工作內(nèi)容包括打包對(duì)象的室內(nèi)清理,保護(hù)處理,研究明確文物的形制結(jié)構(gòu),及仿制復(fù)原。在清理過(guò)程中,遵循自上而下逐層清理的操作規(guī)程,出土遺物經(jīng)過(guò)編號(hào)、繪圖、拍照后再提取(25)[德]H·V·雷可夫基文,侯改玲編譯:考古發(fā)掘工地石膏封護(hù)提取文物的方法及實(shí)踐》,《考古與文物》2000年第6期,第80-83頁(yè);楊忙忙,張勇劍:《實(shí)驗(yàn)室微型發(fā)掘方法在北周武帝孝陵發(fā)掘中的應(yīng)用》,《文物保護(hù)與考古科學(xué)》2010年第3期,第49-54頁(yè)。。在此階段,已經(jīng)開(kāi)始提出將文物修復(fù)技術(shù)與田野考古緊密結(jié)合,強(qiáng)調(diào)文物保護(hù)與考古兩者的合作。隨著更多科技手段被引入考古與文保領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)室考古這一交叉領(lǐng)域,為多學(xué)科合作研究提供了平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行清理,能夠更便捷地借助儀器設(shè)備獲取更加細(xì)致全面的信息。常用的有X光探傷,在還未清理,或遺物包裹泥土與銹蝕時(shí),了解文物及堆積情況。各種顯微和成像設(shè)備,在清理時(shí)對(duì)遺存進(jìn)行細(xì)致觀察,為清理提供依據(jù),也能夠作為資料留存。對(duì)遺存的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析檢測(cè),能夠獲取材質(zhì)、制作工藝、腐蝕狀況等信息,為遺存的考古學(xué)研究和保護(hù)修復(fù)都提供了基礎(chǔ)資料。

同時(shí),通過(guò)整合多學(xué)科研究手段,充實(shí)研究方法,規(guī)范工作流程,促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室考古發(fā)展。研究對(duì)象由遺物的提取復(fù)原與保護(hù),轉(zhuǎn)向遺跡的綜合研究,數(shù)量也明顯增多(圖1)。整體打包的遺跡主要有棺和墓葬,在清理過(guò)程中,注重墓葬和棺槨的形制,隨葬品種類、器型、紋飾、擺放位置等,采用田野發(fā)掘中逐層清理的方法。強(qiáng)調(diào)清理過(guò)程中的考古學(xué)研究與文物保護(hù),兼顧文物的材質(zhì)及工藝研究,和遺存的展示。在遺跡本體上建考古大棚和方艙,研究對(duì)象擴(kuò)大為遺址,相當(dāng)于將整個(gè)發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。除了以往實(shí)驗(yàn)室考古常用的技術(shù)手段,還新增集成發(fā)掘平臺(tái),平臺(tái)的作用在于能夠讓考古工作人員懸空作業(yè),減少發(fā)掘坑中的人為污染。平臺(tái)還能夠變換方向、角度和位置,方便考古工作人員清理及提取,同時(shí)能夠吊運(yùn)文物。

圖1 整體提取主體種類折線圖

由于實(shí)驗(yàn)室考古工作內(nèi)容包含考古學(xué)研究和文物保護(hù),成果則根據(jù)工作內(nèi)容的偏重,發(fā)掘清理簡(jiǎn)報(bào)發(fā)表于《考古》《文物》等考古學(xué)研究類期刊,發(fā)掘清理方法和保護(hù)研究發(fā)表于《文物保護(hù)與考古科學(xué)》等文物保護(hù)研究類期刊。已經(jīng)發(fā)表文章的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看,實(shí)驗(yàn)室考古工作在考古類期刊上發(fā)表的篇數(shù)要遠(yuǎn)多于文保類期刊(圖2)。報(bào)告大多數(shù)以工作流程為框架,有背景介紹,工作目標(biāo),方案與技術(shù)路線,整體打包,發(fā)掘清理,保護(hù)經(jīng)過(guò),遺跡和遺物描述,分析研究結(jié)果等。

圖2 成果發(fā)表期刊類型折線圖

三、國(guó)外類似實(shí)驗(yàn)室考古工作現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)室考古直譯為“Laboratory archaeology”,也被稱為是“Archaeology in the Laboratory”。這里所說(shuō)的實(shí)驗(yàn)室,最初是為了單個(gè)具體研究方向設(shè)立的,實(shí)驗(yàn)由理工科方法主導(dǎo),回答考古學(xué)問(wèn)題,比如一件遺物的年代,或者材料等。因此為了考古學(xué)家能夠更多的理解實(shí)驗(yàn)原理,從而了解如何在考古領(lǐng)域使用實(shí)驗(yàn)的方法,所以產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)室考古學(xué)這個(gè)跨學(xué)科研究領(lǐng)域。這是由于,一方面考古知識(shí)如果不夠充分,最終結(jié)論解釋的方向則會(huì)變的狹窄,而樣品來(lái)源說(shuō)服力弱,或者甚至是錯(cuò)誤的,同樣會(huì)導(dǎo)致最終考古學(xué)解釋的偏差。另一方面,如果實(shí)驗(yàn)者直接參與信息提取,能夠更好地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),有利于得出更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這實(shí)際是強(qiáng)調(diào)科技考古手段的綜合利用,與科技考古的概念更接近。例如在研究維京時(shí)期的Svear地區(qū)社會(huì)、定居及權(quán)力的研究中,綜合了多種科技分析手段,來(lái)從考古學(xué)調(diào)查、建筑技術(shù)、人類親緣關(guān)系、生產(chǎn)和消費(fèi)等方面進(jìn)行研究(26)Arrhenius,B..Laboratory Archaeology:A Useful Tool for Studying Ancient Cultures.Proceedings of the American Philosophical Society,1999(01):97-101.。

在考古學(xué)研究方面,與實(shí)驗(yàn)室考古工作內(nèi)容類似的是微觀考古學(xué)(Microarchaeology)。 微觀考古學(xué)這一概念和理論,側(cè)重于各種遺存之間因果關(guān)系的分析,探究人類行為如何導(dǎo)致遺存現(xiàn)象產(chǎn)生(27)陳勝前:《考古推理的結(jié)構(gòu)》,《考古》2007年第10期,第42-51頁(yè),即社會(huì)實(shí)踐和物質(zhì)之間的關(guān)系(28)Grant, K., M. Given. Policies, Brae, and Hill grounds: A Microarchaeology of an Ochils Estate Kevin Grant&Michael Given. Post-Medieval Archaeology, 2022, 56(04): 43-67.。它從小范圍內(nèi)提供問(wèn)題的答案,對(duì)獨(dú)特但重復(fù)的實(shí)例進(jìn)行研究,最終有助于理解遺跡的總體背景。在這種情況下,我們將微考古學(xué)的概念理解為“擴(kuò)大對(duì)考古歷史研究范圍的技術(shù),并推動(dòng)考古學(xué)家和專家之間的廣泛合作”(29)Chazan, M., 2018. World Prehistory and Archaeology. Pathways Through Time. Routledge, New York, 2017.。因此為了達(dá)到這一目的,首先需要盡可能細(xì)致地進(jìn)行田野調(diào)查和發(fā)掘,以獲取信息作為判斷的依據(jù),其次需要綜合運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)手段在遺存中發(fā)現(xiàn)更多肉眼看不到的無(wú)形的信息,無(wú)論這種信息是以沉積物或殘留物等微觀形式存在,還是非物質(zhì)的形式,即物質(zhì)生產(chǎn)中涉及的技術(shù)和知識(shí)。例如綜合巖石藝術(shù)繪畫(huà)礦物學(xué),顯微觀察,脂質(zhì)分析,孢粉學(xué),寄生生物分析等,證明在以色列Megiddo遺址發(fā)現(xiàn)的黃色纖維狀遺物是降解的糞便物質(zhì),并且揭示了古代居民營(yíng)養(yǎng)飲食和藥用植物,展示了小的不吸引人的材料的材料是如何為考古學(xué)提供價(jià)值,這一信息可能無(wú)法通過(guò)對(duì)大型植物遺跡的研究獲得(30)Langgut, D., R. S. Gross, E. Arie, D. Namdar, A. Amrani, M. L. Bailly, I. Finkelstein. Micro-Archaeological indicators for Identifying Ancient Cess Deposits:An Example from Late Bronze Age Megiddo, Israel. Journal of Archaeological Science: Reports, 2016(09): 375-385.。通過(guò)整理阿根廷和智利巖石藝術(shù)研究的案例發(fā)現(xiàn),通過(guò)微觀考古研究能夠獲得對(duì)天然礦物顏料加工工藝,顏料混合以及和礦物原料供應(yīng)和生產(chǎn)技術(shù)相關(guān)的無(wú)形的知識(shí)(31)Sepúlveda, M.. Making visible the invisible. A Microarchaeology Approach and An Archaeology of Color Perspective for Rock Art Paintings from the Southern Cone of South America. Quaternary International, 2021(572): 5-23.。

系統(tǒng)取樣和綜合應(yīng)用多種分析方法是微觀考古分析的重要組成部分,也解決了諸多考古學(xué)的實(shí)際問(wèn)題。依據(jù)放射性碳測(cè)年,植硅石分析,糞便殘留等實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析得出Negev高原地區(qū)基于洪水收集和梯田墻建設(shè)的農(nóng)業(yè)并非始于羅馬-拜占庭時(shí)期,而梯田農(nóng)業(yè)在更古老的鐵器時(shí)代就產(chǎn)生了(32)Bruins, H. J., J. van der Plicht. Iron Age Agriculture ? A Critical Rejoinder to “Settlement Oscillations in the Negev Highlands Revisited: the Impact of Microarchaeological Methods”. Radiocarbon, 2017, 59(01): 1-16.。綜合應(yīng)用FT-IR,植硅石分析,沉積物微形態(tài)分析,放射性碳年代測(cè)定等方法,分析了以色列Ashkelon晚期青銅時(shí)代窖藏坑內(nèi)的多層堆積,表明該處遺跡是一個(gè)糧食儲(chǔ)存設(shè)施,并且其中的內(nèi)容物不時(shí)被故意焚燒,防止病毒滋生(33)Toffolo, M. B., M. A. S. Martin, D. M. Master, E. Boaretto.?Microarchaeology of A Grain Silo: Insights into Stratigraphy, Chronology and Food Storage at Late Bronze Age Ashkelon, Israel. Journal of Archaeological Science: Reports, 2018(19): 177-188.。通過(guò)巖相,FTIR,XRD的礦物學(xué)信息,對(duì)Southern Levant 早期青銅時(shí)代的Tel Lod窯址進(jìn)行微觀考古分析,確定窯內(nèi)能達(dá)到的溫度范圍在700-900℃之間。巖相分析表明,建造窯時(shí)會(huì)有意在粘土和泥磚中添加石英,為了抵消熱沖擊的影響。該窯址的時(shí)間背景為公元前四千年末,第一次城市化的初始階段,伴隨著高效大規(guī)模生產(chǎn)燒成陶器的需求不斷增長(zhǎng)。同時(shí)該窯的技術(shù)表明金屬器可能是在這樣的窯中制造的(34)Golani, A., Y. Asscher. A ceramic kiln of the Early Bronze Age from Tel Lod in the Southern Levant: Microarchaeological Analyses and Technological Significance. Journal of Archaeological Science: Reports, 2023(49): e103853.。通過(guò)微觀考古分析,識(shí)別出了陶窯,并且揭示了燒制條件。灰分由植硅石和少量方解石組成,植硅石分析表明,燃料主要是馴化草的秸稈或谷殼。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),窯壁沉積物經(jīng)過(guò)熱蝕,溫度在700-900℃左右(35)Nagorsky, A., I. Taxel , Y. Asscher, R. M. Albert, L. Regev , X. Yan, F. Natalio, E. Boaretto. High Temperature Pyrotechnology: A Macro- and Microarchaeology Study of A Late Byzantine-Beginning of Early Islamic Period (7th century CE) PotteryKiln from Tel Qatra/Gedera, Israel Steve Weiner. Journal of Archaeological Science: Reports, 2020(31)31: e102263.。在威爾遜拱門(mén)發(fā)掘工作中,將野外調(diào)查,地層學(xué),與放射性碳測(cè)年相結(jié)合,分析下層建筑材料中燒焦遺骸,確定了通往圣殿山橋梁建筑的開(kāi)始及擴(kuò)建工程時(shí)間跨度僅為70年,反應(yīng)了耶路撒冷古城在不斷建設(shè)的狀態(tài),解決了歷史時(shí)期密集的城市環(huán)境中的考古學(xué)問(wèn)題(36)Regev J, J. Uziel, T. Lieberman , A. Solomon, Y. Gadot, D. B. Ami, L. Regev, E. Boaretto. Radiocarbon Dating and Microarchaeology Untangle the History of Jerusalem’s Temple Mount: A View from Wilson’s Arch. PLoS ONE, 2020(6): e0233307.。將微觀考古學(xué),與地球物理,遺物分析,放射性碳測(cè)年等結(jié)果結(jié)合,分析波蘭東部發(fā)現(xiàn)的Mikulin 1號(hào)溝填充物發(fā)現(xiàn),溝的使用時(shí)期分為兩個(gè)階段,分別與Lublin-Volhynian 和 Funnel Beaker文化有關(guān),揭示形成歷史,了解遺跡在遺址中發(fā)揮的作用(37)Krupski, M., T. J. Chmielewski, M. Furmanek, A. Zako?cielna.?In Search of Use Patterns of Archaeological Features on Multi-Cultural Sites. A microarchaeological Case study of Ditch Infill Formation at an Eneolithic Enclosure in Mikulin (Eastern Poland). Archaeological and Anthropological Sciences, 2018.。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)探究貝類烘烤所產(chǎn)生的微觀考古特征,以提高我們識(shí)別此類活動(dòng)的能力。結(jié)合微觀形態(tài),FT-IR,TGA,XRD,建立了貝殼加熱從文石到方解石的變化基線,能夠幫助判斷貝殼額烘烤方式,區(qū)分貝類是經(jīng)過(guò)烘烤或是經(jīng)過(guò)二次燃燒。并且識(shí)別出焙燒火特征產(chǎn)生的沉積痕跡(38)Aldeias, V., S. G. Arieh, R. Maria, P. Monteiro, P. Cura. Shell We Cook It? An Experimental Approach to the Microarchaeological Record of Shellfish Roasting. Archaeological and Anthropological Sciences, 2016.。

“Indoor Archaeology”是與實(shí)驗(yàn)室考古在形式上更加接近的概念,是指在遺址的發(fā)掘區(qū)原址建穹頂?shù)目脊糯笈铩癆rcheodome”(39)Karr, L. P., L. A. Hannus, A. K. Outram. On the Challenges and Benefits of Indoor Aarchaeology: 15 Years at the Archeodome (Mitchell Prehistoric Indian Village, South Dakota). Journal of Field Archaeology, (2015)40: 244-255.。這種發(fā)掘形式的好處主要在于:其一,能夠?qū)故彝舛嘧兊淖匀惶鞖?全年發(fā)掘,延長(zhǎng)工作時(shí)間。其二,環(huán)境可控,減少遺存暴露在自然環(huán)境中的損傷,同時(shí)也避免回填對(duì)遺跡造成的損害。其三,為考古工作者和游客提供了舒適的環(huán)境,能夠?qū)崿F(xiàn)原址展示,讓游客近距離了解考古發(fā)掘,考古材料的背景,考古記錄中保存的數(shù)據(jù)信息類型,以及文物的實(shí)驗(yàn)室處理。其四,能夠保持長(zhǎng)期的開(kāi)放區(qū)域的發(fā)掘,允許在長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)對(duì)大面積遺跡進(jìn)行緩慢、謹(jǐn)慎的分析。例如對(duì)Middle Missouri遺址的研究,早期集中在房址的發(fā)掘,后來(lái)在建了考古大棚之后,在發(fā)掘區(qū)揭露了一系列結(jié)構(gòu)性的考古發(fā)現(xiàn),反復(fù)交錯(cuò)打破的灰坑,烹飪的遺跡和其他活動(dòng)區(qū)域的特征,都證明這一地區(qū)用于相似的功能,被反復(fù)使用,通過(guò)對(duì)復(fù)雜考古沉積的詳細(xì)清理,闡釋了生活方式和遺址功用(40)Alex, R. A. Architectural Features of Houses at the Mitchell Site (39DV2) Eastern South Dakota. Plains Anthropologist, 1973(18): 149-159;Brown, L. The Archaeology of the Breeden Site. Plains Anthropologist Memoir, 1974(10):1-55.;Karr, L. P., A. K. Outram, and L. A. Hannus. Open-area Excavations at the Mitchell Prehistoric Indian Village, South Dakota (A.D. 1000-1150): New Interpretations of Site Function From Interdwelling Areas. Journal of Field Archaeology, 2011(36): 281-288.。其五,更重要的是,室內(nèi)發(fā)掘?yàn)榭脊抨U釋提供了更好的機(jī)會(huì)。文物或者沉積遺存在被發(fā)掘出來(lái)后,可以短時(shí)間內(nèi)獲取科技分析的結(jié)果,加快了材料的解釋,也提高了正在進(jìn)行的發(fā)掘的質(zhì)量。在Mitchell這樣的遺跡,保持高水平的發(fā)掘標(biāo)準(zhǔn)很重要,因?yàn)樵谠S多考古遺址中,遺址沉積物代表了人類活動(dòng)的再現(xiàn),而這種證據(jù)也是不可再生的。對(duì)遺跡遺物的精細(xì)化處理,和可控的發(fā)掘,都是高質(zhì)量考古發(fā)掘的基本要素。高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)室允許對(duì)文物仔細(xì)清洗、分類、分析、解釋和保護(hù),從而提升對(duì)遺物和遺址功能的解釋。

同時(shí),考古大棚的建立和使用也存在一些風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。其一,大棚建設(shè)之后,室內(nèi)外環(huán)境割裂,使大棚內(nèi)的土地上出現(xiàn)明顯的干燥和開(kāi)裂。已經(jīng)干燥的土壤嚴(yán)重硬化,比起非封閉區(qū)域軟的壤土,給發(fā)掘帶來(lái)明顯困難,增加了破壞遺物的風(fēng)險(xiǎn)。已經(jīng)開(kāi)挖的墻體或者遺跡的壁面,干燥硬化的土?xí)l(fā)生碎裂,導(dǎo)致邊緣坍塌。干結(jié)后的土,土質(zhì)土色都發(fā)生了變化,給遺跡辨認(rèn)也帶來(lái)了困難。土壤干燥后會(huì)開(kāi)裂,干裂破壞了埋藏環(huán)境的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),導(dǎo)致文物垂直位移。在一個(gè)猛犸象遺址的案例中,猛犸象遺骸周圍土壤的干燥裂縫導(dǎo)致猛犸象頭蓋骨斷裂。干燥所產(chǎn)生的裂縫,有一部分會(huì)沿著遺物或者遺跡邊緣生長(zhǎng),擾亂了考古工作人員對(duì)遺跡和遺物形制的判斷。此外,這種干燥與潮濕交替的環(huán)境,也不利于骨膠原的保存。其二,滲水所帶來(lái)的問(wèn)題。地下水,地表滲水或者屋頂漏水,會(huì)持續(xù)沖刷遺跡,使遺物變的更加脆弱,同時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)霉。其三,封閉環(huán)境中,大量游客參觀產(chǎn)生的空氣顆粒沉降,會(huì)對(duì)文物保護(hù)產(chǎn)生不利影響。同時(shí)為了展陳,磚、陶,甚至在飽水環(huán)境中埋藏的器物,需要暴露在空氣中,會(huì)造成文物材料劣化嚴(yán)重(41)Hu, T., S. Lee, J. Cao, J. C. Chow, J. G. Watson, K. Ho, W. Ho, B. Rong, and Z. An. Characterization of Winter Airborne Particles at Emperor Qin’s Terra-cotta Museum, China. Science of the Total Environment, 2009(407): 5319-5327;Hu, T. F., S. Lee, J. J. Cao, W. K. Ho, K. F. Ho, J. C. Chow, J. G. Watson, B. Rong, and Z. S. An. Atmospheric Deterioration of Qin Brick in an Environmental Chamber at Emperor Qin’s Terracotta Museum. Journal of Archaeological Science, 2009(36): 2578-2583.。其四,如何平衡考古科學(xué)研究和為公眾提供有教育價(jià)值的展覽。這一綜合性的問(wèn)題在Mitchell遺址里尤為突出。其五,維護(hù)成本很高。對(duì)于普通遺址,發(fā)掘結(jié)束后就回填了,需要展示的做成遺址博物館。但是這樣一個(gè)大棚還需要保持考古工作和展覽的持續(xù)性,因此也需要工作人員投入大量的時(shí)間和精力,還有資金。

四、結(jié)論

實(shí)驗(yàn)室由考古最初為配合考古發(fā)掘的文物保護(hù)提取,發(fā)展到文物保護(hù)中注重考古信息的提取,再發(fā)展到考古研究與文物保護(hù)并重,多學(xué)科綜合研究的要求逐步提高。研究對(duì)象也從遺物發(fā)展到遺跡,不僅是體量增大,更重要的是考古學(xué)研究比重的增加。事實(shí)上,實(shí)驗(yàn)室考古的清理發(fā)掘工作是遵循田野考古工作流程的,并且能夠發(fā)表體例相同的發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào),可以看做是田野發(fā)掘的室內(nèi)版。國(guó)外的相關(guān)概念有Laboratory archaeology,Microarchaeology,Indoor Archaeology,分別代表不同的研究手段,研究?jī)?nèi)容,和研究形式,其中沒(méi)有能夠完全對(duì)等的翻譯。最接近的應(yīng)該是Indoor Archaeology,考古大棚和方艙都屬于這一種概念。誠(chéng)然對(duì)遺跡遺物的精細(xì)化處理,和可控的發(fā)掘,都能夠顯著提高考古發(fā)掘質(zhì)量,但是同時(shí)也存在諸多問(wèn)題有待于解決。