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文物保护科学在博物馆展览中的解读方式与形式设计

来源：

《科学教育与博物馆》

作者：

杨海亮，周旸，贾丽玲 中国丝绸博物馆

发布时间：

2023-02-02 09:32

摘要:借助思维导图分析国内现阶段博物馆展览与观众对馆藏文物知识诉求之间的主要问题，结合“万年永宝：中国馆藏文物保护成果”展设计要素与展览成效，从文物保护科学与博物馆学交叉视角，通过“时间性解读”等16种解读方式和“AR互动的体验感设计”等9种形式设计阐述博物馆展览中文物认知和保护科学知识的策展思路，为基础科学与藏品陈列学的实践交融，文物保护科学在博物馆展览的应用形式提供参考。

关键词：文物保护科学；博物馆；策展；解读方式；形式设计；馆藏文物

引  言       

博物馆作为履行文化自信战略的重要阵地，其学术性、系统性、专业性的展览能给予观众深沉和持久的文化力量，使人类文明的辉煌印记铭刻于心。人类自从制作使用器物和艺术品时，就因发生损毁而随之出现了修理复原，中国的保护修复可上溯到商周时代，晋侯墓地出土青铜器就有了修补痕迹[1]。在华夏文明的浩瀚长河中，历代能工巧匠凭借超凡的智慧和灵巧的双手创造出一件件传世珍宝。然而受埋藏环境和保存环境影响，出土文物昔日的纹饰和造型黯然失色，并伴随出现不同程度不同类型的病害，诸如金属的锈蚀，壁画的褪色，石雕的残崩，漆木器的干裂皱缩，纺织品和皮质的腐朽[2]。观众很希望见到文物从出土到修复完成的全过程并了解科学原理，这让文物保护科学的展示与传播成为博物馆策展需求之一，其解读方法和形式设计作为策展要点有待深入探讨。
　
“科学性和真实性”是博物馆陈列展览的前提，以文物标本和学术研究成果为基础，要求展览有扎实的学术支撑[3]。近年来，随着科技支撑力度的不断加大，文物保护领域有了飞速发展，新材料、生物技术、信息技术等高新技术的广泛应用，极大丰富了馆藏文物保护的方法与手段，形成了包含价值认知和风险评估的系统性保护，材质劣化机理与防治、保护材料评价等方面的定向基础研究不断深入[4-6]。由国家文物局和北京市人民政府主办的“万年永宝：中国馆藏文物保护成果”展（以下简称“万年永宝”展）作为2021年“5.18国际博物馆日”中国主会场活动专题展览在首都博物馆展出，深受观众喜爱和专家好评。该展是中国馆藏文物保护成果的集中展示，从文物保护学术成果交流、科学技术手段揭示、文物艺术价值呈现、文物科技研究等方面，全面回顾近百年来我国文物保护的发展历程，展示全国23家文博机构、相关高等院校、科研院所的工作成果，以及精选的50余件（套）参展文物保护修复和科学复原的最新成果，展现馆藏文物保护的中国理念和中国方案。文章结合该展文物保护科学知识的诠释与展示，探讨文物保护科学知识在策展中的解读方式和形式设计。

1、观众对馆藏文物保护的知识诉求分析

根据国家文物局发布的数据，“十三五”期间，全国备案博物馆由4 692家增至5 788家，增幅23.4%，2020年全国博物馆接待群众5.4亿人次，“到博物馆去”成为社会新风尚。中国青少年参观博物馆的人次每年以超过20%以上的速度增长。为了让青少年树立文化遗产保护意识和增加文化自信，首先必须让青少年对文化遗产有深刻的理解，才能获得高度认同感。尤其近年来我国在文物保护科技发展方面飞速发展，国际影响力不断攀升，科学技术已是文化遗产保护事业发展的重要支撑[7]。深刻挖掘文物价值内涵，利用博物馆学与文物保护科学的交叉融合，已是现阶段博物馆教育的重要发展方向。比如山东青州市博物馆通过举办“传承·融合·创新”文化宣传月，结合文物保护法、保护理念、文物保护典型案例进行宣传，单月微博阅读总数突破50.59万次，可见文物保护知识非常受欢迎[8]。
 

思维导图有助于对所研究的问题进行深刻和富有创造性的思考，从而有利于找到解决问题的关键因素或关键环节[9-10]。根据馆藏文物保护科学知识输出的思维导图（图1），文物制作技艺的认知与修复保护、数字化保护之间均有关联性，反映了博物馆学与文物保护科学是一项交叉科学，博物馆展览应不断加强多学科的交叉应用，提升博物馆学的研究广度和深度。同时，以文化遗产为契机，培养青少年对文物保护的科学认知思维。

    图1 馆藏文物保护科学知识思维导图

根据思维导图，结合博物馆展览教育常见形式，总结陕西历史博物馆、青州博物馆、北京科普场馆等多家博物馆的观众问卷调查结果及中美科普展览评估结果[11-14]，认为现阶段博物馆文物类展览与观众知识诉求之间存在的主要问题有：（1）在文物认知科学知识方面，以往多为针对文物的历史信息解读，包括历史事件、历史人物、社会功能、艺术表达等，部分有针对文物制作工艺的解读，但仍不够深入，主要表现为工艺涉及的材质、加工方法多以文字描述或简单图示，观众往往只看到结论性描述，缺失加深印象的佐证材料，导致一看了之。另外工艺复原所包含的考古发掘现状、工艺信息参数、现代材料复制原则等关键要素很少给出，而观众更希望深入了解历史背景下的传统技艺。（2）数字化保护中的文物模型是最常见的一种展示方式，人工智能和虚拟现实技术的飞速发展，给展览带来了丰富的互动性和真实感[15]，但是反映包括工艺参数、材料参数、显微图像等工艺数据未能得到展示，尤其对于结构复杂的立体文物，观众更期待通过观察内部结构了解古人的奇思妙想。（3）在解读修复保护的关键保护技术时，容易忽略过程的表达，而科学探索过程是系统收集知识的过程，包括观察、分类、运用时空、确立关系、数量化测量、交流、实验、控制变量、解释数据、下定义等，是科学探究中最基本的思维方法和操作技能的反映，可以起到“科学启智”作用，也最容易引起共鸣。文物修复技术的展示内容可以包括材料科学原理、修复工艺过程、性能分析结果等[16]，这些富含科技的知识也是青少年较为感兴趣的。（4）预防性保护科学与文物风险管理息息相关，通过解读实现预防性保护的材料、建筑、设备、信息系统、概念设计等信息，可以增强观众对文物遗产保护的风险意识，而这些信息也是目前文物保护知识展示所缺失的。

2、博物馆陈列展览中文物保护科学的解读方法

在了解观众对文物保护科学的知识诉求后，如何将带有学术性的文物保护知识通俗易懂地传播给观众，是博物馆学中研究陈列展览设计与观众观展心理的重点。文章列举馆藏文物保护科学常用解读方法（图2），结合在“万年永宝”展览设计中的实际应用，探讨提高文物保护价值展示与传播的有效途径。

图2 馆藏文物保护科学常用解读方法

解读方法应以文化价值内涵为导向，挖掘每件文物的内在和时代特点，在扩展观众知识面的同时，增强文化认同感。
 
（1）时间性解读，以“最早”或“鼎盛”为关键词，解读其悠久辉煌的历史属性。在“万年永宝”展中，使用免疫学原理证明了人类使用最早的大漆和丝织品，用免疫学原理图、测试结果图直观告诉观众“最早”的说法有据可依，方法科学。
 
（2）代表性解读，以文物具备同时期工艺成熟特点或已成为代表作品进行解读。如清代宫廷“粉蜡笺纸”，代表性要素为集填粉、染色、涂布、描金等技术于一体的多层结构，可利用可见光和紫外光下观察纸张剖面结构和X荧光光谱分析描金等证明清代宫廷“粉蜡笺纸”是有别于唐代“硬黄纸”、南唐“澄心堂纸”、宋代“金粟山藏经纸”、元代“明仁殿纸”和明代“磁青纸”的清代宫廷纸张代表作。
　　
（3）关联性解读，以文物制作工艺的发展演变和区域之间联系解读外在关联性。如广西合浦港出土宝玉石珠饰，采用拉曼光谱图、X射线荧光光谱图、超景深光学显微图像等论证合浦港与南亚和东南亚出土宝玉石珠饰的物相特征、制作技术传统等因素，解读出海上丝绸之路和西南丝绸之路沿线不同地区之间的交流与联系，提取出广西合浦港是早期海上丝绸之路始发港的信息。
　　
（4）纪实性解读，以修复工艺或修复实验等全流程记录包括材料图像、操作步骤图示、修复材料配比数据、材料保护原理图等解读文物保护技术。如薄荷醇临时固型技术，将薄荷醇的原料与提纯产品的图像与实物、物相特点、加固原理、分子结构、应用环境、加固步骤、加固后效果等罗列，解读出薄荷醇加固技术是文物保护领域一种新型的绿色安全、可控去除的临时固型提取材料，对考古出土文物临时提取十分重要。
　　
（5）模型化解读，以数据模型和仿真模型解读文物形制造型和工艺特点。如子仲姜盘，利用X-CT透视显示旋转动物内部都配有一个转轴与盘体铸接，配以盘中小动物360°转动的仿真模型，突出工艺精妙之处，让观众知其所以然。
　　
（6）差异性解读，以文物修复前后或南北方埋藏环境影响的差异，配以修复原理图示、形制图、修复之处显微图像等，解读文物修复的科学性。如山西翼城大河口西周墓地壁龛漆器与成都商业街战国船棺葬出土漆器，利用漆器脱水、脱色、加固等流程图示对比，解读漆器出土环境对修复保护的影响与工艺选择原则。
　　
（7）唯一性解读，以工艺参数结合历史事件阐明文物是某个特定时代背景的文化产物，具有时代唯一性。如圆明园西洋楼海晏堂红铜马首，配以马首使用98%以上红铜的便携式X荧光光谱图和内部铸造的X光透射图，解读马首的失蜡法一次铸造工艺和圆明园的时代背景。
　　
（8）罕见性解读，以某一历史时期工艺技术的成熟特点，突出区别其他共性技术的高超技艺个例，解读出人为创造的精妙之处与工艺技术发展程度。如采用上述子仲姜盘的铸造技术解读方法，亦能体现当时鲜为人知的技术新高度，现存众多的商周青铜器中难有其匹，是一件世所罕见的奇物。
　　
（9）元素化解读，以文物材质元素和符号元素追溯工艺特点。如清代金胎画珐琅壶，通过展示珐琅壶内壁的成产戳记X-CT图像，解读出包含生产年代、完税信息以及纯度等不同信息，证明清代金胎画珐琅壶是法国生产，明确生产年代为1783年（乾隆四十八年），引导观众从文物组成元素解读文物知识背景和价值内涵。
　　

（10）概念性解读，以概念设计与数字模拟阐述保护科学方法和未来发展趋势。如文物预防性保护，采用大环境与小环境的功能区概念设计图，并配以环境模拟系统，解读文物环境功能设计与文物风险的关系，让观众深刻理解并融入思考（图3）。

图3 数字模型的全息投影

（11）分解式解读，以整体分解为局部、局部分解组装示意，配以模拟分解或演示动画与模型，解读文物内部构造与工艺特点。如针对观众较难懂的古代织机提综和穿梭原理，采用织机模型、织造动画演示、实物操作等，根据织机构造逐一解读织物如何使用织机织造，使得织机原理生动易懂。
 

（12）推理性解读，以修复过程模拟实验和与同类型器物参照推测文物原型，解读文物修复科学方法。通过出土现状位置图示、材料与结构数据分析结果、模拟实验比对等阐述文物修复保护的推理依据，根据观众可能的预设问题，展示推理过程的各环节证据。如兵马俑的修复，通过展示残片数字化碎片模拟拼图、不同修复阶段的俑、修复材料制作等，解读出兵马俑原始状态，引导观众想象当时的原始风貌（图4）。

图4 推理性展示设计

（13）实证法解读，以文献史料为基础，通过考古证据展示，让观众将历史文献知识与实物结合，提升文化知识的可溯性。如秦始皇陵出土甲胄，利用石料的岩相学以及稀土元素比对分析结果展示，让观众明白石料应由渭北北山开采而来，与《史记》中“发北山之石”说法一致。
 

（14）还原性解读，以现代工艺分析手段还原当时的技艺或文物形貌。如乾隆时期染色工艺，通过当时染料品种的高效液相色谱分析图示、染料实物、染料助剂、染料模拟样品等实物展示，再现清代宫廷染色技艺，解惑观众对清代皇家用品的好奇和清代宫廷服饰特点（图5）。

图5 乾隆色谱染色还原展示

（15）指标化解读，以数据、图表、结果分析等具体指标直观展示文物的社会用途、艺术表达或修复关键技术。如“南澳一号”明代沉船出水凝结物，通过白色盐分（NH4Cl）的光学照片和拉曼光谱图、凝结物喷淋溶液中氯离子浓度变化数据、凝结物循环喷淋过程及脱盐时间等指标解读凝结物保护的关键技术，为观众示范性展示先进的文物保护技术和理念，增强观众对科技保护的熟悉度和认同感。
 
（16）逆推导解读，以文物老化状态或论点假设逆推导文物致病机理或文物原始状态，利用模拟试验结果、天然材料的物化性能推导解读文物老化过程、让观众树立文物保存过程的风险意识。如秦俑陶体的彩绘，利用生漆底层对于湿度变化敏感性原理，展示漆皮随时间卷曲起翘的状态变化，解读彩绘和漆皮的老化过程，阐明文物彩绘保护难度。
 
文物保护科学知识的多种解读方式有助于观众更好地理解文物及其价值内涵，在“万年永宝”展中取得了较好的展览效果。

3、博物馆陈列展览中文物保护科学内容的形式设计

根据文物保护知识的解读方法和文物不同的艺术风格与制作工艺，以“万年永宝”展中使用的多种形式设计探讨文物保护科学内容的展示效果和观众对文物保护的理解程度。“万年永宝”展是文物保护科学与博物馆学交叉科学理论指导实践的成果，以目前我国馆藏文物的文物保护科学技术研究成果为契机，利用多种表现形式解读了文物保护科学中的文物认知、修复、复原、预防性保护等关键技术内容，为观众了解我国文物保护科学发展水平提供了平台。
 
展览从万年、慧眼、巧手、芳华、永宝五个单元诠释了我国馆藏文物保护科技成果，采用的形式设计切合文物保护的科学原理、修复工艺、科技分析、人文解读、数字化展示等方面。
 
（1）AR互动的体验感设计：利用AR眼镜穿戴式设备，在展厅现场实现虚拟与现实的交互展示（图6a），并通过在线虚拟展示，实现展览的跨越时空、永不落幕。
 
（2）人物故事代入感设计：利用科技保护前辈的工作照和视频（图6b），引导观众回望科技保护的艰辛历史，以人物故事抓住观众心理，发挥老照片效应。
 
（3）标本资源的学科性设计：根据文物材质列举不同现代标本资源（图6c），阐述科技标本是文物保护研究的基础资源，同时扩展观众对文物材质认知的知识面。
 
（4）多媒体的知识性设计：利用多媒体将文物科技检测方法的原理和修复保护的材料与工艺原理进行解读（图6d），尽可能采用流程图和原理图形象解释专业知识，提高文物保护科技知识的科普性。
 
（5）动画原理的科普性设计：利用文物三维模型通过形象逼真的动画演示展示文物的结构分解和工艺特点（图6e），并通过互动观察，增强观众体验感。
 
（6）数据沙盘的科技感设计：利用数字技术建立可以调节参数的模型（图6f），促使观众进行思考，对概念性设计模型引发联想。
 
（7）复原表演的场景感设计：利用专业人员的演示生动展示古代技艺特点（图6g），尤其类似织机等复杂结构的文物，复原演示非常必要。
 
（8）互动实验的趣味性设计：将文物保护过程的科学实验在展览现场进行实践操作（图6h），提高科技保护知识的科普性和体验感。
 

（9）保护前后的视觉冲击感设计：利用文物修复前后的差异对比（图6i），以图片、动画等形式突出高超的文物修复技术，向观众科普文物历史状态，提高观众对文物的保护意识。

图6 展览中文物保护要素的形式设计与展示效果

 “万年永宝”展采用的形式设计让展览成效超出预期，观众留言频繁出现“特别有收获”“展览精彩，印象深刻”“内容丰富，互动性强”等评价。在中国科学技术协会主办的“典赞·2021科普中国”活动中，该展获“年度科普作品”。可见，“万年永宝”展是对文物保护科学进行解读与展示的成功实践，为观众呈现了科学性、专业性、科普性、趣味性的文物保护科普盛宴。

4、结语

文物保护科学在文化遗产保护和国家文化自信建设中发挥着越来越重要的作用，其内容和学科范围不断延伸和丰富。随着观众对文物保护科学知识诉求日益强烈，文化遗产保护意识不断提高，文物保护科学的科普深度与广度仍需深入研究，包括基于交叉学科对文物价值内涵的挖掘，文物保护科学与博物馆学的融合，文物活起来的形式设计，青少年对文化遗产科技创新的认可。通过加强文物科技创新体系中基础研究、关键技术、国产装备、标准体系的知识输出，构建文物“科学认知—人文解读—价值传播”完整链条，进而增强文物保护科学在展览的科学性、科普性和专业性，让文物保护科学走近观众，展现我国深厚的文化底蕴与先进的科技保护水平，激发青少年的科学思维与探索精神。