龚德才乔成全：多维度视野下的文物保护学科体系探讨

摘要：随着文物保护研究对象越来越复杂，文物实体材料的腐蚀、降解机理，以及保护材料研发、文物价值信息采集等科学问题越积越多，每类问题从不同视角得出的结论似乎都有新的发现，出现的问题和分析得出的结论显得十分凌乱，缺乏系统性。因此，文物保护的发展需要系统性的知识对问题加以

全文刊登于《中国文化遗产》2025年第2期 P26-32

随着文物保护研究对象越来越复杂，文物实体材料的腐蚀、降解机理，以及保护材料研发、文物价值信息采集等科学问题越积越多，每类问题从不同视角得出的结论似乎都有新的发现，出现的问题和分析得出的结论显得十分凌乱，缺乏系统性。因此，文物保护的发展需要系统性的知识对问题加以解释，并提出解决问题的理论和方法，指导保护实践。此种现状正是产生文物保护交叉学科的动力，具有交叉学科属性的文物保护也就应运而生。钱学森先生早年就对交叉学科做过一个定义，“所谓交叉学科是指自然科学和社会科学相互交叉地带生长出的一系列新生学科”[1]。《1991—1995年全国文物科技发展规划纲要（草案）》已明确指出：现代科学技术和文物考古事业的发展，促使文物科技形成了一门独立的学科，其研究对象和研究特点决定了它属于交叉学科、边缘学科的范畴。文物保护学的特殊性在于它广泛的交叉性，涵盖了多个人文社会科学与自然科学学科（图1）。文物保护学中以理念、原则为主导的思想体系绝大部分属于人文社会科学范畴，而支撑理论、研究方法的却是以自然科学为主的知识体系。文物保护学基础层面交叉的相关人文学科分别有历史学、考古学、美术学、建筑学、科学技术史、哲学等，自然科学有化学、物理学、生物学、地质学、材料学等[2]。文物保护内涵还涉及社会伦理、工程技术等多个领域。文物保护学交叉学科的特点，决定了文物保护学科建设需要具备多维度的视野，因此也只有在多维度的视野之下才能深入了解文物保护学科体系。

图1 文物保护学科的交叉属性示意图（作者自绘）

图1所示文物保护学科涉及的自然科学（主要是化学、生物、物理）占比远多于人文社会科学，而与之交叉的人文社会科学仅有考古学、博物馆学、历史学、科学技术史等少数几门学科，但这些社会科学学科均为一级学科。传统的概念认为，与文物相关的研究属于文科范畴（事实上绝大多数情况确实如此，文物保护应除外），这就是为什么这些学科下面会出现文物保护方向的原因。但从学科内容来看，由人文社会科学与自然科学交叉形成的文物保护学科，自然科学交叉的权重远大于人文社会科学。文物保护学科在国外基本上都划分在科学范畴，从国外对文物保护学科的称谓即可印证。文物保护在日本和韩国被称为保存科学（韩语“보존과학”直译即为保存科学，日语则直接使用“保存科学”一词），在英语国家被称为“Conservation Science”，而由“conservation”演变来的“conservator”（文物保护工作者）在英美等国被视为“scientist”即科学家。由此可见，文物保护的自然科学属性非常明显。将文物保护学置于考古学、博物馆学、历史学、科学技术史等社会科学下，违背了文物保护学的物质科学属性，也极大地妨碍了文物保护学科的发展。近年来，不断有专家学者呼吁完善文物保护学科建设，却较少论及文物保护学科体系[2-8]。鉴于此，本文试图从多维度的视野探讨文物保护学科体系，回答文物保护学科的相关问题。

一、论文物保护学科的三大学术问题和三大目标

众所周知，学科体系是指人类知识在长期发展过程中形成的系统化、结构化的分类框架，用于组织和划分不同领域的知识、研究方法及实践应用[9]。它反映了人类对世界的认知方式，是教育、科研和社会分工的重要基础。文物保护学研究对象绝大多数是古代材料，也就是组成文物实体的材料，文物实体（文物初始状态对应的是文物本体，其他时间点的文物状态对应的则是文物实体）的产生、演变及保护技术，符合物质科学运动规律，即文物保护学归属于物质科学范畴，属于自然科学学科。文物材料大部分是“在复杂因素超长期作用下、质地脆弱，但含有重要历史人文信息的材料”[10]。与出现时间晚（只有几十或上百年历史）、纯度高、性能稳定的现代材料相比，文物材料存续时间长，大多数都有数百上千年的历史，经历了多种复杂环境，如使用环境、高温环境（炊具类文物）、高湿环境（甚至水下环境）、埋藏环境（各种酸碱度的土壤环境）等。在各种复杂环境中，文物材料曾受到多个复杂因素的作用，腐蚀降解严重，质地十分脆弱。由此可见，文物材料与现代材料有着很大区别。文物材料出现的许多微观结构和表面性能的缺陷现象，在现代材料上是观察不到的，这正是文物保护领域研究的重点和关键点。从工业材料的角度看，组成文物实体的材料往往是过了服役期，且功能已丧失的废弃物。现代材料学理论没有必要也不会为这些“废弃物”建立专门的材料学理论，而文物保护却需要研究这些“废弃物材料”腐蚀、降解的机理及变化规律，以便提出相应的保护理论和研发保护技术。

基于文物保护学研究对象的特点，笔者认为文物保护学科是围绕领域三大学术问题和三大目标建立的。三大学术问题一是科学问题，二是技术问题，三是工程问题。文物保护三大目标，即维持文物实体的稳定、保证文物（信息）的真实性[11]、维护文物（信息）的完整性[12]。学术问题和保护目标是文物保护学科教学的重点。所谓科学问题，是某一研究领域内有较深的理论性和科学意义的研究内容。科学问题具有科学探索价值，以及需要从理论层面研究解决的性质。重大科学问题往往又称为关键科学问题，是所有问题中最核心并且影响到全局的“纲”，具有前沿性、可持续性、全球性特点，蕴含重大科学思想和科学理论，是学科建设引领的重要抓手。文物保护研究的关键科学问题有三个，首先是复杂因素超长期作用下文物实体病害机理研究，其次是保护材料与文物实体材料作用机理研究，再者是多因素协同作用下文物实体的健康评测[13]。这三大关键科学问题蕴含许许多多个“小”的科学问题，这些都是文物保护中常遇到的基础性、关键性问题，亦是影响到文物保护学科发展的“纲”。文物保护的技术问题，严格意义上讲，技术问题的解决应该是基于科学问题研究成果之上的，只有在科学问题解决之后，所研发的技术方法才具有科学性、可靠性和广泛适用性。技术问题的目标是追求达到某种技术效果，研究技术问题时，首先是制定一个技术方案，根据技术方案提出的技术目标去筛选材料、方法及实施工艺[14]。文物保护中的工程问题包含了科学问题、技术问题和管理问题，根据工程性质不同，有时偏重于科学问题，有时强调技术问题，有时以管理问题为重点[15]。因此不难看出，文物保护的工程问题具有综合性、系统性的特点。综上所述，文物保护科学问题构建的是文物保护学的基础理论，技术问题和工程问题则支撑的是文物保护学的分支理论以及文物保护学的应用实践，文物保护三大目标与文物保护学的物质属性是奠定文物保护学方法论的主要依据。

二、论文物保护学科方法论

文物保护学科的发展离不开科学方法论的支撑。方法论是探讨某一学科一般研究方法的理论[16]，在研究现象和规律的过程中，正确的研究方法起着至关重要的作用。文物保护学科研究方法是系统探索、分析和解释文物保护领域知识的具体手段与路径，也是文物保护教学、科研的关键。文物保护学科研究方法的选择取决于学科特点、研究对象及研究目标的性质。文物保护学科涉及的常用方法可分为以下几类。

1. 模型法（Model Method）。模型法是指通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，间接地研究客体原型的性质和规律。以文物保护质点模型为例，它把书画、青铜器、石刻、古建筑等各类文物的组成形式统一用数学公式表示出来，由此将文物保护领域中的文物组成问题由个性上升到了共性层面，通过研究质点运动（振动、位移和改变），从共性层面探讨文物实体的平衡与稳定[17]，并以此指导文物保护教学与科研活动。

2. 风险控制法（Risk Control Department）[18]。风险控制法是指在某些特定或极限条件下，观察文物实体出现严重损害的一种研究方法。文物是不可再生资源，任何对文物实体施加的保护技术措施，都必须考虑可能出现的风险。文物保护的风险有两种，一种是目前的或近期的风险。另一种是未来的，几十或上百年甚至更长时间后出现的风险，例如保护材料老化、降解过程及产物对文物实体的影响。风险产生、发展及预测具有较完备理论体系，利用风险控制理论研究揭示所采用的保护技术和方法，对文物实体平衡与稳定可能产生的近期或远期的影响趋势及程度，如文物实体的累积损伤理论、文物的预防性保护理论等。

3. 模拟实验（Simulation Experiment）。模拟实验是在人为控制研究对象的条件下进行观察，模仿某些条件进行的实验[19]。模拟实验是科学实验的一种基本类型，包括单因素模拟、多因素（两个以上因素）模拟、极限状态模拟等。文物保护学科中模拟实验的目的是研究单因素或多因素协同作用下，文物实体平衡与稳定的变化程度及变化趋势。另一方面，由于文物的珍贵性，通常能够采集的文物样品量极少，不能满足实验需求，因此需要采用模拟老化实验，制备模拟样品，这也是文物保护研究中普遍使用的方法，其中最常用的是单一因素模拟，多因素模拟因其难度大，实施困难，运用较少。

4. 等效法（Equivalent Method）。等效法是一种通过建立等效关系实现问题转化的科学方法，其核心在于保持目标效果一致性的前提下，将复杂难测的实际问题转化为可操作的等效实验模型。文物保护工作者面临着一个特殊的科学挑战：对于文物实体施加的保护材料，需要具备几十年、几百年或更长时期的有效保护期，但现实不允许对保护材料进行超出人生时限的老化实验去验证文物保护材料的有效期。由于文物保护材料大部分都是高分子材料，高聚物的同一力学松弛现象（包括粘弹行为）可以在较高的温度、较短的时间（或较高的作用频率）观察到，也可以在较低的温度下、较长时间内观察到，即“时温等效”原理。利用“时温等效”原理，通过加速老化实验预测保护材料的耐老化时间，这就是等效法的典型应用案例。

5. 局部实验法（Local Experiment）。这一方法针对的是文物保护应用实验。在实验室研究的任何保护技术和方法，在应用到文物实体上时，初始阶段不能对文物实体全面施用，以避免造成无法挽回的损失。因此，应首先在文物实体无重要信息的部位（无纹饰和文字，且不易引起注意位置）进行小面积的保护应用试验，待结果满意后再逐步扩大应用范围。

当然，文物保护学科方法论也不仅限于上述五种方法，其他诸如比较研究、归纳、推理、演绎等方法也常被广泛使用。总之，文物保护学科的研究对象是文物实体，组成文物实体的材料多数已“失效”，需要建立相应的理论，研究文物实体平衡与稳定。通过各种技术手段保持文物实体的平衡与稳定，确保其真实性和完整性得以保留和维护。因此，可以说研究文物实体的“平衡”与“稳定”是文物保护方法论的基本出发点。

三、论文物保护学科的理论模型和分支理论

由上述讨论可知，每一件文物无论何种形状、何种质地，都可以视为由在四维空间具有不同性质的质点组成的。这种文物组成的模型，能够将文物的组成概念，由个性上升为共性，具有普遍性意义，便于科学研究。质点运动状态与环境因素变化密不可分，文物实体质点运动有多种方式，第一种运动方式，在固定位置上的运动，如质点的振动、转动。组成文物实体的质点（即原子、分子或离子）在文物实体中有固定位置，但受环境因素影响质点有时会偏离这个位置，一定时间后，质点受质点间力的作用自动回到固定位置上。这种“偏离—复位—偏离”的往复运动持续进行，这就是质点的振动，运动的快慢和环境温度有关。第二种运动方式，是质点发生化学反应。文物实体老化、变色，其根本原因是文物实体材料与氧、水、污染气体及光等环境因素作用，发生了各种各样的化学反应。发生化学反应后，文物组成中某些质点转变成另外一种质点（如青铜器中金属铜转变成氧化铜），即质点改变，改变的结果造成文物实体材料出现质地脆弱、颜色变化等病害。第三种运动，质点之间距离（位移运动）拉大。有些情况下，当环境温湿度出现波动时，文物实体会发生热胀冷缩和湿胀干缩，产生应力。当应力足够大时，束缚质点的力—化学键就会断裂，造成质点间距离变大，质点相较于原来的位置发生了移动，这就是质点位移。组成文物实体质点位移的结果，是大家所看到的文物实体出现了裂隙、孔隙等病害现象[20]。

文物实体的变化是文物组成质点运动的结果，广义上文物实体病害的产生、文物保护实施后的效果，均与文物实体的运动状态有关。基于文物实体质点模型和文物质点运动的规律，可以从文物保护学科延伸出若干分支理论：文物与环境分支理论、文物材料脆弱分支理论、文物信息学分支理论、文物材料学分支理论、文物病害学分支理论、研究方法和保护原理分支理论、文物材料表界面分支理论、文物材料孔隙分支理论、考古残留物分支理论等。

文物保护学科领域的文物与环境分支理论，研究的是环境因素对文物实体质点改变或位移的影响，以及文物实体稳定性与环境因素之间的关系。文物材料脆弱分支理论，研究的是文物实体质点改变或位移的结果对文物材料性能影响。文物信息学分支理论，研究的是文物实体质点改变或位移的运动状态，并以此为依据探讨文物实体与人类活动和自然环境变迁相关信息的变化规律。文物材料学分支理论，研究的是复杂因素超长期作用下，文物实体质点产生的改变或位移，在宏观及微观层面对文物实体材料结构和性能的影响。文物病害学分支理论，则是通过研究文物实体质点改变或位移，探讨文物实体损毁原因及病害表征方法。研究方法和保护原理分支理论，是通过研究文物实体质点改变或位移，探讨阻止或减缓文物实体质点改变或位移运动，使文物实体力学结构和材质稳定的理论途径和技术原理。文物材料表界面分支理论，是通过研究文物实体质点特别是文物实体表面质点改变或位移，探讨文物材料表界面性质变化和相关表征方法，以及文物材料表界面性质与文物保护的关系。文物材料孔隙分支理论，是通过研究文物实体质点改变或位移，探讨文物实体材料孔隙的形成、发育过程、结构特征，以及文物实体材料孔隙结构与文物保护的关系。考古残留物分支理论，研究的是文物实体质点改变或位移趋于极限状态时信息采集的理论基础及其应用（质点改变趋于百分之百以及质点逸出文物实体为质点改变和位移的极限状态）。

四、论文物保护学科教学与科研体系

迄今为止，文物保护学科发展中仍存在着“用解决具体问题的思路代替对文物保护学科本质问题和发展规律的思考”、文物保护学科尚不规范、文物保护学科理论呈现碎片化等诸多问题。具体表现在缺少文物保护领域各分支理论及理论体系；文物保护领域的理论研究多以个性研究为主，缺乏在共性层面的研究。多数情况下，读者所见到的所谓文物保护理论基本上是以化学、物理学、生物学或其他自然科学知识为主要内容，在这些理论知识上套上文物保护理念外衣。这样的文物保护理论未能触及文物保护本质，缺乏文物保护特色。因此，现阶段急需创建文物保护领域具有自身特色基础理论，以此为基础建立具有中国特色的文物保护学科体系，以利于培养学生形成文物保护的学科视野。根据笔者多年的文物保护实践和文物保护教学经验，文物保护理论体系逻辑关系示意如图2。

图2 文物保护理论体系逻辑关系示意图（作者自绘）

图2所示各部分的逻辑关系是：文物实体是由质点组成的，质点是不断运动的，质点的运动状态受环境因素的影响，由于质点的运动产生了文物材料缺陷和各种病害，然后延伸出九大分支理论，进而形成特定的文物保护学科视野。从图中不难发现文物保护学科体系有四大板块（图3）：

图3 文物保护学科理论体系架构（作者自绘）

1. 基础知识。此板块主要使学生掌握与文物保护相关的自然科学知识，以及考古和文物等学科基础知识，这是本科阶段必须学习的内容。当然，根据需要有可能增加一些其他专业的通识教育，如文物保护地质学基础等。

2. 专业基础。主要教授文物保护理念、文物保护发展史、文物保护基础理论、文物保护常用技术，以及文物制作技术等。目的是让学生了解文物保护发展历史、重要案例、理念原则、国际宪章公约等内容。在文物保护通论部分，包括文物保护理念、文物保护哲学思想，以及文物保护通用技术。

3. 分支理论。讲述文物保护必须了解的文物材料结构与性能、文物病害的发生与发育、文物信息（价值）属性、文物保护科学原理和理论方法、文物材料表界面与腐蚀，以及保护材料的作用原理、文物实体的孔隙结构及产生和发育过程等理论，这是文物保护分支理论的主要内容。

4. 专门技术。按文物大类分别教授漆木器、纸张、纺织品、砖石质、金属器、古代建筑和土遗址等文物保护技术，重点是案例教学，及上述保护技术的科学原理、材料、工艺和效果评估方法。专门技术中即包括文物的腐蚀防护、材料的降解反应抑制等内容，同时又有污染物清除和脆弱文物的加固，以及传统的修复技法。

文物保护学科体系四大板块中，专业基础和分支理论板块彰显了文物保护学科特色，是与其他学科根本区别所在。上述板块分类主要针对本科教育设置，研究生的教学重点为分支理论的深入讲解，在深度和前沿问题两方面教授予以拓展。

上述文物保护学科体系架构由笔者首次提出，并以此学科体系为依据于2011年在中国科学技术大学首次建立了两个具有历史意义的实验室——文物保护科学基础研究中心和考古残留物实验室。文物保护科学基础研究中心以探究文物保护中的科学问题为导向，构建文物保护学科的基础理论体系为目标，而考古残留物实验室则是针对文物保护学科中的考古残留物分支理论，开展更有针对性和深层次的专门研究。在实验室建设和发展的十余年中，取得了诸多具有国际影响力的前沿成果[21][22]，充分证明了该文物保护学科体系的适用性与科学性。

在人才培养方面，文物保护学科体系的培养目标是培养既懂文物保护科学（掌握文物保护学科的基础知识、专业基础与分支理论），又能够对文物进行科学保护（掌握文物保护的专门技术）的专业人才。文物保护科学（文物保护理论）与文物的科学保护（文物保护实践），二者结合十分紧密。将文物保护人才分成所谓研究型科技保护专业人员和应用型的文物修复师的观点，是不合适的，易造成人才培养的不全面性，也易形成二类人才之间的矛盾，不符合文物保护学科发展的目标。因此，在人才培养的过程中，应围绕上述文物保护学科体系，以多维度的视野，培养熟练掌握文物保护理论，并具备扎实文物保护实践能力的全方位复合型人才，旨在能够应对文物保护的科学问题、技术问题与工程问题，并将相关基础理论与分支理论实际应用于维持文物实体的稳定、保证文物的真实性、维护文物完整性的工作中，实现文物的科学保护。

总之，文物的历史人文价值及其保护原则是人文科学研究的内容，对制定保护目标具有指导意义。在对文物实体进行保护操作的层面，保护技术、方法和材料的实施依据则是自然科学的研究成果。因此，文物保护学科建设思路应具有多学科的视野，从多个角度对研究对象进行分析研究，单纯以“文”或“理”的视角开展文物保护学科研究，违背了文物保护交叉学科属性，无法实现传承和保护文物价值的目的。

最后，笔者想说的是，中国具有世界上年代序列最完整、材料种类最齐全、样品数量最丰富的文物保护研究对象，理应能够创建出引领世界的、具有中国特色的文物保护学科体系。

作者简介

龚德才

中国科学技术大学教授，中国科学技术大学文物保护科学基础研究中心主任、考古残留物实验室主任；第四届中国文物保护技术协会常务理事、中国文物修复协会常务理事、中国传统工艺研究会常务理事等。研究方向为文物保护、文物保护理论研究、传统工艺科学化及科技考古，包括纸质和纺织品文物材料微观结构与表面性能、文物材料老化机理及文物保护加固技术，蚕丝考古残留物分析等基础学科研究。