中國古代車輿價值挖掘及復原研究

　　主要完成單位：甘肅省文物考古研究所 北京大學考古文博學院 陝西省考古研究院 西北工業大學 北京東方藝珍花絲鑲嵌廠 河北省承德金枋傳統藝術開發有限公司 荊州文物保護中心

　　主要完成人：王輝 謝焱 鄧天珍 林怡嫻 陳建立 趙西晨 劉兵兵

　　獲獎等級：二等獎

　　本項目系統梳理了古代車輛的文獻及實物資料，利用多學科最新技術提高了車輿解剖發掘工作水平，最大限度地提取了原始信息；充分揭示古代車輿製作蘊含的科學和技術，利用傳統工藝和現代科技的結合展示了古代社會工藝技術的發展狀況，實現了車輛的實物及模擬復原。項目所形成的田野考古發掘、文物出土現場保護、實驗室檢測分析、實驗室考古清理、實驗考古和展覽展示緊密結合的鏈條協同研究模式，對於推動考古學、文物保護、傳承與展示利用的理論與方法創新具有重要示範意義。

　　“中國古代車輿價值挖掘及復原研究”項目以甘肅張家川回族自治縣馬家塬墓地出土的車輛為主要研究對象，對各地已出土車輛考古資料進行系統整理與研究，對古代馬車的起源及早期發展脈絡進行梳理；車輛遺蹟的現場解剖發掘、翻模，實驗室精細發掘和文物保護修復；利用人工繪圖、高清照相以及三維掃描等方法對發掘所獲得的車輛形制、結構、裝飾、車輛構件的尺寸、連接方式等信息進行全面記錄與最大限度的提取；對殘留車輛木胎的木材、表面髹漆材料、金屬構件及飾件，以及肉紅石髓珠、綠松石珠、玻璃和漢藍、漢紫和鉛白等珠飾的種類、成分、成形和裝飾工藝等進行綜合研究；運用三維建模技術實現了馬家塬戰國墓地部分車輛的數字模擬復原，並進行了力學性能分析；在對木工、金工、車輛製作等傳統工藝調查的基礎上，按原工藝、原材料完成2輛典型隨葬車輛的實物復原工作，並製作了三維視頻用於展示。

　　一、馬家塬墓地概況

　　馬家塬墓地在張家川縣西北17千米的木河鄉桃園村北約200米的馬家塬上，墓地面積約2萬餘平方米。馬家塬墓地自2006年開始考古發掘，現發掘工作仍在進行中。馬家塬墓地以獨特的墓葬形制、裝飾華麗的車輛、複雜的人體裝飾和服飾以及出土的一大批珍貴文物而聞名。該墓地的發掘反映了戰國時期西戎文化的面貌，是研究西戎文化、秦戎關係、早期中西文化交流以及古代工藝與技術的重要資料，尤其為中國古代車輛的發展、演變的研究及復原和複製提供了不可多得的實物資料。

　　絕大多數墓葬中隨葬有車輛或車器，僅有1座墓葬未見。九級階梯的墓葬中隨葬車輛達5輛之多，小型墓葬中僅隨葬有1輛車或不隨葬車。隨葬車輛均為單輈雙輪車。車輛裝飾的華麗程度也依墓葬級別的高低而不同。迄今為止，共發現車輛51輛。這些車輛依據其形制可分為以下五類：第一類為圓角長方形車輿高欄板無珥車。均有複雜的裝飾，多發現於大型墓葬中。第二類為圓角長方形車輿無欄板有珥車。第三類為圓角長方形車輿無欄板無珥高軾車。第四類為橢圓形車輿無欄板無珥車。第五類為圓角方形車輿低欄板無珥車。第二、三、四類車均只髹漆，第五類車為無任何裝飾的素車。車飾件中以鏤空花紋的金、銀、銅、錫質飾件和鋄金銀飾件為大宗。花紋的母題主要是各類“S”形相互勾連組成的忍冬紋、捲雲紋以及幾何紋。這些車飾多裝飾在車輈、衡、軛、輿和轂等部位。動物形的車飾也發現較多，有大角羊、虎、鹿、狼等造型，主要裝飾在車輿周邊。在車輿、車轂、車衡等部位還發現有銅和鉛質的氂牛、羊、馬形俑和帶尖頂帽的人形俑。各類質地的珠子也經常用於車輛裝飾，見於車輿邊緣、車轂、車輪等部位，也用於製作飛鈴。

　　二、車輛復原研究

　　1.車輛遺蹟的發掘、解剖、翻模及原始信息的全方位提取

　　車輛遺蹟的發掘、解剖是車輛復原的首要基礎。通過對車輛遺蹟的發掘和解剖，項目組對車輛的結構、各部位的連接方式有了充分的認識，對文獻記載但無實物證據的伏兔、飛鈴等發現了實物證據。繪製了車輛遺蹟圖，運用攝影、攝像、三維掃描等方式科學、準確、翔實、最大限度地記錄車輿解剖所獲的相關信息，建立了馬家塬車輿形制、結構、裝飾等多方面信息的數據庫，為後期復原車輛提供科學、準確、翔實的第一手考古資料。

　　2.車輛遺蹟及出土文物保護

　　為使出土車輛得到切實有效保護，並為文物保護提供科學依據，自馬家塬墓地發掘開始，即進行了全面的出土環境現場檢測和監測，主要包括車輛及其飾件的保存狀況、蟲害、微生物、土壤土質分析調查、有害氣體、粉塵和溫濕度監測、紫外線監測和黴菌菌種鑑定等內容。

　　在車輿遺蹟發掘清理、臨時性現場保護、保護性搬遷提取、實驗室解剖清理和文物保護修復等工作中，始終堅持發掘、科學調查、文物保護相互協同開展的工作模式，根據車輛出土現場和實驗室解剖發掘保護過程中出土的各類文物的保存狀況，針對性地設計了保護方案並有效實施，達到了信息完整提取和出土文物長久保存的目的，形成了文物出土現場文物保護的整套工作流程。

　　3.車輛製作材料的檢測、分析及製作工藝研究和認知

　　為達到使用原材料和原工藝實現車輛的復原和複製的目的，項目組對考古現場出土的各類車構件和裝飾品進行了全面的科學檢測和分析，達到科學準確了解車輛製作的材質、各類材料的詳細成分的目的。所採用的方法主要有紅外光譜、氣質聯用、拉曼光譜、偏光顯微鏡、掃描電鏡、激光剝離等離子發射質譜、體視顯微鏡、金相顯微鏡和X射線光譜等。經檢測分析發現，馬家塬墓地車輛主體所採用的木材主要為榆木、柳木和欖仁；金飾品的成分為金銀銅的合金；銀飾品中含有少量金和銅；銅飾品為錫青銅，多使用鍍錫工藝；少數鐵器由生鐵鑄造而成，多數鐵器為鍛造製品，有鑄鐵脫碳鋼和塊煉滲碳鋼兩種材質，鐵基和金銀相結合的製作工藝應屬於早期的鋄金銀工藝；珠飾為肉紅石髓、漢紫、漢藍和鉛白。

　　4.系統梳理與車輛相關的文獻資料和實物資料，理清車輛發展和演變的脈絡

　　在相關地區進行了實地考察。召開專家論證會對發掘和解剖所獲得的車輛結構信息進行了全面討論和確認，以保證車輛復原和複製時車輛結構的準確性。

　　5.車輛數字模擬復原

　　通過傳統車輿製作工藝的調查和研究，結合和參考其他地區出土商周時期車輿的形制，利用現場解剖發掘和實驗室精細解剖發掘所獲車輛結構信息數據，實現了馬家塬墓地出土車輿的數碼化復原，為實物復原工作提供了依據。根據數字模擬復原的成果，繪製了詳細的車輛製作工程圖，確定了相應的製作和裝配工藝流程。

　　6.車輛實物復原

　　依據在發掘、解剖和文物保護過程中提取的原始信息，通過對車輛製作材料和製作工藝研究，在傳統車輿製作工藝的調查和研究的基礎上，按原工藝、原材料完成了2輛典型隨葬車輛的實物復原工作。

　　車輛主體製作所使用的木材為存放3年以上的榆木。在製作前進行了相應的防翹、防開裂、烘乾等處理。經用高溫蒸，待木材全部濕透，保持10小時以後，再進入烘乾窯內進行烘乾，剔除有結子、靠近外皮的部分以及易彎曲的型材後使用。部件製作完成後，車體按照力學與結構關係組裝成型。依據解剖發掘所發現的車輛各部件之間的結構關係，分別使用龍鳳榫、楔釘榫、燕尾榫、插榫和皮條綁縛等傳統工藝進行連接。

　　車輛金屬飾件的製作也在成分分析和工藝研究的基礎上，按照相應的工藝流程進行了複製。依據分析結果，使用含量93％的金、99.9％的銀和99.9％的錫為原料。其中金銀飾件的製作工藝流程為熔煉金銀、倒板壓金銀箔、鏨刻、振壓、剔金銀。錫飾件的製作工藝流程為熔煉化錫，倒板，壓錫片，手工鏤空。

　　漢紫、漢藍和鉛白珠子的複製是在結合多項檢測手段分析了馬家塬漢藍、漢紫和鉛白料珠的化學成分、微觀結構及鉛、鍶同位素比值，並借鑑國外學者模擬製備埃及藍容器與珠飾成果的基礎上進行，復原出幾種可行的燒制工藝，並以一種低溫、超高助熔劑（鉛）的二次燒制工藝快速高效地完成了大量料珠的復原燒制。全部珠子均為手工成型，燒制容器也採用手制陶器而非現代實驗室剛玉坩堝，燒制溫度在50℃的範圍內波動而非嚴格控制在10℃以內。車輛的髹漆使用土漆，以傳統大漆工藝經六道工序完成。

　　在完成車輛主體製作和各類飾件製作後，最後將車輛飾件附着於車輛相應的裝飾部位，完成車輛製作。

　　7.力學測試

　　為了充分揭示馬家塬墓地出土車輛中製作工藝中所蘊含的科學性，項目組再次複製了車輈、車輪和車輿等車輛的主要受力部件，搭建了應變測試平台，對靜載荷作用下車輛的應力應變進行了測試，並將有限元計算結果與實際測量結果進行了對比分析。

　　通過ANSYS有限元分析和實際測量得到的數據，得知車輛可以承受200公斤即2000牛頓的靜載荷，大於兩個成年人體重（約150公斤），即通過靜力學測試可以確定車輛能夠滿足載人要求。從結構和受力特徵上來看，隨葬車輛應該是按照當時的實際載人的車輛以1：1加工製作的。車輛上大量的金飾、銀飾、鐵飾、錫飾及珠飾中，除折角形鋄金銀型鐵飾件有一定加固作用外，其他飾件並無實用價值，這在一定程度上影響和削弱了車輛本來的實用性，凸顯了其禮儀屬性。通過復原車輛並進行靜力學分析，可以發現古人在獨輈馬車的設計與製造上雖然可能是感性的、樸素的，但具有很強的科學性，與木材的特性結合也非常緊密。

　　三、項目取得的成果

　　通過現場發掘和解剖、出土車輛的保護修復、車輛構件和飾件的成分分析和製作工藝研究，對馬家塬墓地出土的豪華車輛進行了數字模擬復原，遵循原材料、原工藝的原則複製了該墓地出土的車輛2輛，並製作了三維動畫視頻用於展示。

　　出版了【馬家塬墓地金屬製品技術研究——兼論戰國時期西北地區文化交流】、【西戎遺珍——張家川馬家塬墓地出土文物】和【清水劉坪】3部專著。

　　發表了【馬家塬墓地出土表面富錫銅器的初步研究】【先秦時期金珠顆粒製品的考古發現與初步研究】【甘肅張家川馬家塬墓地2010-2011年發掘簡報】【戎狄之旅———內蒙、陝北、寧夏、隴東考古考察筆談】【甘肅發現的兩周時期的胡人形象】等研究論文多篇。

　　通過項目實施培養研究生多名。策劃並舉辦了“秦與戎——早期秦文化考古成果展”。

　　四、創新點

　　1.建立了古代車輛復原和複製完整體系

　　原工藝、原材料、數字與實物相結合的復原方式是重要突破。項目實施過程中建立的考古發掘、檢測分析、文物保護、數字和實物復原與展覽展示緊密結合的全方位協同工作的模式，突出體現了考古學和文物保護、展示利用緊密結合的發展趨勢，所取得成果也十分顯著，推動了文化遺產保護、利用和傳承工作的開展。

　　2.在古代材料、工藝研究和複製上有新突破和創新性發現

　　金製品均為未經提純的自然金，金銀製品的製作技術包括捶鐷、模壓、鑄造、珠化、掐絲、焊接、鑲嵌、包金、錯金和鎏金等工藝，融合了歐亞草原、西方及中原地區的多種文化因素。首次通過自然科學手段對戰國時期金銀製品的製作工藝開展了系統分析和研究，建立了先秦時期金銀技術的發展框架。

　　對裝飾車輛的鍍錫銅器進行的系統研究表明，西周中晚期鍍錫技術開始在甘肅靈台和陝西周原地區出現，春秋戰國時期使用較多，而西漢以後已較為少見，並發現有沿“半月形文化帶”自西北向西南傳播的過程。初步揭示了鍍錫技術的工藝特徵和時空分佈。

　　鐵器表面採用的金銀裝飾工藝在馬家塬墓地的出土，引發了對其製作工藝和技術的探討和爭論。在項目實施過程中通過多種技術手段的檢測和分析，發現該工藝既不同於傳統認知中的錯、嵌工藝，也不是包金工藝，而應該是鋄金銀工藝。這種工藝是在鑄鐵脫碳鋼和塊煉滲碳鋼的基體上首先鏨刻出花紋的輪廓線，再將打制的金銀薄片覆於鐵基之上，沿基體上的輪廓線鏨去多餘的金片而成。該工藝的發現將錽金銀工藝出現的年代從漢代提早到了戰國。通過製作實踐，掌握和復原了鋄金銀鐵器的製作工藝。錽金銀技術與歐亞草原地帶廣泛存在的銅鐵複合器、金鐵複合器以及鐵器表面金銀裝飾工藝等存在一定聯繫。

　　通過馬家塬墓地大規模出土的費昂斯（faience）、漢藍、漢紫、鉛白料珠以及鉛鋇玻璃珠材料的系統研究，首次揭示出戰國中晚期兩類矽酸鹽玻璃態材料—高鉀系與鉛鋇系材料的技術交融現象。作為埃及藍的相似物，漢藍和漢紫的研究工作長期以來主要圍繞人工模擬製備方面展開，然而囿於考古發現所限，中外學者以往的模擬實驗均以合成顏料而非成型器物（容器或料珠）為目標，且多在高溫下按理想化學計量配比、輔以少量的硼砂或鉛為助熔劑進行，與馬家塬出土的這類料珠的實際情況（成分、形態、燒制溫度等）相差甚遠，而對鉛白的模擬工作未見相關報道。本項目結合多項檢測手段分析了馬家塬漢藍、漢紫和鉛白料珠的化學成分、微觀結構及鉛、鍶同位素比值，並借鑑國外學者模擬製備埃及藍容器與珠飾的成果，復原出幾種可行的燒制工藝，並以一種低溫、超高助熔劑（鉛）的二次燒制工藝快速高效地完成了大量料珠的復原燒制。

　　3.秉承多學科聯合攻關的理念，打造了一支多學科綜合研究團隊

　　實踐並創新了考古學“田野調查與發掘—理論假設—文物保護—檢測分析—文化因素揭示研究—實驗室模擬—驗證分析—展示利用”的全鏈條研究模式，是國內考古學多學科綜合研究持續探索為數不多的案例。對於推動考古學、文物保護的理論與方法創新有重要示範性意義。

　　基于田野考古發掘、實物解剖、文物保護、全面信息提取、科技檢測分析、模擬數字復原、傳統工藝研究和復原複製及展示利用相結合的理念，實現了馬家塬墓地出土豪華車輛的原材料、原工藝復原，建立了古代車輛復原和複製的完整體系，打造了一支多學科綜合研究的團隊，達到了田野考古、文物保護和展示利用相結合的目標，充分挖掘了中國古代車輛所蘊含的文化、歷史、科技和藝術價值。

　　五、示範和推廣意義

　　通過本項目的實施，系統梳理了古代車輛的文獻及實物資料，提高了車輛解剖發掘工作水平，最大限度地提取了原始信息，利用傳統工藝和現代科技的結合實現了車輛的實物及模擬復原，充分揭示了其中蘊含的科學和技術，建立的古代車輛復原和複製的完整體系具有示範意義。

　　本項目將田野考古、實驗室檢測分析、文物保護和公眾考古緊密結合的研究模式得到學界重視，所獲研究和復原成果在北京、蘭州和西安等地舉辦的展覽及講座中得到學界和公眾的一致好評。2016年5月在台北故宮博物院開辦展覽和公眾推廣活動，取得了很好的社會效益。未來，我們將在本項目的基礎上實現馬家塬出土車輛的全面復原和複製，建設中國古代車輛展示博覽園，推動文化產業發展。（撰稿：中國古代車輿價值挖掘及復原研究項目組）

（來源：中國考古網　原文刊於：【中國文物報】2016年12月9日第16版）