敦煌石窟科技保護開拓者如何給文物“看病”

于靖園

敦煌石窟大多數開鑿在以砂礫巖為主體的巖壁上，經過1600多年的風吹雨打，洞窟已經產生了裂隙和斷壁。如何有效地保護這些極其珍貴的石窟，是一道世界性難題。直到20世紀80年代中期，一種叫做PS的材料被研發，這個問題才得到解決。

解決這道千古難題的人就是李最雄。

生于1941年的李最雄，畢業于西北師范學院化學系，青年時工作于甘肅省博物館，后調任敦煌研究院保護所副所長、所長、副院長等職，從事石窟壁畫及土建筑遺址保護的教學、研究及工程管理逾50年，主持完成了40余項重大科研和國際合作項目，業界稱其為“敦煌石窟科技保護的開拓者和領路人”。

首創PS材料為石窟加固

李最雄用長達幾十年的時間跑遍了大西北的石窟，研發工作是從對以前材料的質疑開始的。

“我在（20世紀）70年代開始做壁畫保護，特別是70年代末，接受了一項國家文物局的科研項目，保護加固甘肅砂礫巖文物。絕大部分科學家都以有機材料進行加固，但我考慮到這類石窟，我想找一種無機高分子材料達到這個目的。”

研制并反復地驗證這種材料是一個艱辛的過程。當時，李最雄只帶了兩個年輕人，輪流住在實驗室里，他買了一個定時鐘，4個小時就要起來，哪怕是夜里3點也得起來把樣品取出來做處理。

再苦再累李最雄也一定要堅持下去，他不僅要試驗出一種理想中的材料，同時還必須證明他的這種無機材料確實優于當時正在使用的有機材料。和他工作過的同事都表示，“從來沒看到他因為失敗而挫敗，而是持續做、反復做，直到試驗結果滿意為止，非常執著”。

面對我國西北地區砂巖石窟文物嚴重風化的現狀，李最雄經過十多年的現場勘查和室內反復實驗，找到了砂礫巖石窟風化的病根，從近十種無機膠結材料和十多種模數的硅酸鉀中篩選出模數3.80—4.00的硅酸鉀（簡稱PS）進行加固，可達到緩解“病癥”的效果。PS的研制成功是絲綢之路砂礫巖石窟保護加固的一個重大突破，達到了國際領先水平。

1983年，李最雄開始把自己研制的材料用于麥積山石窟表面的抗風化加固。可事情并非一帆風順。因為在1984年工程驗收時，與會70多位專家對這種新材料的意見不一。PS材料的成果雖然通過了鑒定，但推廣卻被擱置。

“我找了段文杰，當時敦煌研究院的院長，他說我們那里確實需要你這么一個年輕人，很有思路。” 李最雄回憶道。

被段院長調入敦煌研究院任保護研究所副所長后，李最雄和他的PS都找到了用武之地。他建立了敦煌莫高窟新的保護研究所，改變了原來只有兩排平房實驗室的格局。由原來的不到十人的隊伍發展成為幾十人的專業團隊。

李最雄用自己發明的新材料對敦煌榆林石窟進行了加固，獲得了成功。之后，他在其他石窟的保護上又獲得成功。但他并不滿足這項新成果，又向文物保護的另一個大難題，向敦煌壁畫褪色的原因發起了挑戰。1988年，李最雄開始啃起這塊“硬骨頭”。

有一種顏料叫做鉛丹，好多洞窟里面的鉛丹已經變了色，原來它是一種橘紅色。很長時間以來，人們一直認為引起鉛丹色彩蛻變的主要原因是熱氧化。而李最雄通過長期觀察，對這個當時幾乎已成定論的看法提出了疑問。

“過去有些科研單位跟我們合作，也做過一些顏料變色的研究，他們當時認為這個鉛顏料，因為在敦煌環境條件下，紫外線又強，主要是由氧化引發變色。我是學化學的，鉛從四氧化三鉛變到二氧化鉛，溫度要達到200多攝氏度才能發生這種變化，洞窟里邊不可能有這樣的條件。”

對壁畫褪色的“熱氧化說”產生懷疑之后，李最雄查閱大量文獻，尋找新的理論解釋。恰在這時，一次莫高窟采樣實驗，引起了他的注意。

“莫高窟頂子上有一個天王堂，在戈壁上風吹日曬，它的壁畫很破碎，一些樣品已經剝落，我選了一些樣品。”李最雄一共選了十三個樣品。結果分析以后，他覺得很奇怪。因為所有在洞窟里面選擇的樣品，鉛顏料都不同程度地發生了變色。只有李最雄在莫高窟頂的那個天王堂選的那個樣品，而且是壁畫碎了以后掉在門口的那個樣品的鉛丹沒有變色。這一發現讓李最雄非常高興，因為這已經初步斷定不是強的光線影響它的變色。

李最雄的想法通過試驗，得到了證實。可是，僅僅是推翻熱氧化的結論，并不能完全解釋鉛丹退色的原因。李最雄設想，鉛丹產生變色的原因可能是濕度。有了令人興奮的新想法，李最雄開始了嚴謹的科學實驗。他發現，在90%濕度的條件下，鉛丹會在一周內變色，但是令人困惑的是，莫高窟地處戈壁灘，干旱缺水，怎么可能會有90%濕度的問題呢？

“我在實驗室里做的結果是，鉛丹在濕度比較高的時候變色很快，也就是當初已經變色了。現在經過千百年以后，洞窟里的環境條件，實際上跟室外已經基本上達到平衡。”歷經大量科學試驗和反復論證，最終得出影響壁畫褪色和變色與二氧化碳、光照、溫度、濕度、風力等環境因素影響有關，而濕度是致使鉛丹變色的主要原因。濕度引起鉛丹退色的科學發現為敦煌洞窟壁畫的保護提供了有效的指導，使洞窟保持干燥通風控制溫度成為首要措施。

搶救保護全國石窟文物

李最雄的視野逐漸擴展到整個西部及至全國的石窟文物保護。我國西北古絲綢之路遺存了數百處土建筑遺址，千百年來，受強烈風、雨及地震等自然因素的影響，多數古遺址遭到了嚴重破壞，其搶救保護是當時中國文物保護工作中重要而緊迫的任務。但古遺址賦存有大量的歷史信息，它的保護加固必須遵循“不改變原狀”的原則。

其保護難度大，技術要求也非常高。李最雄帶領團隊將PS擴大應用于土遺址的保護加固中，通過大量現場試驗和工程實踐，研發了一系列適應于石窟、土遺址及空鼓壁畫的加固工藝方法。幾十年來的實踐證明，PS材料能滿足古遺址保護的特殊要求，是國內首創成功的加固材料。

PS也用在了布達拉宮壁畫的修復上，空鼓病害是布達拉宮，也是西藏寺院普遍存在且對壁畫破壞最嚴重的病害。由于西藏寺院的環境及壁畫制作材料完全不同于石窟和內地的殿堂壁畫，是極具挑戰性的新課題。國家文物局的一紙調函，讓李最雄成了“西藏三大重點文化保護修復工程”工作組的負責人，全面主持對布達拉宮、羅布林卡以及薩迦寺的第二次大規模修復工作。正是這次工作上的調動，使他得以走進布達拉宮。于是，作為項目總負責的李最雄，在環境監測、病害調查、壁畫制作材料分析及病害機理研究的基礎上，針對西藏寺院空鼓壁畫特點，通過室內模擬實驗與現場試驗，首次研發出以PS為主劑空鼓壁畫灌漿材料，采用灌漿回貼的加固技術成功搶修了布達拉宮、羅布林卡和薩迦寺近6000余平方米壁畫。

難度最大的修復，李最雄認為是布達拉宮上層一些鑲嵌在石頭墻上的壁畫。這里的壁畫不像敦煌壁畫，內部沒有草，完全是阿嘎土、石灰和砂子，看著很硬，一揭下來就碎了。但是，要修復只能把壁畫完整地揭下來。如果壁畫進入了縫隙里，也無法灌漿，也只能慢慢地揭下來，重新貼回。工程量之巨大，幾乎難以想象。

為了讓修復工作“萬無一失”，當時已經60歲的李最雄親自前往西藏，他也沒有想到，前后耗費8年，先后18次進藏，方才完成了修復工作。其中，僅僅是修復實驗，就花了整整兩年時間。

長達8年的西藏文物修復工程結束后，李最雄帶著技術團隊離開了西藏。由于在西藏長期處于缺氧狀態，回到甘肅后，李最雄患上了冠心病，需長期服用藥物。偶爾被問到會不會后悔，他都會答：“這是我們的責任，我就是干這個事的。”

要繼續給年輕人“幫幫忙”

1991年，李最雄獲得日本東京藝術大學保存科學博士學位，成為中國留洋文物保護博士第一人。回國之后，李最雄不僅開展文物保護研究與實踐，把更重要的關注放在了培養人才上。找課題、找項目、找人才。新招來的人員來敦煌之后，就送出去學習。

這一年，王旭東剛來到研究院。后來，作為莫高窟第四代“掌門人”，王旭東表示他對莫高窟保護國際合作的認知，就在1991年與美國蓋蒂保護研究所的一次工作會議上。“現在合作的時候，你們要親自動手，而不是我們動手、你們旁觀。”美國蓋蒂保護研究所首席項目專家內維爾·阿格紐說道。

當時在莫高窟工作和生活條件十分艱苦，每周只有兩班通勤車發往市區，工作人員可前往市區購買生活必需品，但經常滿員而上不了車。“當時很多人說，我調來的一些人，出國學習后就作為‘跳板離開了。”李最雄為此感到壓力很大，只要發現有情緒不穩定者，就會找他們做思想工作。

20世紀中期，敦煌研究院管轄的石窟保護經常要請一些國內外專家幫助解決文物病害問題。王旭東說，20世紀50年代末，莫高窟部分壁畫顏料脫落較為嚴重，當時國內沒有相關專家，中國政府曾請來捷克專家幫忙修復，但因敦煌條件艱苦，不久便離開了。“他們也做了努力，文化部很關心這件事，希望他們多來，希望把我們這些年輕人教會，但是條件非常艱苦，他剛來時很精神，后來他要洗澡，到哪里洗澡，沒有辦法洗澡，我們的廁所都是土廁所，呆了一段時間實在受不了，最后走了。還好我們當時的年輕人偷偷地學，現在很多保護工作發展起來，就是科技和敦煌結合起來。”

幾十年來，來自日本、美國、英國、澳大利亞、中國香港等國家和地區的文化遺產保護機構、高等院校、科研機構以及個人，先后來到敦煌，不僅帶來了保護設備和經費，還帶來了先進的保護理念和技術，投入到敦煌壁畫的保護修復、文物病害防治、敦煌文化的研究與弘揚之中。

“莫高窟保護事業發展的關鍵是人才。”王旭東表示，在長期國際合作中，敦煌研究院培養了人才隊伍，學到了國際上先進的保護理念和技術，形成了一整套保護莫高窟文化遺產的科學程序和方法，建立起文物本體和載體保護、賦存環境監測、文物保護區安全防范等全方位的科學管護體系。

近40年來，集珍貴性與脆弱性于一身的莫高窟，由搶救性保護過渡至預防性保護“轉危為安”。由敦煌研究院主導研發的中國首個文物出土現場保護移動實驗室，實現了對出土文物的零距離保護;“數字敦煌”項目推動高冷的千年文化遺產“飛入尋常百姓家”;游客承載量設置保障了文物和游客的雙重安全……敦煌研究院不僅自給自足，還開始向全國甚至全球輸送保護人才。尤其是由李最雄起步發展至今“現代科技+傳統材料”的保護技術，在保護好莫高窟基礎上，發展到對多處石窟、壁畫和土遺址保護。

敦煌的保護隊伍搭建起來了，然而，李最雄卻未能很好地盡到一位丈夫和父親的責任，錯失了許多原本屬于自己的愛。莫高窟距離蘭州1200公里，妻子帶著3個孩子住在蘭州，他無法照顧。“到蘭州來，就算是出差。幸好，妻子很理解我，承擔了家庭的重任。”

現今，78歲已退休回到蘭州的李最雄依舊心系敦煌。“我們就像是一群給文物看病的大夫，得時時關心、牽掛著它們。”李最雄依舊清晰記得每一次野外研究的過程，依舊長途跋涉前往敦煌給后輩開班授課，依舊繼續為人才培養而貢獻智慧，為新材料和新技術的研發出謀劃策，用他的話說，就是：他還要繼續給年輕人“幫幫忙”。