敦煌石窟科技保护开拓者如何给文物“看病”

于靖园

敦煌石窟大多数开凿在以砂砾岩为主体的岩壁上，经过1600多年的风吹雨打，洞窟已经产生了裂隙和断壁。如何有效地保护这些极其珍贵的石窟，是一道世界性难题。直到20世纪80年代中期，一种叫做PS的材料被研发，这个问题才得到解决。

解决这道千古难题的人就是李最雄。

生于1941年的李最雄，毕业于西北师范学院化学系，青年时工作于甘肃省博物馆，后调任敦煌研究院保护所副所长、所长、副院长等职，从事石窟壁画及土建筑遗址保护的教学、研究及工程管理逾50年，主持完成了40余项重大科研和国际合作项目，业界称其为“敦煌石窟科技保护的开拓者和领路人”。

首创PS材料为石窟加固

李最雄用长达几十年的时间跑遍了大西北的石窟，研发工作是从对以前材料的质疑开始的。

“我在（20世纪）70年代开始做壁画保护，特别是70年代末，接受了一项国家文物局的科研项目，保护加固甘肅砂砾岩文物。绝大部分科学家都以有机材料进行加固，但我考虑到这类石窟，我想找一种无机高分子材料达到这个目的。”

研制并反复地验证这种材料是一个艰辛的过程。当时，李最雄只带了两个年轻人，轮流住在实验室里，他买了一个定时钟，4个小时就要起来，哪怕是夜里3点也得起来把样品取出来做处理。

再苦再累李最雄也一定要坚持下去，他不仅要试验出一种理想中的材料，同时还必须证明他的这种无机材料确实优于当时正在使用的有机材料。和他工作过的同事都表示，“从来没看到他因为失败而挫败，而是持续做、反复做，直到试验结果满意为止，非常执着”。

面对我国西北地区砂岩石窟文物严重风化的现状，李最雄经过十多年的现场勘查和室内反复实验，找到了砂砾岩石窟风化的病根，从近十种无机胶结材料和十多种模数的硅酸钾中筛选出模数3.80—4.00的硅酸钾（简称PS）进行加固，可达到缓解“病症”的效果。PS的研制成功是丝绸之路砂砾岩石窟保护加固的一个重大突破，达到了国际领先水平。

1983年，李最雄开始把自己研制的材料用于麦积山石窟表面的抗风化加固。可事情并非一帆风顺。因为在1984年工程验收时，与会70多位专家对这种新材料的意见不一。PS材料的成果虽然通过了鉴定，但推广却被搁置。

“我找了段文杰，当时敦煌研究院的院长，他说我们那里确实需要你这么一个年轻人，很有思路。” 李最雄回忆道。

被段院长调入敦煌研究院任保护研究所副所长后，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护研究所，改变了原来只有两排平房实验室的格局。由原来的不到十人的队伍发展成为几十人的专业团队。

李最雄用自己发明的新材料对敦煌榆林石窟进行了加固，获得了成功。之后，他在其他石窟的保护上又获得成功。但他并不满足这项新成果，又向文物保护的另一个大难题，向敦煌壁画褪色的原因发起了挑战。1988年，李最雄开始啃起这块“硬骨头”。

有一种颜料叫做铅丹，好多洞窟里面的铅丹已经变了色，原来它是一种橘红色。很长时间以来，人们一直认为引起铅丹色彩蜕变的主要原因是热氧化。而李最雄通过长期观察，对这个当时几乎已成定论的看法提出了疑问。

“过去有些科研单位跟我们合作，也做过一些颜料变色的研究，他们当时认为这个铅颜料，因为在敦煌环境条件下，紫外线又强，主要是由氧化引发变色。我是学化学的，铅从四氧化三铅变到二氧化铅，温度要达到200多摄氏度才能发生这种变化，洞窟里边不可能有这样的条件。”

对壁画褪色的“热氧化说”产生怀疑之后，李最雄查阅大量文献，寻找新的理论解释。恰在这时，一次莫高窟采样实验，引起了他的注意。

“莫高窟顶子上有一个天王堂，在戈壁上风吹日晒，它的壁画很破碎，一些样品已经剥落，我选了一些样品。”李最雄一共选了十三个样品。结果分析以后，他觉得很奇怪。因为所有在洞窟里面选择的样品，铅颜料都不同程度地发生了变色。只有李最雄在莫高窟顶的那个天王堂选的那个样品，而且是壁画碎了以后掉在门口的那个样品的铅丹没有变色。这一发现让李最雄非常高兴，因为这已经初步断定不是强的光线影响它的变色。

李最雄的想法通过试验，得到了证实。可是，仅仅是推翻热氧化的结论，并不能完全解释铅丹退色的原因。李最雄设想，铅丹产生变色的原因可能是湿度。有了令人兴奋的新想法，李最雄开始了严谨的科学实验。他发现，在90%湿度的条件下，铅丹会在一周内变色，但是令人困惑的是，莫高窟地处戈壁滩，干旱缺水，怎么可能会有90%湿度的问题呢？

“我在实验室里做的结果是，铅丹在湿度比较高的时候变色很快，也就是当初已经变色了。现在经过千百年以后，洞窟里的环境条件，实际上跟室外已经基本上达到平衡。”历经大量科学试验和反复论证，最终得出影响壁画褪色和变色与二氧化碳、光照、温度、湿度、风力等环境因素影响有关，而湿度是致使铅丹变色的主要原因。湿度引起铅丹退色的科学发现为敦煌洞窟壁画的保护提供了有效的指导，使洞窟保持干燥通风控制温度成为首要措施。

抢救保护全国石窟文物

李最雄的视野逐渐扩展到整个西部及至全国的石窟文物保护。我国西北古丝绸之路遗存了数百处土建筑遗址，千百年来，受强烈风、雨及地震等自然因素的影响，多数古遗址遭到了严重破坏，其抢救保护是当时中国文物保护工作中重要而紧迫的任务。但古遗址赋存有大量的历史信息，它的保护加固必须遵循“不改变原状”的原则。

其保护难度大，技术要求也非常高。李最雄带领团队将PS扩大应用于土遗址的保护加固中，通过大量现场试验和工程实践，研发了一系列适应于石窟、土遗址及空鼓壁画的加固工艺方法。几十年来的实践证明，PS材料能满足古遗址保护的特殊要求，是国内首创成功的加固材料。

PS也用在了布达拉宫壁画的修复上，空鼓病害是布达拉宫，也是西藏寺院普遍存在且对壁画破坏最严重的病害。由于西藏寺院的环境及壁画制作材料完全不同于石窟和内地的殿堂壁画，是极具挑战性的新课题。国家文物局的一纸调函，让李最雄成了“西藏三大重点文化保护修复工程”工作组的负责人，全面主持对布达拉宫、罗布林卡以及萨迦寺的第二次大规模修复工作。正是这次工作上的调动，使他得以走进布达拉宫。于是，作为项目总负责的李最雄，在环境监测、病害调查、壁画制作材料分析及病害机理研究的基础上，针对西藏寺院空鼓壁画特点，通过室内模拟实验与现场试验，首次研发出以PS为主剂空鼓壁画灌浆材料，采用灌浆回贴的加固技术成功抢修了布达拉宫、罗布林卡和萨迦寺近6000余平方米壁画。

难度最大的修复，李最雄认为是布达拉宫上层一些镶嵌在石头墙上的壁画。这里的壁画不像敦煌壁画，内部没有草，完全是阿嘎土、石灰和砂子，看着很硬，一揭下来就碎了。但是，要修复只能把壁画完整地揭下来。如果壁画进入了缝隙里，也无法灌浆，也只能慢慢地揭下来，重新贴回。工程量之巨大，几乎难以想象。

为了让修复工作“万无一失”，当时已经60岁的李最雄亲自前往西藏，他也没有想到，前后耗费8年，先后18次进藏，方才完成了修复工作。其中，仅仅是修复实验，就花了整整两年时间。

长达8年的西藏文物修复工程结束后，李最雄带着技术团队离开了西藏。由于在西藏长期处于缺氧状态，回到甘肃后，李最雄患上了冠心病，需长期服用药物。偶尔被问到会不会后悔，他都会答：“这是我们的责任，我就是干这个事的。”

要继续给年轻人“帮帮忙”

1991年，李最雄获得日本东京艺术大学保存科学博士学位，成为中国留洋文物保护博士第一人。回国之后，李最雄不仅开展文物保护研究与实践，把更重要的关注放在了培养人才上。找课题、找项目、找人才。新招来的人员来敦煌之后，就送出去学习。

这一年，王旭东刚来到研究院。后来，作为莫高窟第四代“掌门人”，王旭东表示他对莫高窟保护国际合作的认知，就在1991年与美国盖蒂保护研究所的一次工作会议上。“现在合作的时候，你们要亲自动手，而不是我们动手、你们旁观。”美国盖蒂保护研究所首席项目专家内维尔·阿格紐说道。

当时在莫高窟工作和生活条件十分艰苦，每周只有两班通勤车发往市区，工作人员可前往市区购买生活必需品，但经常满员而上不了车。“当时很多人说，我调来的一些人，出国学习后就作为‘跳板离开了。”李最雄为此感到压力很大，只要发现有情绪不稳定者，就会找他们做思想工作。

20世纪中期，敦煌研究院管辖的石窟保护经常要请一些国内外专家帮助解决文物病害问题。王旭东说，20世纪50年代末，莫高窟部分壁画颜料脱落较为严重，当时国内没有相关专家，中国政府曾请来捷克专家帮忙修复，但因敦煌条件艰苦，不久便离开了。“他们也做了努力，文化部很关心这件事，希望他们多来，希望把我们这些年轻人教会，但是条件非常艰苦，他刚来时很精神，后来他要洗澡，到哪里洗澡，没有办法洗澡，我们的厕所都是土厕所，呆了一段时间实在受不了，最后走了。还好我们当时的年轻人偷偷地学，现在很多保护工作发展起来，就是科技和敦煌结合起来。”

几十年来，来自日本、美国、英国、澳大利亚、中国香港等国家和地区的文化遗产保护机构、高等院校、科研机构以及个人，先后来到敦煌，不仅带来了保护设备和经费，还带来了先进的保护理念和技术，投入到敦煌壁画的保护修复、文物病害防治、敦煌文化的研究与弘扬之中。

“莫高窟保护事业发展的关键是人才。”王旭东表示，在长期国际合作中，敦煌研究院培养了人才队伍，学到了国际上先进的保护理念和技术，形成了一整套保护莫高窟文化遗产的科学程序和方法，建立起文物本体和载体保护、赋存环境监测、文物保护区安全防范等全方位的科学管护体系。

近40年来，集珍贵性与脆弱性于一身的莫高窟，由抢救性保护过渡至预防性保护“转危为安”。由敦煌研究院主导研发的中国首个文物出土现场保护移动实验室，实现了对出土文物的零距离保护;“数字敦煌”项目推动高冷的千年文化遗产“飞入寻常百姓家”;游客承载量设置保障了文物和游客的双重安全……敦煌研究院不仅自给自足，还开始向全国甚至全球输送保护人才。尤其是由李最雄起步发展至今“现代科技+传统材料”的保护技术，在保护好莫高窟基础上，发展到对多处石窟、壁画和土遗址保护。

敦煌的保护队伍搭建起来了，然而，李最雄却未能很好地尽到一位丈夫和父亲的责任，错失了许多原本属于自己的爱。莫高窟距离兰州1200公里，妻子带着3个孩子住在兰州，他无法照顾。“到兰州来，就算是出差。幸好，妻子很理解我，承担了家庭的重任。”

现今，78岁已退休回到兰州的李最雄依旧心系敦煌。“我们就像是一群给文物看病的大夫，得时时关心、牵挂着它们。”李最雄依旧清晰记得每一次野外研究的过程，依旧长途跋涉前往敦煌给后辈开班授课，依旧继续为人才培养而贡献智慧，为新材料和新技术的研发出谋划策，用他的话说，就是：他还要继续给年轻人“帮帮忙”。