高科技“透視”古藏紙 發(fā)現(xiàn)紙張中特殊黏合劑

含牛奶、小麥淀粉這不是蛋糕，是古藏紙

借助多種先進(jìn)的科技手段，我們首次識(shí)別了古代藏紙中瑞香狼毒纖維的生物標(biāo)記物，并利用此方法鑒定此次研究的古代藏紙以瑞香狼毒為原料，這是迄今發(fā)現(xiàn)最早以瑞香狼毒為原料的藏紙。

——楊益民 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院考古學(xué)與人類學(xué)系教授

作為藏族聚居地區(qū)所產(chǎn)紙的統(tǒng)稱，藏紙不僅是藏文化的重要載體，也是藏文化的重要組成部分。在第一批國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄中，就有藏族造紙技藝。然而，藏紙的起源和發(fā)展歷程少有文字記載和考古實(shí)證分析。

為了豐富對(duì)古代藏紙的認(rèn)識(shí)，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院考古學(xué)與人類學(xué)系楊益民教授課題組與西藏博物館等單位的學(xué)者合作，對(duì)西藏桑耶寺發(fā)現(xiàn)的古代藏紙殘片開展了綜合分析。該項(xiàng)研究的論文日前發(fā)表在《考古科學(xué)：報(bào)告》(Journal of Archaeological Science: Reports)上。

“借助多種先進(jìn)的科技手段，我們首次識(shí)別了古代藏紙中瑞香狼毒纖維的生物標(biāo)記物，并利用此方法鑒定此次研究的古代藏紙是以瑞香狼毒為原料，這是迄今發(fā)現(xiàn)最早以瑞香狼毒為原料的藏紙。”楊益民2月22日在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，這項(xiàng)研究還首次在古代藏紙中發(fā)現(xiàn)了由“奶+小麥淀粉”組成的獨(dú)特的施膠劑。

高科技“透視”古藏紙

過去，古藏紙的科技分析工作主要由歐洲學(xué)者開展，包括對(duì)新疆和田安迪爾古城藏紙和敦煌藏經(jīng)洞藏紙的分析。2012年前后，德國(guó)洪堡大學(xué)的學(xué)者對(duì)出自敦煌藏經(jīng)洞的古代藏紙樣品進(jìn)行纖維分析，發(fā)現(xiàn)其纖維來源可以分為3類：麻類、瑞香科以及構(gòu)皮。

“顯然，已有的藏紙分析所獲取的信息并不充分。在和西藏博物館娘吉加研究員的交流中，我們認(rèn)為可以通過對(duì)桑耶寺發(fā)現(xiàn)的古代藏紙殘片進(jìn)行研究，了解其原料與工藝。這也是這項(xiàng)研究的緣起。”楊益民回憶道。

面對(duì)這一組古代藏紙殘片，科研人員關(guān)注的是與之相關(guān)的生產(chǎn)時(shí)間、地點(diǎn)、原料、工藝。而這些潛在的信息，僅僅通過肉眼觀察是難以獲取的，需要借助現(xiàn)代科技手段。

測(cè)定藏紙的年代，主要有兩種方法，一種是通過藏文的字體及內(nèi)容判定大致年代，還有一種是碳14測(cè)年技術(shù)。論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)特別研究助理韓賓博士介紹，他們?cè)谡?qǐng)藏文專家進(jìn)行文字預(yù)判的基礎(chǔ)上，在兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)室對(duì)藏紙樣品開展了碳14測(cè)年。結(jié)果表明該組殘片為12—13世紀(jì)古紙殘片。測(cè)年數(shù)據(jù)的一致性，也表明碳14測(cè)年技術(shù)可以很好地判定藏紙的年代，為后續(xù)藏紙的研究提供了參考。

明確藏紙年代之后，科學(xué)家迫切想知道它們是用什么原料制成的。關(guān)于造紙纖維的鑒定，常用的方法是用顯微鏡對(duì)造紙植物纖維進(jìn)行形貌觀察分析，但顯微觀察有時(shí)難以區(qū)分鑒定形貌相近的造紙纖維，如構(gòu)皮纖維與桑皮纖維，瑞香與結(jié)香、狼毒纖維等就比較難以區(qū)分。

“我們?cè)谠旒埨w維鑒定過程中綜合利用了熱裂解-氣質(zhì)聯(lián)用、熱裂解-全二維氣質(zhì)聯(lián)用等技術(shù)分析紙張纖維的裂解產(chǎn)物，通過鑒定有機(jī)小分子建立瑞香狼毒纖維的鑒定依據(jù)。利用此方法，我們發(fā)現(xiàn)這組殘片是迄今最早以瑞香狼毒為原料的藏紙。”韓賓說。

熱裂解-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)主要用于高分子材料的表征分析，也用于藝術(shù)品、古代有機(jī)殘留物分析。熱裂解-全二維氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)主要用于石化及食品領(lǐng)域的復(fù)雜樣品分離。韓賓指出，在國(guó)內(nèi)而言，這兩種技術(shù)是首次用于古紙的分析;在國(guó)際上而言，熱裂解-全二維氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)也是首次用于古紙的分析。

“此前的研究認(rèn)為古代藏紙中含有瑞香科植物纖維，我們的研究則進(jìn)一步細(xì)化，明確古代藏紙中含有瑞香狼毒草的纖維。”楊益民介紹，瑞香科植物約有50屬、500種左右，廣布于全世界熱帶和溫帶地區(qū)，但主要分布在非洲南部、地中海沿岸至大洋洲。

發(fā)現(xiàn)紙張中特殊黏合劑

初步觀察殘片表面墨的浸染狀態(tài)，可以看到墨只在表面浸染，沒有進(jìn)入紙張內(nèi)部，表明殘片經(jīng)過了施膠處理。研究人員在偏光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)紙張中存在大量的淀粉粒，說明紙張使用淀粉施膠。通過全二維-氣相色譜質(zhì)譜分析，發(fā)現(xiàn)其中存在蛋白質(zhì)裂解的成分。

但上述研究分析，仍無法確認(rèn)淀粉粒以及蛋白質(zhì)的來源。于是，科研人員又進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)分析。通過特異性肽段分析，確認(rèn)紙張中的淀粉來源于小麥，而蛋白質(zhì)來源于奶，進(jìn)一步推測(cè)可能來源于當(dāng)?shù)氐年笈Ｄ獭３说矸?、蛋白質(zhì)等有機(jī)成分，電鏡-能譜分析中還發(fā)現(xiàn)紙面以及內(nèi)部存在含鈣、碳、氧等元素的物質(zhì)，通過進(jìn)一步的X射線衍射分析，確認(rèn)該物質(zhì)為碳酸鈣。

“至此，我們已將這組古代藏紙殘片的施膠以及加填物質(zhì)分析清楚，即使用了‘奶+小麥淀粉’這一特殊的施膠劑，同時(shí)使用了碳酸鈣作為填料。”楊益民說。

值得一提的是，20世紀(jì)初，維也納植物學(xué)家威斯納在分析安迪爾古城遺址的古藏紙時(shí)曾發(fā)現(xiàn)有大量淀粉，認(rèn)為古代藏紙使用了大量未經(jīng)糊化的大米淀粉。威斯納的這一結(jié)論被國(guó)內(nèi)外紙史學(xué)家廣泛引用。

但未經(jīng)糊化的淀粉黏度低，難以與紙張纖維結(jié)合緊密，也無法形成較好的阻滯墨水暈染的性能。而且，通過顯微鏡觀察鑒定古藏紙的施膠劑為大米淀粉，可能會(huì)受到其他因素影響而導(dǎo)致誤判。

“我們分析認(rèn)為，小麥淀粉并非沒有經(jīng)過糊化，而是酪蛋白的加入，影響了小麥淀粉的糊化過程，使得淀粉粒不易于吸水膨脹破裂，糊化后留存了粒徑較小的淀粉粒。其次，某些小麥品種抗旱抗凍，是青藏高原主要糧食作物之一，就作物地理分布而言，用小麥淀粉做藏紙施膠劑也更為合理。”韓賓分析道。

植物資源決定造紙?jiān)?/p>

一般認(rèn)為，文成公主進(jìn)藏，加速了中原文化、技術(shù)等傳入吐蕃。據(jù)《舊唐書》記載，唐高宗繼位后，吐蕃使者來唐“請(qǐng)蠶種及造酒、碾、磑、紙、墨之匠”，高宗“并許焉”。

造紙，從本質(zhì)上講，是將植物纖維解離分散、濾水成型為薄片狀材料。充足、優(yōu)良的植物纖維供應(yīng)是手工造紙的前提。在藏區(qū)造紙，首先面對(duì)的問題，可能就是某些優(yōu)良造紙纖維原料短缺的問題。比如構(gòu)樹、桑樹、青檀、竹子等植物纖維都適于造紙，在中原地區(qū)傳統(tǒng)手工造紙中有大量使用，但這些植物種類在青藏高原卻難以大面積種植生長(zhǎng)。

因此，造紙工匠因地制宜，選取青藏高原分布廣泛的瑞香科植物，如瑞香、結(jié)香、狼毒等植物纖維作為造紙?jiān)?，逐漸形成具有濃厚地域特色的藏紙。在這其中，瑞香狼毒全株有毒，可防蟲蛀，利于文書長(zhǎng)時(shí)間保存。

“可以想象，中原地區(qū)的紙匠入藏后，在缺乏優(yōu)質(zhì)植物纖維資源的情況下，改進(jìn)技藝，將分布廣泛的瑞香狼毒試用于造紙，然后逐漸推廣開來。當(dāng)然，這只是一個(gè)可能性的推測(cè)。事實(shí)上，藏紙?jiān)线x擇的緣起，仍是一個(gè)待解的學(xué)術(shù)問題。”韓賓認(rèn)為。

在韓賓看來，藏區(qū)和中原地區(qū)植物資源分布的不同，導(dǎo)致了造紙?jiān)线x取的不同。這充分體現(xiàn)了當(dāng)?shù)卦旒埞そ车闹腔郏彩歉咴貐^(qū)人地關(guān)系的一個(gè)側(cè)面寫照。(記者 唐 婷)

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