近期，我校文化遺產(chǎn)研究院楊歡副教授研究成果被科技考古國(guó)際頂級(jí)期刊Journal of Archaeological Science刊發(fā)。前期，《人民日?qǐng)?bào)》也刊登了楊歡副教授文章《青銅牛尊，鑄造過(guò)程復(fù)原了》。文章介紹了我校文化遺產(chǎn)研究院青銅研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所、墨爾本大學(xué)等機(jī)構(gòu)，對(duì)安陽(yáng)殷墟出土著名青銅器亞長(zhǎng)牛尊鑄造工藝的最新研究成果。
我國(guó)的青銅時(shí)代約始于距今4000年前后，在大約3000年前，青銅器的制作已成為當(dāng)時(shí)最重要的手工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。商代晚期的工匠使用獨(dú)特的塊范法鑄造了大量工藝精湛的“國(guó)之重器”，供當(dāng)時(shí)的王室貴族祭祀天地諸神與祖先，祈求豐收、勝利與健康，鑄就了我國(guó)古代光輝燦爛的青銅文化。商代晚期的青銅器在材質(zhì)、工藝和造型上均達(dá)到了青銅藝術(shù)的巔峰，是人類(lèi)青銅文明的重要組成部分。
長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)者們通過(guò)對(duì)青銅工藝的研究，來(lái)認(rèn)知我國(guó)青銅時(shí)代的社會(huì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等多方面的內(nèi)容。盡管前期研究已經(jīng)很好的解決了諸如工藝流程、物料選擇等重要問(wèn)題。然而目前中外學(xué)者共同面臨的問(wèn)題是：如何通過(guò)科學(xué)方法準(zhǔn)確還原3000多年前的青銅鑄造工藝，從而更好地認(rèn)知與詮釋精湛的古代技藝。
為了解決考古學(xué)重要問(wèn)題并準(zhǔn)確認(rèn)知我國(guó)古代冶金技術(shù)成就。自2019年起，西北工業(yè)大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院青銅工藝研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合學(xué)校材料科學(xué)等優(yōu)勢(shì)學(xué)科，與凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通力合作，率先將凝固理論與模擬方法用于古代青銅器的研究之中，將青銅工藝研究提升至動(dòng)態(tài)化、可視化、可計(jì)算化的新層面。研究開(kāi)展五年來(lái)，取得了豐富的科研成果。
楊歡副教授對(duì)亞長(zhǎng)牛尊的工藝細(xì)節(jié)進(jìn)行觀(guān)察
2023年，受中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所安陽(yáng)工作站合作委托，團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了對(duì)殷墟出土著名青銅器亞長(zhǎng)牛尊的凝固過(guò)程復(fù)原。這件商代晚期的青銅牛尊出土于殷墟花園莊54號(hào)墓，墓主人為高等級(jí)武將亞長(zhǎng)。作為殷墟出土的唯一牛形青銅器，牛尊以其生動(dòng)的造型和精美的紋飾，自出土以來(lái)便備受研究者與公眾的關(guān)注。商人重酒，尊因此成為當(dāng)時(shí)最重要的酒器。牛尊作為安陽(yáng)殷墟出土的代表性青銅器，其動(dòng)物造型的鑄造難度遠(yuǎn)高于普通的尊。對(duì)其鑄造工藝的研究，將有助于學(xué)術(shù)界深入了解商周時(shí)期青銅鑄造的精湛技藝。
2023年12月，我校青銅研究團(tuán)隊(duì)赴安陽(yáng)殷墟博物館考察
團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)古代陶范材料的熱物性參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算，以及對(duì)關(guān)鍵邊界條件如青銅與陶范界面換熱系數(shù)的長(zhǎng)期研究與攻關(guān)，獲取了關(guān)鍵材料數(shù)據(jù)。結(jié)合牛尊本體與陶范的三維建模，成功復(fù)原了這一著名青銅器的澆注與凝固過(guò)程。
凝固研究所揭示的商代晚期鑄造技術(shù)成就：
牛尊凝固過(guò)程的觀(guān)察，揭示了商代晚期鑄造工藝的多項(xiàng)成就，如澆、冒口設(shè)計(jì)與金屬墊片（內(nèi)冷鐵）的應(yīng)用。當(dāng)時(shí)工匠對(duì)澆冒口的選擇，做到了今天材料科學(xué)視角下的最優(yōu)解，展現(xiàn)了工匠的高超智慧。團(tuán)隊(duì)在模擬時(shí)，曾經(jīng)嘗試將之前根據(jù)考古觀(guān)察得出的澆冒口進(jìn)行互換，結(jié)果發(fā)現(xiàn)器物的整體缺陷提高了一倍不止。此外，牛尊的整體造型嚴(yán)格遵守了壁厚均等設(shè)計(jì)原則。除了腹腔之外，牛尊的角與四足均為中空，整體約保持了3毫米的壁厚，僅在牛蹄接觸地面的部位厚度為5毫米，為整件器物提供了很好的支撐功能。值得一提的是，牛尊的右后足與腹腔連接部位壁厚略厚，達(dá)到了7毫米左右，這并非設(shè)計(jì)失誤，而是工匠為適應(yīng)澆口功能而進(jìn)行的巧妙調(diào)整，體現(xiàn)了高超的技術(shù)創(chuàng)造力。這樣的器物設(shè)計(jì)，使得器物的充型的過(guò)程中銅液流暢，極大的減少了鑄造缺陷的產(chǎn)生。
牛尊三維模型及剖面尺寸示意圖
這些技術(shù)，至今仍擁有很強(qiáng)的生命力，甚至成為今天鑄造行業(yè)的重要原則（如等壁厚設(shè)計(jì)、冷鐵的應(yīng)用），顯示了我國(guó)古代金屬技術(shù)的強(qiáng)大生命力。正因?yàn)樵?000年前的商代晚期，工匠熟練的掌握了鑄造核心技術(shù)，并且運(yùn)用到了青銅器的鑄造工藝中，才使得一件件青銅精品得以誕生，從而締造了古代中國(guó)獨(dú)特的青銅時(shí)代。
我校文化遺產(chǎn)研究院成立于2017年，多年來(lái)在學(xué)校黨委的高度重視下，研究院立足我校優(yōu)勢(shì)學(xué)科，踐行高校社會(huì)責(zé)任，在學(xué)科交叉的視角下積極推動(dòng)科研解決社會(huì)關(guān)切問(wèn)題，服務(wù)社會(huì)需求。目前，文化遺產(chǎn)研究院圍繞”文物保護(hù)總師”育人目標(biāo)，已在文物保護(hù)技術(shù)與裝備研發(fā)、遺產(chǎn)價(jià)值闡釋與傳承利用等多個(gè)方向形成了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。研究院青銅團(tuán)隊(duì)對(duì)我國(guó)古代青銅容器凝固過(guò)程的研究，取得了多項(xiàng)重要研究成果，發(fā)表于國(guó)內(nèi)外重要期刊，并獲得國(guó)際會(huì)議獎(jiǎng)項(xiàng)。牛尊的凝固研究，先后被《中央電視臺(tái)》《陜西電視臺(tái)》《西安電視臺(tái)》《陜西日?qǐng)?bào)》等媒體報(bào)道，受到社會(huì)各界廣泛關(guān)注。
（文字：楊歡；審核：程圩、馬西平）
