讲座纪要:古代玻璃的科技分析

2018-11

  2018年11月16日,来自英国诺丁汉大学的朱利安汉德森教授在北京大学考古文博学院做了题为“古代玻璃的科技分析”(Why scientifically analyse ancient glass?)的精彩讲座。讲座紧紧围绕科技分析在古代玻璃研究中的重要作用展开,并通过详实的案例分析,结合考古发现和科技分析研究的结果,对古代玻璃的原材料、制作工艺、生产模式等问题进行深入的解读。讲座由北京大学考古文博学院崔剑锋副教授主持。

 

 

  汉德森教授首先介绍古代玻璃研究中受到集中关注的热点问题,其中包括确认制作玻璃的原材料;重建古代玻璃的生产流程及生产技术;制造技术的革新、玻璃起源及流通;生产的专业化;生产技术在何时何地发生变化等等。随后他又列出四种获取古代玻璃科技信息的技术手段:电子探针(EPMA)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、飞行时间二次离子质谱仪(ToF-Sims)、热电离质谱仪(TIMS)。其中有些技术可以对样品进行重复检测分析,以求更精确的数据信息。紧接着汉德森教授根据古代玻璃的助熔剂原材料的不同,将西方古代玻璃分为泡碱玻璃和植物灰玻璃两种,并指出在玻璃的制作过程中,着色剂的使用问题一直是古代玻璃研究中的难点,目前考古尚未发现明确为着色剂的原料。汉德森教授归纳了制造玻璃所必须的12个步骤:1、获取集中沙子和植物;2、制作植物灰;3、按正确配比调配原料;4、建筑大的熔炉;5、获取足够的燃料;6、将原料陈放于熔炉中;7、点燃熔炉;8、持续加热18小时并自然冷却;9、打开熔炉;10、使玻璃熔块与炉壁分离;11、在小熔炉中使用坩埚重熔玻璃并着色;12、将玻璃块吹制成器具。

  随后汉德森教授展示了在叙利亚北部发现的公元九世纪玻璃制品的研究成果:发现玻璃的三个遗址被认为是使用原材料熔制玻璃的生产作坊,并在该遗址群首次发现了熔制玻璃的倒焰熔炉。对出土玻璃的钾、镁、钙、磷等元素的科技分析表明,该遗址群大规模生产的初始玻璃是由混合植物灰与沙子为原料制成的。西方制造植物灰玻璃的时期主要集中在青铜时代(公元前2400-800年)及伊斯兰时期(公元800-1600年),且被当做助熔剂的植物灰主要来自富钠的盐生植物或者耐碱性植物。

 

 

  接下来汉德森教授介绍了他在意大利北部frattesina遗址做的工作。他们在该遗址发现了一批熔融在一起的玻璃珠半成品。经过科学检测分析,他认为在该地区发现了欧洲青铜时代晚期一个新的玻璃类型及新的生产技术,很可能在制造过程中引入了矿物,对样品的化学成分分析表明frattesina玻璃具有低镁高钾的特点,明显区别于同时期中东生产的玻璃。同位素分析说明frattesina玻璃有两个原始生产地区,一个是frattesina,另一个来自更南的、靠近罗马的地方。化学成分及同位素分析表明frattesina玻璃由两种不同产地生产的玻璃熔融制作而成。

 

 

 

  最后,汉德森教授讲授了对13世纪意大利马赛克镶嵌玻璃壁画的研究工作。该马赛克玻璃最早于11世纪镶嵌制作,随后分别在12、18、19世纪进行过重新装饰修补。他通过化学分析,区分了壁画上19世纪和中世纪的马赛克玻璃,通过成分分析对比可以知道19世纪马赛克玻璃制作使用更纯净的原材料,高铅的透明玻璃是典型的19世纪玻璃产品,以及发现了19世纪仿制的罗马和伊斯兰玻璃器具。通过对该壁画的研究,他得出以下结论:首先,充足的样品使得区分玻璃品种成为可能,且数据准确性更高;其次,11世纪是玻璃制造工艺变革的重要时期,泡碱、植物灰、混合碱三种助熔剂原料被使用,同时也表明存在充足的泡碱玻璃,使其在作坊中与植物灰玻璃混合使用;再次,混合玻璃被用于制作特定颜色的马赛克玻璃,比如红色、棕色、紫色等,可能是在着色的同时将植物灰玻璃和泡碱玻璃混熔;最后,初始的植物灰玻璃来自于中东伊斯兰地区,但是泡碱玻璃的来源就相对难以确认。

 

 

 

  汉德森教授用生动且极具特点的案例为听众展示了科技手段之于研究古代玻璃的不可或缺的重要性。演讲最后,汉德森教授还与现场听众进行了相关问题的热烈讨论。

 

 

陈天然 撰稿

  崔剑锋 审校