對三星堆的挖掘和探索，人類從未停下腳步。以往，考古學家想知道青銅器表面銹層厚度、成分等，需對青銅殘片進行「取樣」，透過失真辦法進行檢測。如今，一束束無形的「光」，即可「透視」銹層下的秘密。
無形的「光」是什麽？在它的「透視」下，三星堆青銅文物「講述」了什麽？8月15日，紅星新聞記者實地探太赫茲科學技術教育部重點實驗室（以下簡稱「實驗室」）。電子科技大學太赫茲中心負責人胡旻教授介紹，這是全球首次透過太赫茲波對青銅文物進行三維層析成像分析。「未來在文物保護方面，太赫茲波可對三星堆博物館裏的文物進行即時監控，及時‘體檢’。」
據悉，該團隊目前正與浙江大學、四川省文物考古研究院、三星堆博物館等合作，這套由成都團隊自主研發的太赫茲成像系統現已完成「升級」（加入機械臂、人工智慧演算法等）偵錯，計劃於本月內投用到三星堆考古挖掘現場。
更有意思的是，研究團隊在三星堆3號坑角落裏發現大量覆蓋黃色銹蝕的文物，經太赫茲波「透視」，該黃色銹蝕為化合物鉛錫黃，且分布比較均勻。胡旻表示，這是一個重要發現，如果鉛錫黃被證實由古蜀人的工藝制作而成，「那麽人類使用鉛錫黃的歷史或將被覆寫，將比現有文獻記載早3000多年。」
▲2021年胡旻在三星堆修復室與郭漢中、郭建波等老師交流文物保護
一次突破
太赫茲波首次用於青銅文物「體檢」
穿上白大褂、鞋套等，紅星新聞記者跟隨研究團隊成員之一，博士後張曉秋艷進入實驗室。只見她將三星堆青銅文物殘片放入一台套著玻璃外殼的長方體實驗儀器裝置上，旁邊的機械臂便開始靈活翻轉，一束束無形的太赫茲波悄然掠過文物殘片表面。幾分鐘後，一旁的電腦螢幕上出現峰值各異，類似心電圖的圖形。
▲張曉秋艷正在檢查三星堆殘片
「這個圖形就是該青銅文物殘片的‘體檢報告’。」張曉秋艷解釋，透過不同的峰值和曲線高度，可獲取文物厚度，及不同層位的銹蝕物成分等資訊。這份「體檢報告」對文物研究有啥幫助？她以文物銹層辨識為例解釋，機械臂會控制檢測探頭將發射出的太赫茲波穿透銹層，收集其內部結構和材料特性資訊。最後將探測數據與青銅器的三維輪廓結合，生成銹層三維成像圖，也就是「太赫茲指紋譜」，這可以直觀地展示銹層的分布、形態及厚度變化。
▲張曉秋艷正在用太赫茲對三星堆殘片進行掃描
太赫茲波掃描是利用飛秒脈沖產生皮秒太赫茲波進行飛行時間成像，其厚度辨識精度達到10微米、水平精度達到50奈米。簡單理解，在文物出土後，利用太赫茲波對文物進行「體檢」，10分鐘內便能得到文物表面層位資訊的初步結果。張曉秋艷表示，這為三星堆遺址的文物保護提供了無失真檢測、病害診斷等科技支持，「透過‘體檢報告’，考古研究者能夠快速、清晰地區分出有害銹與無害銹及其分布情況。」
據悉，該團隊目前正與浙江大學、四川省文物考古研究院、三星堆博物館等合作，對三星堆青銅器文物進行層析成像分析，這也是全球首次透過太赫茲波對青銅文物進行層析成像分析。此外，由成都團隊自主研發的首套基於真空電子器件的太赫茲近場成像系統現已完成研制，計劃於本月內投用到三星堆考古挖掘現場。
科技+考古
鉛錫黃從何而來成關註焦點
為什麽會想到用太赫茲波為青銅文物做「體檢」？這要從胡旻的故事說起。「浙江大學是我的母校，藝術與考古學院張暉教授是研究壁畫文物保護的。他曾對我說，壁畫顏料需要膠來粘合，古人常用植物或動物制成膠，但這些膠是來自中原還是印度，對考古學者來說，具有非常重大的研究價值。」
▲胡旻
因此他們決定合作，用太赫茲波對壁畫做「體檢」，「在研究過程中，我想既然太赫茲波能‘透視’壁畫，同樣也能用在三星堆的考古研究上。」因此，他們主動與四川省文物考古研究院、三星堆博物館合作，「做了一些青銅器殘片‘體檢’嘗試，不會對文物造成任何損傷，且效果非常好。」
▲浙江大學藝術與考古學院張暉教授團隊與電子科技大學太赫茲中心胡旻教授團隊交流（前排左二張暉，左三胡旻）
視線回到三星堆3號坑挖掘現場，一件青銅殘片表面的銹蝕讓考古專家倍感意外。它不同於3號坑藍綠色的主調，這件青銅殘片表面局部呈嫩黃色，十分鮮亮。「考古學家用常規的拉曼光譜分析等多種手段進行檢測，而我們用太赫茲波進行檢測，得出的結論一致，青銅器上的黃色銹蝕為鉛錫黃。」胡旻介紹，鉛錫黃多為人工制備，其生成溫度需要穩定在800℃左右，並且透過「體檢報告」可以看出，鉛錫黃在文物表面呈均勻分布狀態。
▲三星堆殘片上覆蓋的鉛錫黃
這些鉛錫黃從何而來，成了研究重點。胡旻解釋，在14世紀至18世紀的油畫或者琺瑯器上，會把鉛錫黃當顏料去使用，多為人工制備出來的。「如果鉛錫黃被證實由古蜀人的工藝制作而成，那麽人類使用鉛錫黃作為顏料的歷史或將被覆寫，將比現有文獻記載早3000多年。」而這一發現，也是目前該團隊和考古學家們，正共同研究的重點方向之一。
關於「打假」
我們離太赫茲波套用還有多遠？
太赫茲波到底是什麽？胡旻解釋，它也叫太赫茲，是指頻率在0.1太赫茲到10太赫茲範圍的電磁波。在電磁波譜上，與太赫茲波段相鄰的「兩兄弟」，一個是遙控器用的紅外線，另一個就是微波爐裏的微波，「每類電磁波有不同的頻率和波段，其效果也是不同的。」
與可見光比，太赫茲波是「透視眼」，能穿透人的衣物、塑膠等很多可見光無法穿透的物質。與紅外光比，它「嗅覺」靈敏，能區別是否攜帶毒品、爆炸物等違禁品，而相較X光，它更具安全性，不會破壞生物組織。胡旻表示，目前，太赫茲波在生物醫療、物體成像、航天等領域，顯現出重大的科學價值及套用前景。
舉個貼近生活的套用例項：在口腔疾病診斷上，目前該實驗室與四川大學華西口腔醫院合作，正在研究的太赫茲口腔早期齲齒檢測儀器，無須拔牙，透過太赫茲無失真檢測，檢測早期齲齒，以及檢測牙齒齲壞的深度。此外，在天文套用方面，2019年，天文學家就用太赫茲探測器，「拍」到了酷似甜甜圈的黑洞。
胡旻說，目前太赫茲在生活中的套用研發還處於起步階段，其功效還有待研究。換句話說，「市面上除了關於太赫茲的書，但凡你能買得起的，打著太赫茲功效的產品都是假的。」在此，他也提醒廣大市民，太赫茲套用研究還未走進大眾消費市場，「不要輕信市面上任何聲稱具備太赫茲療效的商品。」
紅星新聞記者 趙雨欣 攝影記者 陶軻 部份圖據受訪者
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