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出品：科普中國

作者：陳典（中國科學(xué)院大學(xué)）

監(jiān)制：中國科普博覽

編者按：為揭開科技工作的神秘面紗，科普中國前沿科技項(xiàng)目推出“我和我的研究”系列文章，邀請科學(xué)家親自執(zhí)筆，分享科研歷程，打造科學(xué)世界。讓我們跟隨站在科技最前沿的探索者們，開啟一段段充滿熱情、挑戰(zhàn)與驚喜的旅程。

想象一下，你正悠然自得地漫步在金色的沙灘上。忽然，一道絢麗的光芒躍入眼簾，原來是一片貝殼在陽光下熠熠生輝。

貝殼有著特殊的形狀、繽紛的色彩、迷人的光澤和精致的紋理，如同大自然精心雕琢的微型藝術(shù)品。其實(shí)，早在遙遠(yuǎn)的幾十萬年前，我們的祖先就發(fā)現(xiàn)了貝殼獨(dú)特的美麗。

除了作為食物、裝飾、生產(chǎn)工具、交易貨幣以外，先民們還賦予了貝殼更加深刻的意義，即將其用作繪畫載體，承載著人們的觀念與信仰。

那么，古人運(yùn)用了何種技法才得以在小小的貝殼上繪制精美圖案并流傳千年呢？貝殼畫又蘊(yùn)含著哪些更深的含義呢？

數(shù)量寥寥的貝殼畫

當(dāng)你輕輕把玩貝殼，會發(fā)現(xiàn)其內(nèi)壁平整細(xì)膩，很適合作為一塊畫布。貝殼畫作為一種藝術(shù)形式，其實(shí)早已存在。

回溯歷史，我們可以發(fā)現(xiàn)在貝殼內(nèi)壁上作畫的這一做法，曾出現(xiàn)在日本的“貝合”游戲中。

“貝合”在江戶時(shí)代曾風(fēng)靡一時(shí)，繪制在貝殼內(nèi)壁上的圖案取材于古典日本文學(xué)的場景，這種游戲不僅需要玩家憑借記憶力去匹配相應(yīng)的圖案，更是能讓玩家在每一次的翻轉(zhuǎn)與比對中，感受到獨(dú)特而精致的藝術(shù)魅力，體驗(yàn)一場視覺與文化的雙重盛宴。此外，在美國科利爾縣的基馬爾科遺址，考古學(xué)家就曾發(fā)現(xiàn)了一枚公元700-1500年間繪制的單色人物形象貝殼畫。

歷史上，我國也不乏貝殼畫作品。美國克利夫蘭博物館就珍藏了兩件源自中國的貝殼畫作品，長久以來一直被視為貝殼畫藝術(shù)的早期典范。但由于缺乏詳盡的考古背景資料，這兩件作品的具體發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)、確切的創(chuàng)作年代，乃至其真實(shí)性本身，都籠罩在層層迷霧之中。

克利夫蘭博物館所藏貝殼畫

（圖片來源：作者攝于美國克利夫蘭博物館）

然而，在對我國山東臨淄徐家村南墓地M32進(jìn)行發(fā)掘時(shí)，考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了三組貝殼畫，這為我國深入研究貝殼畫藝術(shù)帶來了極大幫助。這些貝殼畫以別具一格的風(fēng)格，為我們生動展現(xiàn)了戰(zhàn)國時(shí)期的服飾風(fēng)尚、禮儀習(xí)俗和生活場景。畫上的圖案也說明，它的出現(xiàn)時(shí)間或許比克利夫蘭藝術(shù)博物館的那件貝殼畫還要早一些。

臨淄出土貝殼畫

（圖片來源：山東省文物考古研究院：《臨淄徐家村南墓地

M32 發(fā)掘簡報(bào)》，《海岱考古》，2023年第1期）

事實(shí)上，山東臨淄的貝殼畫并不是唯一的考古發(fā)現(xiàn)，在河北靈壽地區(qū)，考古學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了同時(shí)代的貝殼畫，這些作品在繪畫風(fēng)格和制作技術(shù)上與山東的發(fā)現(xiàn)存在明顯的相似之處。

盡管這些發(fā)現(xiàn)令人歡欣鼓舞，但關(guān)于貝殼畫的顏料成分、制作工藝以及圖像細(xì)節(jié)的深入研究仍然面臨著諸多未知。尤其是河北靈壽縣青廉村出土的中國貝殼畫，由于長時(shí)間埋藏在地下，畫面受到了侵蝕，損毀較為嚴(yán)重。

巧奪天工的技藝

盡管如此，研究人員依然知難而上，運(yùn)用一系列精密的檢測技術(shù)，成功地將這些貝殼畫的原始風(fēng)貌重現(xiàn)出來。在這一過程中，貝殼畫高超的制作工藝也得以被世人知曉。

和其他繪畫一樣，貝殼畫在構(gòu)思之初，首先要確定并勾勒好大致的圖像。研究人員利用三維視頻顯微鏡觀察到，古人使用了一種被稱為“減地”的淺浮雕技法，即制作者需要沿著圖像的輪廓線，小心翼翼地刮削或磨平背景，使得圖像的線條逐漸凸顯，呈現(xiàn)出立體且層次分明的視覺效果。這一手法雖并不少見，但要想在小巧且脆弱的貝殼上施展，無疑是對制作者技藝和耐心的雙重考驗(yàn)。

貝殼畫“減地”工藝細(xì)節(jié)

（圖片來源：Chen D, Zhang WJ, Zhang WR, Wang XK, Wang WM, Luo WG. A miniature world: Revealing Warring States period shell paintings from Zhongshan State by multiple-methods. Journal of Cultural Heritage, 76, 461-469, 2024）

特別的是，由于貝殼本身是一個(gè)自然的曲面，它呈現(xiàn)出的效果與平面繪畫有所不同。此外，在貝殼畫中，由于描繪的需要（如樹上結(jié)的果子和一些人物穿著衣物的圖案），有些區(qū)域還會呈現(xiàn)出凹陷的紋理。這些凹陷區(qū)域帶來的光線變化，加上層層顏料的疊加效果，使得畫作在不同角度下均呈現(xiàn)出豐富的細(xì)節(jié)，使人有“時(shí)看時(shí)新”之感。

受損畫面重見天日

那么，貝殼畫上生動的畫面是用何種顏料呈現(xiàn)出來的呢？

為了揭曉貝殼畫的彩繪顏料的成分，研究人員選擇通過運(yùn)用X射線熒光和拉曼光譜技術(shù)對河北靈壽中山國遺址出土的貝殼畫進(jìn)行檢測。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，貝殼畫上的紅色采用了朱砂，給畫面帶來了鮮艷豐滿的色彩；綠色則使用了孔雀石（銅綠），賦予了畫面清新自然的色調(diào)；至于黑色，則運(yùn)用了炭黑，呈現(xiàn)出深沉神秘的色彩。這些顏色通過巧妙的變化和搭配，形成了濃淡深淺的豐富層次，相互映襯，交相輝映，共同構(gòu)成了層次分明的畫作。

此外，被泥土覆蓋的貝殼外側(cè)也發(fā)現(xiàn)了紅色顏料的痕跡，說明此處原本也有一些圖畫。為了確保不遺漏任何細(xì)節(jié)，研究人員運(yùn)用了多光譜成像技術(shù)對這一區(qū)域進(jìn)行了檢測。

通過最小噪聲分離變換和像元純度指數(shù)算法，研究人員將這一區(qū)域出現(xiàn)的不同的顏色歸納為六條特征曲線。

結(jié)果表明，除了紅、綠、黑、白四色所對應(yīng)的曲線外，貝殼畫中還存在兩條獨(dú)特的曲線，分別與棕黃、深褐兩種土壤附著物的特征緊密相關(guān)。盡管沒有發(fā)現(xiàn)隱藏的信息，但這次收集到的數(shù)據(jù)為后續(xù)圖像復(fù)原工作提供了寶貴的支持。

除了對貝殼畫的色彩進(jìn)行分析，研究者還認(rèn)為這些顏料可能含有一種特殊的粘合劑，以便更好地附著在貝殼上。但由于貝殼材質(zhì)特殊，取樣過程存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)貝殼的弧度也使得便攜式儀器（如紅外光譜儀）難以進(jìn)行原位分析，因此，目前還未能深入了解顏料中的粘合劑成分。

出土的貝殼畫表面常被泥土覆蓋，使人們難以對圖像進(jìn)行重建，而貿(mào)然清理則會有破壞表面的風(fēng)險(xiǎn)。因此，我們需要一種非侵入性的方式深入觀察樣品內(nèi)部，而工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）技術(shù)就發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

當(dāng)X射線光束穿透樣品時(shí)，光電效應(yīng)、散射和電子對效應(yīng)等多種物理現(xiàn)象將共同作用導(dǎo)致射線的衰減。因此，我們可以利用相關(guān)理論，精確計(jì)算線性衰減系數(shù)的三維分布信息，從而了解貝殼畫上顏料的分布和組成，進(jìn)而復(fù)原貝殼畫上的畫面。

(a) CT 處理后的圖像。(b) 線描圖。

更多未解之謎

雖然我們已經(jīng)對貝殼畫的繪畫技藝有了一定的了解，但對畫面中所出現(xiàn)的意象所代表的含義，我們還需要進(jìn)一步的解讀。

例如，畫面中出現(xiàn)了什么果樹？人們穿著什么樣的衣服？佩戴著什么樣的頭飾？他們正在交接什么物品？這幅貝殼畫是類似連環(huán)畫一般的組圖嗎？對于貝殼畫，仍有一系列謎題等待解答，這也引領(lǐng)者我們深入探索貝殼畫的畫面所蘊(yùn)含的豐富內(nèi)涵。

而作為一種隨葬品，貝殼畫可能承載著更深刻的含義。

比如，山東淄博出土的三組貝殼畫是被精心放置在棺外漆盒的北側(cè)的，而河北靈壽的貝殼畫則被簡單地放在墓主的雙足之間。

這兩種不同的擺放方式可能反映了不同的喪葬理念，以及體現(xiàn)了兩位墓主人身份、地位以及隨葬品的數(shù)量和質(zhì)量的差異。在淄博徐家村M32中，出土了大量的珍貴青銅器、金器、玉器等，這些奢華的隨葬品顯示出墓主人的非凡身份和地位。相比之下，靈壽縣青廉村M17的墓主是一位三十左右的女子，隨葬品很少。

至于古人為什么將貝殼畫作為一種隨葬品，原因可能是貝殼的獨(dú)特外形象征著生殖力，因此古人認(rèn)為貝殼能夠保存靈魂，并防止身體腐爛。此外，根據(jù)五行學(xué)說和某些神話傳說，貝殼還可能具有引導(dǎo)墓主人靈魂通過冥河到達(dá)永生境界的功能。但這些解釋仍然只是猜想。

此外，貝殼畫作為一種藝術(shù)形式，必然充分展現(xiàn)了當(dāng)時(shí)社會的風(fēng)貌和文化內(nèi)涵。

如果把克利夫蘭博物館珍藏的兩件貝殼畫納入對比，則能觀察到明顯的相似之處。首先，所有貝殼畫都采用了“減地”技法，展示了工藝上的統(tǒng)一性；其次，用于繪畫的貝殼種類相同，大小相近，這表明貝殼材料是經(jīng)過精心挑選的，意味著貝殼畫的制作可能遵循著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的程序框架，確保作品的規(guī)范性。在題材上，貝殼畫主要描繪了人們參與各種活動的場景，這些活動往往與貴族身份或儀式意義緊密相連。至于顏料使用，這些繪畫在人物面部和皮膚處都采用了紅色顏料，可能反映了當(dāng)時(shí)社會的審美觀念和文化傳統(tǒng)。

兩件貝殼畫的多視圖

結(jié)語

總體而言，這種獨(dú)特的藝術(shù)形式在戰(zhàn)國時(shí)期的中國北方比較流行，其影響力一直延續(xù)到漢代。

貝殼畫作為古代文明的瑰寶，不僅材料特殊，而且主題多樣、構(gòu)圖巧妙，具有很高的歷史、科學(xué)和藝術(shù)價(jià)值。作為中國早期繪畫藝術(shù)的典范，它們見證了人類智慧與藝術(shù)的輝煌。

未來，隨著科技的進(jìn)步，我們有理由相信，更多被時(shí)間掩埋的文明將被喚醒，讓文物真正“開口說話”，與我們分享千年的故事。

當(dāng)科技與考古相遇：復(fù)現(xiàn)兩千多年前的貝殼畫