□ 南京日报/紫金山新闻记者 邢虹 鲁舒婷
“以水银为百川江河大海”出自《史记·秦始皇本纪》，这是司马迁的文学想象还是地宫的真实图景？秦俑身上那抹神秘的紫色，为何能改写世界古代颜料史？埋藏两千年仍锋芒毕露的青铜剑，真的源自秦代的“镀铬黑科技”？
近日，南京城墙保护管理中心“博垣讲堂”第17期学术讲座暨南京古都城墙保护基金会“筑才计划”第二期在明故宫遗址公园开讲，秦始皇帝陵博物院研究馆员容波携《科技揭秘秦始皇陵及兵马俑：真实性、完整性的考古亲历与公众传播》主题讲座，以一线考古亲历者的视角，串联起秦陵考古的发展脉络，拆解现代科技如何破解深埋地下的千年谜题。
从《史记·秦始皇本纪》里“穿三泉，下铜而致椁”的文字记载，到北魏《水经注》、北宋《太平寰宇记》的辗转转述，再到明代都穆《骊山记》的实地踏勘，两千多年来，秦始皇陵的轮廓始终在各种文字与传说之间若隐若现。“秦陵的考古史，本质上就是一部科技不断介入、不断突破的历史。”容波点出本次讲座核心主题，“没有现代科技的支撑，很多地下的秘密我们永远无从知晓。”
“水银地宫”不是传说，
物探技术揭开谜底
1974年，陕西省临潼县西杨村村民打井时意外挖出残破陶片，经新华社报道后，兵马俑的系统性考古发掘正式启动。此后半个世纪，一号坑、二号坑、三号坑、铜车马坑、石铠甲坑、百戏俑坑、文官俑坑等重要考古工地相继面世，秦始皇陵的布局一步步清晰。1987年，秦始皇陵及兵马俑坑入选世界文化遗产名录，考古工作也从最初“抢救性发掘”逐步转向“保护、研究、传播”三位一体。
作为《史记》里最富传奇色彩的记载，“以水银为百川江河大海”始终是秦陵最受关注的谜题。历史上不少人质疑这只是司马迁的文学夸张，直到现代物探技术介入，这段文字才真正有了实证支撑。
容波介绍，依托于中德文物科技研究合作项目积累技术基础，科技部曾于2002年启动“考古遥感与地球物理综合探测技术”课题，利用高科技对陵墓进行无损探测，而非主动挖掘。依托国家“863计划”，考古团队曾先后使用8大类22种物探考古方法和4种遥感考古方法，对秦始皇陵开展了当时国内规模最大、技术水平最高的地下考古勘察工作。探测结果表明：封土堆中部约1.2万平方米范围内，存在强汞异常区，汞含量最高可达普通土壤的数十倍，且分布呈现东、南方向强、西北方向弱的特征。
“这不是随机的异常。”容波在讲座中展示了封土堆汞含量分布图，“汞异常的分布格局，和《史记》里‘以水银为百川江河大海’的描述高度契合，这是我们第一次通过科学手段，印证了这段千年记载的真实性。”
除了汞含量异常之谜，物探技术还解锁了更多地宫细节：电法、磁法普查确认地宫为正门东向的地下建筑，有前殿、主殿与侧翼结构；重力法测定地宫开挖范围约170米×145米；核磁共振法证实地宫范围内为不含水区，南阻排水渠仍在发挥作用，地宫至今未进水。
一个有趣的细节是，陵区原本种植的石榴树后来全部更换为冬青、松柏等树种。这是保持遗址风貌，规避深根系果树根系穿刺扰动封土夯土遗迹，避免高汞影响的一个鲜活佐证，容波说。
“以前课本里只提了水银地宫的说法，今天第一次看到完整的物探数据链，真正感受到了科技考古的严谨性。”现场，一位考古系的在校大学生说。
秦俑身上这抹紫，改写了世界颜料史
秦俑原本是彩色的，这已是公众常识，但其中一种紫色颜料的来历，却改写了世界颜料史。这也是秦俑科研团队深耕多年的研究领域。
“刚出土的秦俑残片上，残留着深浅不一的紫色，我们一开始以为是红蓝调配出来的，但检测结果完全出乎意料。”容波介绍，通过偏光显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜能谱等多种技术手段逐层分析，研究团队确认这种紫色颜料的成分为硅酸铜钡，并非天然矿物，而是人工合成的产物。
这种物质此前仅在现代超导材料的衍生物中被发现，自然界中没有天然矿藏。据悉，美国一位学者于1983年和1992年在战国至汉代的文物上首次鉴别出两种当时尚未在自然界中发现的紫色和蓝色颜料，后分别命名为汉紫（中国紫）和汉蓝（中国蓝）。而秦俑中的发现，将人工合成硅酸铜钡的历史向前推到了秦代。
“我们推测，这是古代炼丹工匠在炼制矿物时偶然得到的产物。”容波说，“在那个年代，能合成出纯度这么高的人工颜料，是非常了不起的工艺成就。”
现场，一位市民感慨颇深，“两千多年前，秦人就能够通过矿物质人工合成颜料，非常了不起，足以说明秦代技术的发达。”
值得一提的是，后续考古发现也印证了这一技术的传承：从汉阳陵东阙门的彩绘，到青州香山汉墓的陶俑，再到战国秦墓的六博棋子，汉紫的身影不断出现在秦汉时期的高等级文物上。相关研究成果陆续发表在《Heritage Science（遗产科学）》等国际顶级文物保护期刊，成为中国古代颜料史的重要发现。
青铜剑千年不锈？真相并非“镀铬”
秦俑坑出土的青铜剑，埋藏两千余年仍光亮锋利，一度流传着“秦代掌握电子镀铬技术”的说法，甚至被当作秦代科技超前的证据。在讲座上，容波明确澄清了这一误传。
“这个说法流传了很多年，我们也做了很多次检测。”容波展示了青铜剑表面的成分分析图谱，“检测结果显示，青铜剑表面的铬元素含量确实很高，但这不是人工镀上去的。”
研究团队通过深度成分分析发现，青铜剑表面原本有一层生漆保护层，埋藏过程中，土壤中的铬元素逐渐迁移、富集到器物表面的漆层里，形成了天然的防护层。再加上青铜本身的高锡配比，耐腐蚀性较强，才造就了“千年不锈”的现象。
“历史研究不能靠想象，要靠数据说话。”容波说，“秦代的冶金技术确实很先进，但还没有到掌握电子镀铬的程度。我们做科技考古，就是要去伪存真，还原历史的本来面目。”
除了青铜剑，团队还对秦俑坑出土的大量青铜兵器进行了系统检测，厘清了秦代兵器的合金配比、制作工艺与标准化程度。“每一件兵器的锡含量都控制在非常精准的范围内，这体现了秦代手工业的标准化水平，这才是真正的‘秦代黑科技’。”容波补充道。
对于这个澄清，现场不少观众表示“刷新认知”。“我之前在网上看到过镀铬的说法，还信以为真了。”市民王先生说，“今天听完才知道真相，考古研究真的很严谨，不能人云亦云。”
为秦俑“驻颜”，
这项技术拿下国家科技奖
彩色秦俑虽美，却有一个致命难题：出土后往往几个小时内，彩绘就会起翘、卷曲、脱落。如何留住秦俑的色彩，是文保领域的世界性难题，也是容波团队攻坚了数十年的核心课题。
“秦俑的彩绘是‘生漆底层+矿物颜料层’的双层结构，生漆层对湿度非常敏感。出土后环境湿度骤降，生漆层快速脱水收缩，就会带着颜料一起剥落。”容波解释，“彩绘保护就是和时间赛跑，出土后的头几个小时是黄金修复期。”
围绕“稳定漆层、防止皱缩、加固颜料”三大目标，团队筛选了上百种材料，最终研发出聚乙二醇结合水溶性加固剂的复合保护工艺。更具突破性的是单体渗透+电子束辐照加固技术：让加固单体渗入漆层内部，再通过电子束辐照引发聚合，从内部加固漆层结构，实现漆层展平、长效保湿与结构加固的多重效果。
“这项技术解决了出土彩绘快速劣化的痛点，我们也从‘抢救性保护’走到了‘预防性保护’。”容波介绍，该成果斩获国家科技进步奖，形成了通用行业标准。
从现场清理、提取转运、包装运输、加固修复、原址展示到长期保存，一套完整的陶质彩绘文物保护体系已经建立。“我们现在不仅能留住考古出土残存的脆弱彩绘，还能通过分析彩绘成分，还原秦代的颜料制作工艺。”容波说。
讲座现场展示的修复前后对比图，让观众频频惊叹。“原来修复彩绘有这么多门道，不是简单刷一层胶就行。”一位美术老师告诉记者，“回去可以给孩子们讲讲，文物修复师是怎么给兵马俑‘驻颜’的。”
半个世纪以来，科技不仅用于破解秦陵的地下谜题，更贯穿了文物保护、公众传播的全链条。从“秦陵移动课堂”“小小修复师”等社教活动走进校园，到兵马俑巡展足迹遍布49个国家和地区、观众超1亿人次，再到高精度数字化采集建立兵马俑数字档案，科技让深埋地下的文物真正“活起来”。
对于南京而言，这场讲座带来的不仅是秦陵的故事，更是科技赋能文化遗产保护的思路借鉴。作为首批国家历史文化名城，南京拥有丰富的地下文物遗存与江南文脉资源，从六朝墓葬到明代城墙，科技考古与文保技术的应用空间广阔。
容波在讲座最后表示，希望未来能和南京的文博机构有更多交流，共同探索科技文保的更多可能。散场时，不少观众围着容波交流，大家纷纷表示，这场讲座让人看到了考古背后的科技力量，也更读懂了文化遗产保护的分量。
本组图片由受访者提供