通訊作者：Zhu-Jun Wang、Zhi Liu人類(lèi)自石器時(shí)代通過(guò)對(duì)自然材料加工成工具從而塑造了人類(lèi)歷史和文明。因此通過(guò)研究古代人造材可幫助重建對(duì)過(guò)去人類(lèi)歷史的理解，豐富對(duì)古人生產(chǎn)生活行為與文化活動(dòng)的認(rèn)識(shí)，從而可為探索已歷史信息提供重要的線索。此外了解早期人造材料的起源和演變，不僅是解決歷史上為什么、如何以及由誰(shuí)創(chuàng)造這些材料之謎的關(guān)鍵一步，也為審視歷史提供了一個(gè)新的角度。為了在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，考古學(xué)家和材料表征科學(xué)家之間的密切合作是關(guān)鍵。現(xiàn)代考古學(xué)界已越來(lái)越廣泛地采用現(xiàn)代科學(xué)表征技術(shù)來(lái)探查古代人造材料，推動(dòng)對(duì)歷史遺跡的深入挖掘并從古代文物中提取更多傳統(tǒng)考古學(xué)不可獲取的信息。該領(lǐng)域逐漸成為一種主流的交叉學(xué)科，先進(jìn)的表征工具可發(fā)現(xiàn)隱藏在古代材料深處的古代信息并重現(xiàn)古材料的制作工藝。這種技術(shù)如同羅塞塔石碑（Rosetta stone）一樣幫助考古學(xué)家和語(yǔ)言學(xué)家破譯埃及象形文字并揭示古埃及人曾經(jīng)的生產(chǎn)生活方式。
圖：結(jié)合互補(bǔ)原位方法來(lái)復(fù)制古代的制造技術(shù)。隨著物理化學(xué)表征技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，考古學(xué)界已借助大裝置同步輻射技術(shù)、高分辨電鏡、計(jì)算化學(xué)方法，使一些特殊的古代合成晶體得到發(fā)現(xiàn)和表征，相關(guān)的機(jī)理和以往的一些推論也逐漸得到更加清晰的解析，這讓學(xué)界有機(jī)會(huì)重新評(píng)價(jià)和提升一些傳統(tǒng)手工業(yè)體系的技術(shù)高度。特別是同步輻射光源具有高亮度、寬頻譜、偏振等特性，其中的顯微技術(shù)μ-XRF、μ-XAFS、μ-XRD、X-μCT和Nano-Arpes在古代文物的成分結(jié)構(gòu)探查、元素化學(xué)態(tài)確認(rèn)以及制造工藝研究等方面取得了不少成功案例。如對(duì)秦始皇兵馬俑盔甲上的著名顏料“中國(guó)紫”的發(fā)現(xiàn)與解讀，對(duì)古代福建建窯釉面窯變的解讀以及古燒造過(guò)程的研究。近期隨著表征技術(shù)往原位在線方案的發(fā)展，這提供了在非平衡態(tài)下實(shí)時(shí)追蹤材料合成或反應(yīng)過(guò)程。該技術(shù)為考古學(xué)界提供了研究古代人造材料的新路徑。例如，原位電子顯微鏡可以直接觀察材料的生長(zhǎng)和演變，結(jié)合古代文獻(xiàn)可模擬古代相應(yīng)條件下古材料的合成過(guò)程。此外，能夠在非平衡條件下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)材料的原位方法可能為恢復(fù)古代生產(chǎn)方法提供線索。因此，從古代材料中獲得的微觀結(jié)構(gòu)信息以及對(duì)加工條件關(guān)系的理解可直接轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代科學(xué)（擬古學(xué)）中真實(shí)的材料合成過(guò)程，并且在微觀尺度下復(fù)現(xiàn)古材料合成行為。相信在不久的將來(lái)，原位譜學(xué)與原位電子顯微成像手段可為考古學(xué)帶來(lái)更多驚喜的發(fā)現(xiàn)，我們將更好的認(rèn)識(shí)我們的過(guò)往。Wang, ZJ., Liu, Z. Characterizing ancient materials. Nat. Mater. 22, 144–145 (2023).DOI：10.1038/s41563-022-01423-xhttps://doi.org/10.1038/s41563-022-01423-x
