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凡走過必留下痕跡!以青銅古物研究,豐富歷史的樣貌——故宮博物院器物處助理研究員張莅專訪

科技大觀園_96
・2021/10/13 ・4040字 ・閱讀時間約 8 分鐘
〈鑑古展〉的展間入口,有種靜謐的莊嚴氛圍。圖/李先泰攝

相信台灣大部分的學生都有參訪故宮的經驗。心路及路程不外乎,從停在至善路的遊覽車上走下,與同學呼鬧一陣,再頂著大太陽走上蜿蜒的階梯。路上陳設著面露威嚴的石獅,透露了某種象徵國族的沈重氛圍——你隱約開始覺得,接下來的3小時,恐怕會比想像中來得漫長……
但事實上,故宮的策展比你想的鮮活許多,只要能理解銘刻在青銅器上的古文,你就能聽到銅器們的低語,正在訴說遠古的敘事。而每日埋首於古物鑑識的故宮研究員張莅,透過日新月異的科技分析技術,就像是有能力穿越古今的「古物口譯」,與你我分享那些低語,到底訴說了什麼,就讓我們來看看她的研究成果吧!

悉心講解的張莅副研究員。圖/李先泰攝

《鑑古青銅展》——乾隆的私人古物蒐藏

青銅器鏽色的外觀、神秘的獸紋,加上難解的古文,總給人不易親近的感受。但故宮的《鑑古青銅展》藉由《西清四鑑》做引,反倒拉出一條令人玩味的青銅器史觀。圍繞乾隆皇帝( 1736 – 1795 在位)所收藏的青銅器為主軸,《鑑古青銅展》訴說了乾隆皇帝的古物賞玩熱忱!他不僅為了寶貝們量身打造陳列架,還寫了許多首詠物詩與之相配!

以春秋晚期的〈邾大宰鐘〉為例, 乾隆皇帝邀請了群臣一齊作詩詠頌,並以泥金將眾人詩作刻在紫檀木架上,「這些詠物詩,除了是展現乾隆皇帝個人豐富的才學與儒識以外,也同時可以讓後人理解當時宮廷是以什麼角度來鑑賞這些銅器」張莅補充道。

乾隆皇帝鍾愛的〈邾大宰鐘〉。圖/國立故宮博物院提供

此外,展間更有一套吸引了乾隆皇帝作了七首詩以上,著錄於《西清續鑑‧甲編》的〈周鎛鐘〉,其出土於江西,由巡撫進貢到宮中。張莅解釋,由於清朝軍隊當時剛好平定了回部,這套古鐘對於乾隆皇帝來說,無疑可以看作是上天賜給他的祥瑞吉兆,而在欣喜之餘,他更從事一番考究,認為仍有一件闕如,於是另外製作了一件,使之合於古代十二律。

透過銘文,才發現器主原來是春秋晚期吳王之子「者減」,也因此重新定名為春秋晚期〈者減鐘〉。她解釋,由於青銅器流行於中原,相反,吳國則位於中國長江下游一帶,這項發現也就反映了吳國當時興盛的國力,以及使用漢字的文化面貌。

〈周鎛鐘〉出土於江西,由巡撫進貢到宮中給乾隆皇帝。圖/國立故宮博物院提供

《西清四鑑》的多元性,如清代霸權的縮影

《西清四鑑》雖然是以宋徽宗《宣和博古圖》為典範來編制,其最具時代意義的,還是它的豐富多樣性。不同於只著錄夏、商、周三代時期青銅器的《宣和博古圖》,《西清古鑑》更囊括了漢唐銅器,如北魏〈神獸蓮花紋壺〉 ,以及清帝國時期西方與西南方的銅器,類型包含容器、兵器、樂器等等,著名的像是〈伊斯蘭回文豆〉與〈立蛙紋鼓〉。

〈立蛙紋鼓〉的造型則是整個展間當中十分突出的一件收藏,著錄於《西清續鑑 ‧ 乙編》,銅鼓的造型為平面、曲腰,鼓面除了中央有十二道光芒的太陽紋外,邊緣更立有四隻形象生動的青蛙與一隻小鳥塑像,張莅解釋,相較於青銅器之於禮樂文化,〈立蛙紋鼓〉之於南方的少數民族則較為「生活化」,上頭的青蛙、小鳥可能是作為在慶典活動中祈求雨水豐沛、穀物豐收的用途。而這些豐富的文物,除了是作為一種珍奇異寶收藏之外,更是清帝國開疆拓土的一種文化展示。

〈立蛙紋鼓〉出於南方的少數民族,器物特徵較為「生活化」。圖/李先泰攝

延綿千年的「類型學」——銅器的分類大有學問!

《西清四鑑》在青銅器研究史上為什麼具有承先啓後的意義?而在今日的知識眼光中,看似理所當然的分類,實際上涉及了知識史的演變進程。張莅說,認識銅器的第一步,在於連結器物專有的名稱和形體樣貌,例如符合什麼樣的特徵叫做「鼎」?什麼樣又叫作「鐘」?

對於青銅器的認識,其實到了漢代就已有知識斷層,直到宋代「金石學」的興起,才有意識的建構青銅器知識。

宋徽宗朝的《宣和博古圖》,卷次即是按照「器類」編排,並成為後來乾隆朝《西清四鑑》編撰的典範,「從宋代開始按照器類編排這件事,其實是青銅器研究裡面十分有價值的,對於我們幫青銅器定年,以及辨別區域性的特徵非常重要」,她打趣說,可能對一般民眾而言,青銅器幾乎都長得黑乎乎的,可是只要仔細看,就能發現它們的共性和差異性,進而體會觀察器物的樂趣。

張莅表示,光是青銅器的擺放方式,就可延伸出不同的觀賞視角。比如三足鼎的擺放方式,是單足在前,或是雙足在前?如果像《宣和博古圖》是雙足在前,則可以看見銘文;如果像《西清四鑑》是單足在前,則我們可以清楚看見正面且立體的獸面紋飾,那麼究竟誰認為的正面才是正面?銘文是重要的歷史材料,而獸面又是商代晚期器物的一大特色,張莅笑說,這個問題觀者各自領略解讀,「這也是研究有趣的地方。」

單足在前的三足鼎,可見正面有立體的獸面紋飾。圖/李先泰攝

她也進一步補充,除了不同角度的觀看方式,耳朵與器物的形制也是觀察重點,如果呈垂直貌是「直耳」,如果經過橋接而長在側邊則是「附耳」,「其實鼎的組成很純粹,就是三隻腳、兩個耳朵,可是你沒有仔細觀察的話,絕對沒想到還有這麼細微的差別。」

張莅接著解釋,當時的類型學或許不像現在一樣精確,可以講出它細微之處的差異,但是按照這樣排列,就能讓我們發現,這些特徵從商代晚期到西周是有經過變化的,而這便是作為判斷年代的一個線索。

張莅也提醒我們,在沒有照相機的時代,這些青銅器的構造及規格,都是以「畫線圖」的方式紀錄,「畫線圖跟相機相較起來,感覺好像比較原始,但仍是極具價值的紀錄方式,直到現在考古材料還是仰賴專業線圖來呈現圖案的細節。」

《西清四鑑》內的畫線圖。圖/李先泰攝

真的假不了!科學鑑識讓「屑湊銅器」現形

西周的〈鳳鳥紋四足鬲〉獨一無二的外型曾令研究人員在分類上苦思不已,但研究的結果則恰好是「青銅器認識史的演進」的最佳例證。張莅與我們分享,當研究人員要將它分類進而定名時,卻遲遲找不到與它相同的器類,「它看起來既像鼎又像鬲,雖然跟鼎一樣有耳朵和腳,可是肚子偏偏又跟鼎不像;也跟鬲有相像的肚子形狀,可是肚子和腳之間卻是斷開而不是貫通的。」

事實上,由於後仿的問題,這樣看似獨一無二的器物在故宮其實並不罕見。不過,由於上面的鳳鳥紋是西周中期十分標準的特徵,「暗示我們這是一件對的器物」,於是研究人員便決定將此器物送至文物科學實驗室,由陳東和副研究員利用 X 光檢驗其內部結構,從而發現三項線索。

經過後人改造的〈鳳鳥紋四足鬲〉。圖/李先泰攝

一是在器物的腹部有明顯的孔洞補鑄痕跡,「我們一看就恍然大悟,立刻知道應該是原本的流嘴斷掉後,被後來的人補起來」;二是器物的雙耳與器身之間發現後鑄的痕跡,以及雙耳的鑄造品質與器身並不相同,判斷出兩個立耳其實是後來加上的;三則是器物的頸部和腹壁存在打磨的痕跡,則可能是把手脫落之處。

拼湊出這三條線索,便可以試著重建「去掉後鑄」的流嘴與雙耳,再補上把手,答案就呼之欲出,「這是古代貴族在祭祀前用來潔淨手部的注水器『盉』」!

未經改造的〈鳳鳥紋四足鬲〉。圖/李先泰攝

張莅也補充,這件器物在《西清古鑑》中就已經是「既像鼎又像鬲」的紀錄了,代表它並不是在乾隆之後被改作的,而推測是緣於明代「屑湊銅器」的風潮:「明代文人很迷古董,但是出土的東西可能很大機率是殘破的,那麼古董商自然就會將幾件不同的銅器拼接改製,叫作『屑湊銅器』,讓它賣相更好。」

透過科學鑑識,這一段「轉盉為鬲」的過程,終於在距離三千年後得以揭開身世。

青銅器的低語,訴說了「被遺忘的故事」

策劃一個以「知識是如何形成的」的古物展覽,張莅坦言並不容易,「青銅器外觀就是破破舊舊的,不像其他質材的文物,可以很直觀地欣賞,所以需要很多的背景知識才能理解,但又容易讓人感到知識轟炸。」

不過,即使先天吃虧,張莅對於青銅器還是抱有滿滿的熱忱,「透過青銅器,我們其實可以看到很多在主流歷史中不被記載的故事,它補充了很多小國家的歷史,更豐富歷史的樣貌。」

提到未來的方向,她說,一般民眾對故宮的認識可能就是幾件「明星文物」,比如翠玉白菜、毛公鼎或者肉形石,因此希望能夠透過透徹的研究,找到文物的價值,從而將故事講得生動、親切,創造更多明星展件,降低大家接觸文物的門檻。

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科技大觀園_96
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什麼是「造父變星」?標準燭光如何幫助人類量測天體距離?——天文學中的距離(四)

CASE PRESS_96
・2021/10/22 ・3033字 ・閱讀時間約 6 分鐘
  • 撰文|許世穎

「造父」是周穆王的專屬司機,也是現在「趙」姓的始祖。以它為名的「造父變星」則是標準燭光的一種,讓我們可以量測外星系的距離。這幫助哈柏發現了宇宙膨脹,大大開拓了人們對宇宙的視野。然而發現這件事情的天文學家勒梅特卻沒有獲得她該有的榮譽。

宇宙中的距離指引:標準燭光

經過了三篇文章的鋪陳以後,我們終於要離開銀河系,開始量測銀河系以外的星系距離。在前作<天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」>中,介紹了距離和亮度的關係。想像一支燃燒中、正在發光的蠟燭。距離愈遠,發出來的光照射到的範圍就愈大,看起來就會愈暗。

我們把「所有發射出來的光」稱為「光度」,而用「亮度」來描述實際上看到的亮暗程度,而它們之間的關係就是平方反比。一旦我們知道一支蠟燭的光度,再搭配我們看到的亮度,很自然地就可以推算出這支蠟燭所在區域的距離。

舉例來說,我們可以在台北望遠鏡觀測金門上的某支路燈亮度。如果能夠找到到那支路燈的規格書,得知這支路燈的光度,就可以用亮度、光度來得到這支路燈的距離。如果英國倫敦也安裝了這支路燈,那我們也可以用一樣的方法來得知倫敦離我們有多遠。

我們把「知道光度的天體」稱為「標準燭光(Standard Candle)」。可是下一個問題馬上就來了:我們哪知道誰是標準燭光啊?經過許多的研究、推論、歸納、計算等方法,我們還是可以去「猜」出一些標準燭光的候選。接下來,我們就來實際認識一個最著名的標準燭光吧!

「造父」與「造父變星」

「造父」是中國的星官之一。傳說中,「造父」原本是五帝之一「顓頊」的後代。根據《史記‧本紀‧秦本紀》記載:造父很會駕車,因此當了西周天子周穆王的專屬司機。後來徐偃王叛亂,造父駕車載周穆王火速回城平亂。平亂後,周穆王把「趙城」(現在的中國山西省洪洞縣一帶)封給造父,而後造父就把他的姓氏就從本來地「嬴」改成了「趙」。因此,造父可是趙姓的始祖呢!(《史記‧本紀‧秦本紀》:造父以善御幸於周繆王……徐偃王作亂,造父為繆王御,長驅歸周,一日千里以救亂。繆王以趙城封造父,造父族由此為趙氏。)

圖一:危宿敦煌星圖。造父在最上方。圖片來源/參考資料 2

回到星官「造父」上。造父是「北方七宿」中「危宿」的一員(圖一),位於西洋星座中的「仙王座(Cepheus)」。一共有五顆恆星(造父一到造父五),清代的星表《儀象考成》又加了另外五顆(造父增一到造父增五)。[3]

英籍荷蘭裔天文學家約翰‧古德利克(John Goodricke,1764-1786)幼年因為發燒而失聰,也無法說話。1784 年古德利克(John Goodricke,1764-1786)發現「造父一」的光度會變化,代表它是一顆「變星(Variable)」。2 年後,年僅 22 歲的他就當選了英國皇家學會的會員。卻在 2 週後就就不幸因病去世。[4]

造父一這顆變星的星等在 3.48 至 4.73 間週期性地變化,變化週期大約是 5.36 天(圖二)。經由後人持續的觀測,發現了更多不同的變星。其中一群變星的性質(週期、光譜類型、質量……等)與造父一接近,因此將這一類變星統稱為「造父變星(Cepheid Variable)」。[5]

圖二:造父一的亮度變化圖。橫軸可以看成時間,縱軸可以看成亮度。圖片來源:ThomasK Vbg [5]

勒維特定律:週光關係

時間接著來到 1893 年,年僅 25 歲的亨麗埃塔‧勒維特(Henrietta Leavitt,1868-1921)她在哈佛大學天文台的工作。當時的哈佛天文台台長愛德華‧皮克林(Edward Pickering,1846-1919)為了減少人事開銷,將負責計算的男性職員換成了女性(當時的薪資只有男性的一半)。[6]

這些「哈佛計算員(Harvard computers)」(圖三)的工作就是將已經拍攝好的感光板拿來分析、計算、紀錄等。這些計算員們在狹小的空間中分析龐大的天文數據,然而薪資卻比當時一般文書工作來的低。以勒維特來說,她的薪資是時薪 0.3 美元。順帶一提,這相當於現在時薪 9 美元左右,約略是台灣最低時薪的 1.5 倍。[6][7][8]

圖三:哈佛計算員。左三為勒維特。圖片來源:參考資料 9

勒維特接到的目標是「變星」,工作就是量測、記錄那些感光板上變星的亮度 。她在麥哲倫星雲中標示了上千個變星,包含了 47 顆造父變星。從這些造父變星的數據中她注意到:這些造父變星的亮度變化週期與它們的平均亮度有關!愈亮的造父變星,變化的週期就愈久。麥哲倫星雲離地球的距離並不遠,可以利用視差法量測出距離。用距離把亮度還原成光度以後,就能得到一個「光度與週期」的關係(圖四),稱為「週光關係(Period-luminosity relation)」,又稱為「勒維特定律(Leavitt’s Law)」。藉由週光關係,搭配觀測到的造父變星變化週期,就能得知它的平均光度,能把它當作一支標準燭光![6][8][10]

圖四:造父變星的週光關係。縱軸為平均光度,橫軸是週期。光度愈大,週期就愈久。圖片來源:NASA [11]

從「造父變星」與「宇宙膨脹」

發現造父變星的週光關係的數年後,埃德溫‧哈柏(Edwin Hubble,1889-1953)就在 M31 仙女座大星系中也發現了造父變星(圖五)。數個世紀以來,人們普遍認為 M31 只是銀河系中的一個天體。但在哈柏觀測造父變星之後才發現, M31 的距離遠遠遠遠超出銀河系的大小,最終確認了 M31 是一個獨立於銀河系之外的星系,也更進一步開拓了人類對宇宙尺度的想像。後來哈柏利用造父變星,得到了愈來愈多、愈來愈遠的星系距離。發現距離我們愈遠的星系,就以愈快的速度遠離我們。從中得到了「宇宙膨脹」的結論。[10]

圖五:M31 仙女座大星系裡的造父變星亮度隨時間改變。圖片來源:NASA/ESA/STSci/AURA/Hubble Heritage Team [1]

造父變星作為量測銀河系外星系距離的重要工具,然而勒維特卻沒有獲得該有的榮耀與待遇。當時的週光關係甚至是時任天文台的台長自己掛名發表的,而勒維特只作為一個「負責準備工作」的角色出現在該論文的第一句話。哈柏自己曾數度表示勒維特應受頒諾貝爾獎。1925 年,諾貝爾獎的評選委員之一打算將她列入提名,才得知勒維特已經因為癌症逝世了三年,由於諾貝爾獎原則上不會頒給逝世的學者,勒維特再也無法獲得這個該屬於她的殊榮。[12]

本系列其它文章:

天有多大?宇宙中的距離(1)—從地球到太陽
天有多大?宇宙中的距離(2)—從太陽到鄰近恆星
天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」
天有多大?宇宙中的距離(4)—造父變星

參考資料:

[1] Astronomy / Meet Henrietta Leavitt, the woman who gave us a universal ruler
[2] wiki / 危宿敦煌星圖
[3] wiki / 造父 (星官)
[4] wiki / John Goodricke
[5] wiki / Classical Cepheid variable
[6] wiki / Henrietta Swan Leavitt
[7] Inflation Calculator
[8] aavso / Henrietta Leavitt – Celebrating the Forgotten Astronomer
[9] wiki / Harvard Computers
[10] wiki / Period-luminosity relation
[11] Universe Today / What are Cepheid Variables?
[12] Mile Markers to the Galaxies

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CASE的全名是 Center for the Advancement of Science Education,也就是台灣大學科學教育發展中心。創立於2008年10月,成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源,奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。
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