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玻璃的古老起源

2022-06-27 09:50編譯嗶星
世界科學 2022年6期
關鍵詞:近東考古學家埃及

編譯 嗶星

今天被人們愛答不理的玻璃,過去似乎只有國王才高攀得起。數千年前的古埃及法老甚至帶著玻璃陪葬,留給后世考古學家驚艷的標本。圖坦卡蒙國王的陵墓里一個裝飾性的書寫調色板和兩個藍色頭枕都由實心玻璃制成,他所戴的黃金面具鑲嵌有藍色玻璃條紋。

英國克蘭菲爾德大學的考古學家安德魯·肖特蘭(Andrew Shortland)表示,青銅時代晚期的材料以實用的米色、棕色和沙色為主色調,五彩斑斕的玻璃(充滿了藍色、紫色、青綠色、黃色、紅色和白色)提供了除寶石外最靚麗的色彩景觀。在材料的層次體系中,玻璃的地位稍遜銀金,不輸寶石。

但關于這位曾經的材料界貴族,我們有許多問號:玻璃最早于何處由何人制造?其制作工藝怎么樣?它如何在古代世界傳播?

過去幾十年間,材料科學技術的進步和應用,以及專家們對過往挖掘的文物的重新分析,填補了玻璃史的很多缺漏。這些分析工作也為我們了解青銅時代工匠、商人和國王的生活以及他們之間的國際聯系打開了一扇窗。

阿瑪爾納書簡,指的是在埃及阿瑪爾納遺址發現的大量以楔形文字寫成的泥板文獻,記載法老與西亞各國國王之間的往來書信內容,其中提及了玻璃。亞實基倫的迦南統治者伊迪亞曾如此說道:我的國王,我的主,我已經訂購了一些玻璃,特此發送給國王,我的主,30(片)玻璃

千年尋蹤

玻璃通常由二氧化硅制成,內部原子無序排列,是“玻璃態”的非晶體。(不同于晶體結構的水晶。)

考古學家發現的玻璃珠可追溯至公元前3000年?;诓AР牧虾图夹g的釉料則出現得更早。不過到青銅時代晚期——公元前1600年至公元前1200年——玻璃似乎才真正變得流行,在古埃及、邁錫尼時代的希臘和美索不達米亞(也稱近東,位于現在的敘利亞和伊拉克)廣受追捧。

那個時代的玻璃不同于今時之物,通常是不透明且色彩飽滿的,其二氧化硅來源則為壓碎的石英卵石,而非沙子。聰明的古代人找到方法將碎石英的熔化溫度降低到青銅時代熔爐所能達到的水平:沙漠植物的灰燼中含有豐富的鹽類,如碳酸鈉或碳酸氫鈉,通過摻入這些成分,熔融工作變得容易;此外,添加物還帶來了氧化鈣,從而使玻璃更加穩定。古代的玻璃制造商還會添加賦予玻璃顏色的物質,例如鈷(深藍)或銻酸鉛(黃)。這些成分融入熔體,為如今的研究人員提供了化學線索。美國西北大學的材料科學家馬克·沃爾頓(Marc Walton)表示:“我們可以開始分析用于生產玻璃的原材料,然后推斷它來自世界的哪個地方?!?/p>

但上述化學線索無法幫助學者們走得很遠。大約20年前,當肖特蘭和同事調查玻璃起源時,他們發現來自埃及、近東和希臘的玻璃似乎在化學層面上十分相似,難以通過當時的技術進行區分。

藍色玻璃是個例外。這要歸功于波蘭出生的化學家亞歷山大·卡茨馬爾奇克(Alexander Kaczmarczyk)的工作。他在20世紀80年代發現,把鋁、錳、鎳、鋅等元素與鈷放一起用,能使玻璃呈現深藍色;此外,通過檢查元素的相對含量,卡茨馬爾奇克等人甚至在埃及的綠洲里追蹤到了用于藍色著色的鈷礦石及其礦物來源。

肖特蘭跟隨卡茨馬爾奇克的腳步,開始研究古埃及人如何使用鈷礦石。他和同事在實驗室里重現了青銅時代晚期工匠可能用來制備相容顏料的化學反應,并成功制得一種深藍色玻璃,與古埃及藍玻璃頗為相似。

這條玻璃魚是在阿馬爾納城一座相當簡陋的私人住宅內發現的

在21世紀的頭幾年,一種被稱為“激光剝蝕電感耦合等離子體質譜”(LA-ICP-MS)的新技術為新發現和新見解提供了可能。LA-ICP-MS能借助激光去除肉眼不可見的微小材料斑點,使用質譜法測量一組元素,創建樣品的化學指紋。

基于此方法,肖特蘭和沃爾頓等人在2009年對希臘出土的青銅時代晚期玻璃珠進行了分析。分析結果顯示,希臘玻璃具備近東或埃及的特征——支持了希臘從這兩個地方進口玻璃的觀點。(希臘方面可能對玻璃進行了加工。)埃及玻璃往往含有較高水平的鑭、鋯和鈦,而近東玻璃則含有更多鉻。

難擇“西”“東”

玻璃最早誕生于何處呢?研究者長期以來的爭論焦點集中于近東和埃及。在一段時間內,學者們基于一些可追溯到公元前1500年左右、美麗且保存完好的玻璃制品,而更傾向于選擇埃及。但到了20世紀80年代,隨著人們在現伊拉克境內的青銅時代晚期城鎮努濟發現的大量玻璃,專家觀點開始向近東地區傾斜。

然而,對考古文本的重新分析顯示,努濟鎮的存在時間比此前估計的要晚100~150年,彼時的埃及玻璃制造業似乎更發達,因此較近東更具說服力。

但故事并未就此結束。玻璃會降解,尤其是在潮濕環境下,而沙漠環境則擁有極為理想的保存條件。來自埃及古代墓葬和城鎮的物品歷經數千年仍保完整,但在美索不達米亞的河漫灘上,墓葬里的近東玻璃因經常受到水的侵襲,而變作片狀粉末。

壞了的玻璃難以辨認,更無從分析,這意味著我們可能遺漏了大量近東玻璃。用肖特蘭的話說:“我認為很多玻璃實際上已經消失了。你現在無法真正確定哪塊是最早出現的?!?/p>

“投桃報李”

分析玻璃的制造地是一項高難度工作,部分原因在于材料經常被交換(無論是以玻璃制品抑或玻璃原料的形式)。

塞浦路斯研究所的考古材料科學家蒂洛·雷倫(Thilo Rehren)研究了圖坦卡蒙墓中物品背后的工藝。他指出,玻璃有助于我們將古代帝國聯系到一起。國王將物資運送給其他統治者,并期待對方投桃報李(物資或忠誠)。青銅時代晚期的物資清單顯示,象牙、寶石、木材、動物以及人口等都被用于交換,玻璃當然也被囊括其中。

肖特蘭和同事對一條出土于埃及古羅布的玻璃珠項鏈開展分析,發現了與美索不達米亞相關的化學特征:鉻含量相對較高。出土地點似乎表明它是送給法老圖特摩斯三世以及他妻子(近東婦女)的禮物?!拔覀儸F在剛開始看到古埃及與其他地區間的一些交流?!?/p>

20世紀80年代初期,潛水員在土耳其海岸附近發現了公元前14世紀的烏魯布倫沉船。英國謝菲爾德大學的考古學家卡羅琳·杰克遜(Caroline Jackson)認為,針對這艘沉船的分析有望揭示3 000多年前的全球經濟。它可能是腓尼基的航船,往來各地,運送禮物——象牙、銅、錫,甚至是來自波羅的海的琥珀。發掘團隊從沉船內找到一堆彩色玻璃——175個未完成的玻璃鑄塊,待進一步加工。

大多數鑄塊呈深藍色,不過也有紫色和青綠色的。杰克遜與同事切下少量小碎片分析發現,這些原始玻璃塊原產于埃及。

陶中璃影

難以確定玻璃制造地點的另一個原因是制造過程幾乎不產生廢料。

大約20年前,雷倫與考古學家埃德加·普施(Edgar Pusch)來到尼羅河三角洲一個跳蚤猖獗的挖掘點,嘗試通過出土于此的陶器碎片來尋找關于古代玻璃“作坊”的蛛絲馬跡。該遺址位于今天埃及境內的村莊坎蒂爾(Qantir),是公元前13世紀法老拉美西斯二世統治時期的古埃及首都。

雷倫和普施發現:許多陶器都帶著一層富含石灰層的不粘性屏障,方便拆卸;其中部分器皿(包括一個重復使用的啤酒罐)似乎曾被用于制造玻璃,因為它們裝有白色、泡沫狀的半成品玻璃。此外,他倆還將陶器的顏色與它們在熔爐內承受的溫度聯系了起來:玻璃原料可能在大約900 ℃的高溫下熔化,進而轉變為半成品玻璃;但有些陶器呈深紅色或黑色,這表明它們曾被加熱至1 000 ℃以上,這個溫度足以令玻璃熔化并均勻著色,最終成為玻璃鑄塊。一部分陶坩堝甚至含有以銅著色的紅色玻璃碎片。

之后,雷倫等人又在其他遺址找到了類似的關于玻璃制造的證據。他們發現阿瑪爾納遺址的陶器里有且僅有鈷-藍色玻璃碎片。而在坎蒂爾的陶坩堝內,銅-紅色玻璃碎片是主要成分。古埃及王室貴族墓葬所在地利斯特也有帶玻璃碎片的陶器出土,不過其主色調為青綠。

發掘點的玻璃色調單一,意味著該“作坊”專攻某種著色劑。不過色彩繽紛的玻璃制品也并非罕物,發掘團隊在阿瑪爾納找到了多色調玻璃棒(可能通過重新熔化不同顏色的鑄塊制成)。這一發現也支持了部分學者的觀點:各色玻璃鑄塊的運輸和貿易活動在多地開展,它們被用于制品加工。

火舞琉璃

很多考古學家仍在阿馬爾納追尋玻璃往事,有時還會仔細重復前輩們的探索工作。

1921年至1922年,英國考古學家倫納德·伍利(Leonard Woolley)領導團隊發掘了阿馬爾納遺址。但在柏林自由大學的埃及古物學家安娜·霍奇金森(Anna Hodgkinson)看來,伍利等人行事匆忙并專注于更花哨的發現,而沒有花功夫去記錄玻璃,“坦率說,他們把事情搞得一團糟”。

在2014年和2017年的挖掘工作中,霍奇金森和同事們努力填補前輩的疏漏。他們在阿爾瑪納遺址發現了玻璃棒和玻璃片,其中一部分出土于沒有窯爐的、社會地位相對較低的家庭附近,這有些令人費解,因為玻璃在當時象征地位。受到更古老埃及藝術——描繪兩名金屬工匠用管子向火中吹氣的畫作——啟發,考古學家想知道能否使用小火來加工玻璃。他們圍著火爐埋頭干,終于發現,比造玻璃常規火候更小的火力也能達到足夠燒制玻璃珠的溫度?;羝娼鹕J為,早期考古學者可能忽略了這種小火力的爐子。鑒于此,阿瑪爾納時代的玻璃制造或許并不如此前推斷的那么高級。她進而推測,當時的婦女和兒童可能也參與了玻璃制造,因為維持恰當火候需要更多人手。

雷倫也一直在思考這些玻璃的去處,因為近東地區的商業城鎮盛產玻璃,并且大量運往希臘?!霸谖铱磥?,它不像是一種受到嚴格控制的王室商品。我相信,再過5至10年,我們就能夠證明阿馬爾納的玻璃是一種昂貴獨特的高級商品,但并非王室獨享?!?/p>

畫中的兩名金屬工匠用管子向火焰吹氣(上);研究人員模仿畫中人以管吹火的方式,嘗試制造阿馬爾納同款玻璃珠(下)

另一方面,研究人員也開始借助材料科學追蹤彩色玻璃制品的潛在“顏色”交易。2020年,肖特蘭等人報告稱,他們使用同位素追蹤了銻的來源,這是一種可用于產生黃色或使玻璃變得不透明的元素。肖特蘭指出:“絕大多數的早期玻璃都含銻?!辈贿^銻非常罕見,這讓他的團隊很想知道古代玻璃制造商是從哪里得到此物質的。

他們分析發現,這些玻璃中的銻同位素與來自今天高加索格魯吉亞地區的輝銻礦(含硫化銻的礦石)相匹配——這是有色玻璃國際貿易的最佳證據之一。

研究人員現在依然努力探尋著玻璃誕生的元年。雖然埃及一直是學界關注的焦點,但近東地區仍有許多遺址可待考古學家挖掘以找尋新線索。由于現代社會對文物跨國(甚至只是跨區)分析的諸多限制,霍奇金森等考古學家正致力于在挖掘現場應用便攜式考古方法,并積極與當地研究人員開展合作。與此同時,借助強大的新技術去重新分析那些已被探究過的舊物件,也有望帶來新的考古線索。

鑒于我們對玻璃歷史的認知是不斷發展的,雷倫提醒大家不要過分相信任何研究結論。盡管考古學家借助歷史記錄和已知文化背景,仔細思考了這些古代玻璃器物的意義和歷史,但我們須明白,曾經散落于某地的材料中只有一小部分能保存至今并被發現,學者手里的珍貴遺存不過是零光片羽。而用雷倫的話說:“考古研究工作可能給出相互矛盾的信息和觀點?!彼械目脊判畔⑴c玻璃“碎片”混在一起,更是能以不同方式拼湊出不同的圖景,得到不同的結論。

資料來源 Knowable Magazine

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