扫描技术助力鉴定唐代珍稀银像，揭开中国唯一女皇之谜
在尖端工业检测技术与古代艺术史的一次非凡交汇中，X 射线 CT（计算机断层扫描）技术在鉴定中国唯一女皇武则天（624-705 年）现存唯一镀金银像的过程中发挥了关键作用。这尊高 25 cm 的造像目前由英国私人收藏，长期以来一直是学术界关注的焦点。为了在不损伤这件独一无二、价值连城的文物的前提下，验证其内部结构与真伪，研究人员采用了 Nikon Corporation 工业解决方案事业部提供的先进无损检测技术。
在位于英国特林市的 Nikon 工厂、演示中心及检测实验室中，Nikon X 射线 CT 专家 Andrew Ramsey 使用两台 Nikon 微焦点 CT 系统，以不同放大倍率完成了三组高电压、高分辨率扫描。共对该银质造像进行了三次检测。 前两次检测在 Nikon XT H 450 系统上完成，该设备是当前 VOXLS 40 C 450 机型的前代产品。 第一次扫描是耗时 36 分钟的环形锥束扫描，从造像顶部至底部进行扫描，扫描参数为 355 kV、95 W，分辨率为 140 µm。对头部这一研究重点区域进行了类似扫描，扫描期间采用相同电压，但分辨率提升至 65 µm。最后，在另一台 Nikon X-ray CT 系统 XT H 320 上完成了头部螺旋扫描，耗时 26 分钟。该系统的电压源更低，但探测器效率更高。扫描参数为 205 kV、35 W，分辨率进一步提升至 36 µm。
为清晰呈现高密度银合金文物的内部结构，在进行上述扫描时，均在射线源前端加装了 2 毫米厚的锡滤片，以滤除低能 X 射线，提升射线穿透力与图像清晰度。通常情况下，如果仅提高射线源电压，对射线平均能量提升效果有限，因为这会同时产生更多低能射线与高能射线。该滤片会优先滤除无用的低能射线，这类射线无法穿透样品，还可能产生伪影。 最终生成的 CT 三维体素图像为这尊女皇造像提供了其他技术手段无法实现的数字化影像。CT 切片呈现出均匀的灰度，证实造像为整体一体成型，材料密度一致，由同一种金属原料铸造而成，证明其外壳并非由不同材质或现代构件拼接而成。此外，内部影像还显示，当装饰部件采用钎焊或焊接方式固定在焊剂上时，焊剂中存在气泡现象。此类气泡正是中世纪古代焊接工艺的典型特征。这些发现从科学上确凿证明：该文物保持原始形态，并非现代复制品或高仿赝品。 中国西安陕西师范大学历史学教授王双怀，以及加拿大安大略省休伦大学历史学教授方骏，已通过对这尊造像的肉眼外观检测证实：造像的面部特征（包括龙目、阔面、方额）以及凤颈等其他体态特征，均与古籍中对武则天的历史记载相吻合。同时，造像的服饰与冠冕样式也被证实与唐代宫廷礼服饰制相符。
在这项多学科调查的第三项研究中，牛津大学材料系前研究员 Peter Northover 博士采用电子探针微区分析技术，对从造像底座提取的微量银合金样本进行了检测。检测结果显示，该合金的密度及赤铜 (4.21%）、锌 (0.05%) 和铅 (0.11%) 的含量比例，加上微量其他元素的存在，均与唐代已知银器一致，为该造像的真伪与年代提供了进一步的科学佐证。此外，金相分析还证实，造像表面形成的薄蚀氧化层是数百年自然老化的产物，而非通过现代化学处理方法为新造器物做旧的结果。 最终，这些冶金检测结论，结合肉眼外观鉴定及 Nikon 完成的高压 X 射线扫描结果，共同证实这尊造像为真品历史文物，而非现代仿造品。这支持了以下结论：该造像为现存罕见且真实的中世纪早期武则天造像实物。作为中国历史上唯一一位以自身名义执政的女皇帝，武则天在男性主导的漫长帝王统治中成就了独一无二的伟业。尽管历史上也曾有女性以太后或摄政的身份执掌大权，但武则天是中国历史上唯一一位受官方册封的女皇帝。
支持信息
这尊银质造像在 Nikon 特林工厂进行扫描和 X 射线影像重建时，王教授亲临现场。他认为，有必要对 CT 扫描分析过程中的两项核心结果展开详细阐释。在陕西师范大学发表演讲时，他阐述了以下几点：
“判定文物为单一金属原料铸造，是文物科学鉴真流程的核心依据，这让文物鉴定从主观的形制风格评判，上升为客观的材料成分分析。通过 CT 扫描，研究人员观测到造像呈现出均匀的灰度分布，这一特征证实，该文物的材质密度与化学成分均具备高度一致性。该发现成为验证文物真伪的有力手段，能直接排除现代仿造的可能性，因为仿制品的材质往往存在矛盾之处，既不符合历史逻辑，也无法复刻真品文物所具备的内在材质统一性。”
“除了排除仿造可能，通过确认这尊造像的银合金为单一原料铸造，还为研究人员奠定了重要基础，得以将这件孤品文物与特定的矿产产地、历史年代，以及当时的社会经济背景关联起来。最终，证实造像为单一材质打造，既守护了这件文物作为历史数据载体的完整性，也为后续的年代断代研究提供了坚实依据。” “关于造像所采用的古代焊接工艺，分析发现，其装饰构件是通过金银钎焊剂进行焊接固定的，这一工艺过程形成了残留的气泡。这些气泡被视作唐代工艺的天然印记，因其形成是源于硼砂等钎焊剂的分解，或是古代冶炼温度控制技术的局限性。”
“在文物验证中，这类气泡是判定文物年代的正向佐证依据。真品的气泡往往形态不规则、内壁粗糙，而若文物完全无气泡或气泡形态过于规整，则大概率为现代仿造品。研究人员借助高分辨率 CT 数据，对这些内部气泡及结构进行成像分析，既能有效验证造像真伪，也能拆解还原其古代制作工艺。”
王教授最后指出，对这尊造像开展的 X 射线 CT 扫描实现了文物内部结构的数字化还原。这项技术可与高精度外部扫描相结合，为文物构建数字孪生模型，实现文物的零损耗存档。外部扫描能捕捉纹饰、磨损痕迹等表面细节，而 CT 扫描获取的内部数据可揭示文物隐藏的内部结构，不仅能呈现材质密度、焊接气泡，而且还能清晰展现孔隙、杂质及裂纹走向。 数字孪生模型不仅有助于文物的后世保护留存，还能通过还原从铸造工艺到加工工序的完整制作流程，为从技术视角研究历史提供核心实证依据。这项技术还能助力搭建标准化文物数据库，得以对不同时代、不同地域独有的工艺特征展开比对，从而实现更精准的文物年代断定与分类。 此外，该技术还有助于规划外科级别的文物修复，以及突破实体限制进行虚拟展览。最重要的是，它是人类灿烂文明的终极备份。即便文物实体因灾害损毁或发生自然朽坏，数字孪生模型仍能留存其绝大部分科学信息，让全球范围内的持续研究与跨学科合作成为可能。 Nikon 高分辨率扫描以及牛津大学冶金检测研究结论均取得了巨大成功，加之详实的历史考证，最终促成王双怀教授与方骏教授的相关学术论文于 2025 年 12 月在国际顶尖汉学期刊 Monumenta Serica 上发表：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/02549948.2025.2572200
结论
本文最后，由造像收藏者作总结说明，讲述这尊造像如何被送至 Nikon 位于特林的工厂进行扫描。
“我是通过英国的一档电视节目了解到 Nikon 的扫描技术的，节目中介绍了这项技术曾用于 Antikythera 机械装置的相关检测工作，这件文物被公认为世界上首台模拟计算机。它于 1901 年在一艘沉于海底两千余年的古罗马商船残骸中被发现。”
“Andrew Ramsey 是那项 CT 扫描项目的核心研究者，因此我决定联系他，探讨为我收藏的这尊造像进行检测以确定其年代和真伪，从而佐证这尊造像确为武则天造像，是一件具有极高中国历史文化价值的文物。”
“在 Nikon 与牛津大学的协助下，王教授与方教授得以确凿无疑地证实，我收藏的这件银质文物为真品，同时解开了关于中国唯一女皇真实面容的数百年谜团。在此，我向参与这项研究的所有人士致以谢意，非常感谢大家。”
