紅外線科技重現千年墨跡────中研院史語所藏西漢衣裝封檢 | CASE報科學
中央研究院歷史語言研究所（以下簡稱「史語所」）收藏大量漢代簡牘，利用高解析度紅外線影像掃描，肉眼看起來無字的簡牘上清楚地顯現出文字。學者因此得以釋讀兩千年前古人的墨跡，使這些考古材料重新展現生機。本文主要藉由一枚封檢來介紹紅外線掃描使簡上文字現形的原理。
撰文／顏安
●兩千年前的行李吊牌
史語所收藏的居延漢簡中，有一枚漢代守邊士兵的衣裝封檢（圖1），從彩色照片（左下）看不出字跡，但經過紅外線掃描處理之後（右下），則顯現出文字。封檢上方（局部放大處）的文字內容為「戍卒淮陽／國圉宜里／慶賢／年廿四」，說明這件行李的主人是出身淮陽國、名叫慶賢的二十四歲士兵。封綑衣袋的繩子纏繞進封檢的三道凹槽裡面，打結之後再和著泥塊塞入封檢的凹洞中，最後蓋上印章，以達到密封的作用，封檢下方的文字則記錄著袋中物品清單。這枚封檢可以說是漢朝人的行李吊牌，兼具彌封和標籤兩種作用。
在中國，大概到東晉時代以紙張作為書寫載體才開始流行，此前人們多用毛筆在竹片或木片上書寫文字。一般來說，狹長的叫做「簡」（有竹簡或木簡），比較寬的叫做「牘」（通常是木牘），二者合稱「簡牘」。從先秦到東晉，簡牘是最主要的書寫載體。二十世紀以來，中國各地出現許多古代的簡牘，為傳世文獻提供了佐證或補充，是研究古代史的重要材料。史語所收藏有上萬枚簡牘，這枚衣裝封檢就是其中之一。然而這些簡牘都已沉睡近兩千年，其上墨跡有的已褪色，或者滲入竹木內部，往往用肉眼難以辨識。拜現代科技之賜，透過紅外線影像掃描，使得原本模糊不清或根本看不見的墨跡得以清晰地再現。
史語所有一個簡牘整理小組，主要進行所藏居延漢簡的整理和出版計畫。他們利用紅外線儀器拍攝木簡影像，進而提供清晰的圖版，並辨識其中的文字，也對殘斷和分散的簡牘加以重新綴合。
●紅外線儀器讓墨跡現形
我們能看到東西，首先要有光；其次要有個物體，即所看的對象；第三要有類似鏡片那樣使光線折射之後成像的裝置，以肉眼來說就是水晶體；第四要有轉換光訊號的機制，比如從視網膜、視神經，到大腦進行影像辨識。以上是必要條件，卻不是充分條件。如果物體和背景完全同色（比如變色龍），就很難看出來，那是因為缺少了「對比」的作用。更精確地說，有對比的影像指的是目標物的光訊號和非目標物的光訊號之間存在差異，才能使我們看到東西。
紅外線和可見光相比，有以下兩個特性，因此能使簡牘上肉眼看不到的文字現形。其一，紅外線較不易散射，穿透率較高。波長愈短的光愈容易散射，這也就是為什麼白天的天空是藍色的（可見光波段中藍端的波長較短、紅端的波長較長）。紅外線的波長比可見光的還長，較不易受到材料中的微粒干擾而散射，因此能進入較深層之處。其二，墨汁裡所含碳質會吸收紅外線，書寫載體和表面的污垢等物質則比較會反射紅外線，因此能提高對比。總而言之，以紅外線掃描能「提取」在簡牘表面被污垢遮蓋或滲入表面之下的墨跡，並且讓墨跡和簡牘材質之間呈現更大的對比。
●科技進步促成人文研究的突破
以紅外線拍攝影像其實並不算新技術，史語所早在三十多年前就開始利用紅外線儀器攝製簡牘的影像；然而當時解析度很低，又缺少方便的後製軟體，需要花費很多分段拍攝、手工剪貼的工夫，做出的圖版品質也不盡理想。近十年前，史語所從日本iMeasure公司購入新型的紅外線掃描器（IR-6000），解析度高達兩千四百DPI，可以攝製相當清楚的簡牘圖像，顯著提升了整理小組的工作效率。順帶一提，DPI代表「每英寸點數（dots per inch）」，是度量點陣數位影像解析度的單位，指每一英吋長度可輸出點的數目，比如三百DPI的解析度表示每平方英吋有九萬（三百的平方）個輸出點。
2003年諾貝爾生理學或醫學獎頒給了美國化學家勞特伯（Paul Lauterbur）和英國物理學家曼斯菲爾德爵士（Sir Peter Mansfield），表彰他們在核磁共振成像（MRI）方面的發現。這兩人都不是醫學專家，但他們的發現為醫學領域帶來重大貢獻，因而獲獎。紅外線掃描技術使得消失的古代文字現形，造福考古學、歷史學和文字學界，也可以說是跨領域貢獻的一個例子。
參考資料：
史語所簡牘整理小組編《居延漢簡（壹）》（2014年，史語所）
錢存訓：《書於竹帛──中國古代書史》（1996年，漢美圖書）
Kengo Miyahara, Ichinose Shuuichi. “Extraction of Invisible Information Using Infrared Image Scanner.” Journal of the Japan Society of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. 39, No. 6, 2000.