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馬俑原本是彩色的，這已經(jīng)不是什么秘密了，其實(shí)在上世紀(jì)90年代，我們才研究出如何讓兵馬俑不“掉色”。而2009年的新一次研究中，科學(xué)家又從兵馬俑身上發(fā)現(xiàn)了一些“神秘物質(zhì)”，這個(gè)神秘物質(zhì)究竟是什么，跟秦代工匠們上班“摸魚”又有啥聯(lián)系呢？

出品：科普中國(guó)

制作：楊璐（西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院）

監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

今年是秦始皇兵馬俑考古發(fā)現(xiàn)45周年，暨秦始皇帝陵博物院建院40周年，秦陵博物院將開展"秦兵馬俑保護(hù)展示40年"系列主題活動(dòng)。作為系列活動(dòng)之一，部分彩色兵馬俑將被展出[1]。這些活動(dòng)將在社會(huì)上再次掀起一陣秦俑熱潮，使大眾對(duì)秦俑及其相關(guān)的歷史學(xué)、考古學(xué)信息有更多的了解，讓文物真正"活起來"。今天就讓我們一起來走進(jìn)兵馬俑，探尋它身上的神秘之處。

△"秦兵馬俑保護(hù)展示40年"系列活動(dòng)啟動(dòng)儀式（圖片來源http://www.bmy.com.cn/2015new/contents/472/25235.html）

秦始皇兵馬俑的發(fā)掘過程

1.偶然發(fā)現(xiàn)的寶藏

秦始皇兵馬俑是秦始皇陵陪葬坑，被聯(lián)合國(guó)教科文組織列入《世界遺產(chǎn)名錄》，被譽(yù)為世界第八大奇跡。秦俑發(fā)現(xiàn)于1974年，村民在打井過程中意外挖出了一些陶俑的碎片，并將情況上報(bào)文物部門。這一發(fā)現(xiàn)立刻引起了文物主管部門的高度重視，組織并派遣了聯(lián)合考古隊(duì)進(jìn)駐遺址，并開始對(duì)其進(jìn)行發(fā)掘。因?yàn)槭堑谝粋€(gè)發(fā)現(xiàn)的俑坑，所以稱之為一號(hào)坑。

1974年到1979年，文物主管部門組織了秦俑一號(hào)坑的第一次發(fā)掘。這次發(fā)掘基本探明了秦俑一號(hào)坑?xùn)|西長(zhǎng)230米、南北寬62米，距現(xiàn)在地表4.5~6.5米，面積14260平方米。1986年4月，文物部門又對(duì)一號(hào)坑進(jìn)行了第二次科學(xué)發(fā)掘，但持續(xù)的時(shí)間非常短。

2．秦俑獨(dú)特的制作過程

對(duì)一號(hào)坑的這兩次發(fā)掘因?yàn)闀r(shí)代較早，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，秦俑出土后顏色脫落嚴(yán)重，從而導(dǎo)致現(xiàn)在一號(hào)坑展出的秦俑都是沒有彩繪的。但其實(shí)秦俑在制作之初表面是描畫有各種彩繪的，只是彩繪在秦俑出土后不久就從俑身上脫落而永遠(yuǎn)消失了，其實(shí)這種脫落與秦俑特殊的制作工藝有關(guān)。

△一號(hào)坑彩繪脫落的秦俑（圖片來源http://bbs.zol.com.cn/dcbbs/d232_177175.html）

秦俑的制作過程是這樣的：先用泥塑成俑的初型，接著進(jìn)行修飾和細(xì)部刻畫，然后燒制。燒好后將單獨(dú)制作的頭、手和軀干組合在一起[2]。一般的彩繪陶器在燒好后直接在陶胎上繪彩，但秦俑卻不同，秦代的工匠在燒好的陶俑表面先涂刷了大漆，而后在大漆層上再繪彩[3,4]。這是一種很特殊的工藝，造成秦俑表面的彩繪大多是在漆層上附著而不是在陶胎上附著的。大漆在從地下出土后，干燥收縮卷曲，進(jìn)而從俑身表面脫落，將其上的彩繪一起帶落下來。這是秦俑彩繪脫落不同于一般彩繪陶器的重要原因。

在秦俑早期的發(fā)掘過程中，沒有針對(duì)這種特殊彩繪結(jié)構(gòu)的保護(hù)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，所以當(dāng)初的秦俑彩繪沒有辦法保護(hù)，出土俑身上的彩繪幾乎全部脫落掉了。上世紀(jì)90年代之后，秦俑博物館和德國(guó)巴伐利亞州文物局合作開展秦俑彩繪保護(hù)技術(shù)研究，開創(chuàng)了抗皺劑和加固劑聯(lián)合處理法，解決了秦俑出土?xí)r彩繪脫落的問題[5]。

3."神秘物質(zhì)"引起注意

2009年，秦始皇帝陵博物院?jiǎn)?dòng)了一號(hào)坑第三次考古發(fā)掘工作。這次考古發(fā)掘采取邊發(fā)掘、邊保護(hù)、邊研究的工作方法。也就是在這次的發(fā)掘過程中，秦俑身上的一些不太起眼的"神秘物質(zhì)"引起了考古工作者的注意。

△一號(hào)坑第三次發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)（圖片來源自攝）

這種物質(zhì)與秦俑陶胎的顏色相似，呈青灰色，質(zhì)地細(xì)膩均勻，表面看上去的狀態(tài)也與陶器非常接近，唯一不同的就是比較松軟，稍稍碰觸即呈粉末狀。分布在一件秦俑的袍子的局部，很是奇怪。難道這是秦俑的另一種裝飾工藝嗎？

△俑袍背面類似膩?zhàn)拥奈镔|(zhì)（圖片來源自攝）

隨著發(fā)掘的進(jìn)行，這種"神秘物質(zhì)"在俑足和踏板間、俑袍面、俑臂等多處均有發(fā)現(xiàn)。看上去像是起到將踏板和俑足粘起來的作用，在俑的身上又像是作為類似現(xiàn)代的膩?zhàn)右粯拥淖饔?/strong>。要不是親眼看見帶著這種物質(zhì)的秦俑從地下被發(fā)掘出土，還以為是現(xiàn)代的哪位文物修復(fù)工作者對(duì)秦俑進(jìn)行了修復(fù)呢！

△秦俑腳踏板與足部間連接處的物質(zhì)（圖片來源自攝）

但這些物質(zhì)到底是什么呢？在秦俑身上主要起到什么作用呢？這些問題引起了發(fā)掘工作者的興趣。

修補(bǔ)秦俑的"神秘物質(zhì)"

為了弄清楚秦代工匠使用的這種"神秘材料"，西北大學(xué)和秦俑考古隊(duì)緊密配合，協(xié)同攻關(guān)，開展了合作研究工作。根據(jù)這種物質(zhì)的顏色和外觀，初步判斷有可能是陶粉，即將燒制好的陶片研磨成的粉狀物。但如果僅僅是陶粉，并不具備粘性，無法形成在俑身上那種類似膩?zhàn)油磕ǖ耐庥^。因此判斷一定在它里面還曾添加有其他具有粘性的物質(zhì)。

陶粉屬于無機(jī)物，比較穩(wěn)定，分析鑒別的難度相對(duì)較小，但如果內(nèi)部添加有粘性物質(zhì)，這個(gè)物質(zhì)一般屬于有機(jī)物，容易降解流失且易被其他有機(jī)物污染，分析的難度極大。課題組經(jīng)過協(xié)商，決定在考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)文物出土的第一時(shí)間采集樣品，這樣可以防止因?yàn)闃悠烽L(zhǎng)時(shí)間暴露造成的降解及污染。同樣，為了避免采樣過程中工具、容器可能對(duì)樣品的污染，分析工作者使用干凈的金屬工具將樣品直接刮入玻璃樣品瓶中，為防止微生物滋生對(duì)分析結(jié)果造成的影響，立即對(duì)樣品瓶進(jìn)行密封冷藏保存，并在采樣結(jié)束后盡快進(jìn)行分析。

1.神秘物質(zhì)的成分被揭開

為了將可能存在的有機(jī)物與無機(jī)物分離開，樣品回到實(shí)驗(yàn)室后的第一步就是用高效率分離方法將樣品中的兩種組分分離，然后分別進(jìn)行分析研究。這里最難的是有機(jī)物的分析。因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的埋藏，有機(jī)物會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的流失問題。而按照文物保護(hù)的要求，能采取的樣品量又非常少，只有幾毫克，這就要求分析方法必須能夠在本來就已經(jīng)很少的樣品中找到有機(jī)物曾經(jīng)存在的蛛絲馬跡。況且現(xiàn)在的要求比這一點(diǎn)更高，我們不僅要找到它存在的痕跡，還要鑒別出它到底是哪種物質(zhì)。因此，整個(gè)分析過程必須設(shè)計(jì)嚴(yán)密，將各個(gè)流程間的損失率控制到最小。同時(shí)采取的分析手段也必須非常靈敏。

經(jīng)過了幾十個(gè)小時(shí)的實(shí)驗(yàn)室努力工作，研究工作者最終提取并成功鑒定出了這個(gè)"神秘物質(zhì)"中有機(jī)材料的種類。根據(jù)研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)"神秘物質(zhì)"的確含有有機(jī)物組分，且它的成分是雞蛋和動(dòng)物膠的混合物[6]。而通過對(duì)無機(jī)物部分的研究，發(fā)現(xiàn)它的成分與陶器非常類似，再加之對(duì)其顆粒粒徑的統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為就是將燒制好的陶片人工研磨而成的陶粉。至此，秦俑身上的"神秘物質(zhì)"的謎團(tuán)終于被解開。

2.利用膩?zhàn)?蒙混過關(guān)"

其實(shí)，像秦俑這么大體量的文物，其燒制即使在今天也不是一件非常容易的事情，更別說兩千多年前的秦代了。所以當(dāng)初秦俑不可能都是燒制完美的。秦俑陶胎體量大，胎壁厚，在燒制過程中常?？赡軙?huì)發(fā)生燒裂的現(xiàn)象。但這么大的陶俑，如果只稍微裂了一點(diǎn)就廢棄掉，實(shí)在是太可惜了。秦代工匠就發(fā)揮了自己的聰明才智，使用和陶胎顏色非常接近的陶粉，混合了具有粘性的動(dòng)物膠和雞蛋，調(diào)和均勻形成一種類似于"膩?zhàn)?的物質(zhì)，將裂隙填補(bǔ)、抹平，遮蔽掉開裂的痕跡。這種做法很有意思，類似于現(xiàn)代文物修復(fù)的方法。但當(dāng)初可能僅僅是為了提高效率或是騙過監(jiān)工的眼睛。

參考文獻(xiàn)

[1]央視網(wǎng). 秦兵馬俑保護(hù)展示四十年系列活動(dòng)啟動(dòng)[N/OL].

http://news.cctv.com/2019/03/30/ARTImRmCkjJFcVLeVMX5ZO4O190330.shtml,2019-3-30.

[2]劉占成.秦俑制作標(biāo)準(zhǔn)化淺述[J].文博,1992(03):73-77.

[3]秦俑彩繪保護(hù)技術(shù)研究課題組.秦始皇兵馬俑漆底彩繪保護(hù)技術(shù)研究[J].中國(guó)生漆,2005(01):7-16.

[4]何詩(shī)敏,陳海棟,容波,周鐵,張暉,張秉堅(jiān).秦俑陶質(zhì)彩繪原始工藝和剝落過程的探索性研究[J].文物保護(hù)與考古科學(xué),2014,26(04):14-24.

[5]周鐵.秦俑彩繪保護(hù)研究綜述[J].文博,2009(06):12-14.

[6]楊璐,申茂盛,盧郁靜,歐燁秋.秦俑古代修補(bǔ)粘接材料的分析研究[J].西部考古,2015(00):177-186.

erraform 是一個(gè)安全、高效地部署、更改、版本化基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序的工具，可以用來管理多層次的資源。從上層的軟件配置到底層的網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)配置都可以使用 Terraform 統(tǒng)一進(jìn)行管理。

關(guān)于Terraform 的特性、配置、及應(yīng)用場(chǎng)景，年前青小云已經(jīng)和大家分享過了，這里就不再贅述。今天青小云整理了一些與大家溝通過程中遇到的疑問以及 Terraform 在生產(chǎn)、研發(fā)環(huán)境中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，希望對(duì)大家有所幫助。

問：什么是 IaC(Infrastructure as Code)，與 DevOps 之間的關(guān)系是什么？

答：IaC 是通過機(jī)器可讀的定義文件而不是物理硬件配置或交互式配置工具來管理和配置計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心的過程。這些配置可以放在版本控制系統(tǒng)當(dāng)中，它既可以使用腳本也可以使用聲明式定義，不過現(xiàn)在比較推薦的是聲明式的定義。

IaC 是實(shí)現(xiàn) DevOps 最佳實(shí)踐的關(guān)鍵屬性——開發(fā)人員更多地參與定義配置，并在開發(fā)過程中更早涉足 Ops 團(tuán)隊(duì)。

利用 IaC 的工具可以看到服務(wù)器的狀態(tài)和配置，并最終為企業(yè)內(nèi)部的用戶提供可視性，旨在將團(tuán)隊(duì)聚合在一起，以最大限度地發(fā)揮他們的努力。自動(dòng)化旨在消除手動(dòng)過程中的混亂和容易出錯(cuò)的方面，并使其更加高效，允許更靈活地創(chuàng)建更好的軟件和應(yīng)用程序，減少停機(jī)時(shí)間，并為公司提供總體成本效益的方法?；A(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化工具通常包含在 DevOps 工具鏈的組件中。

問：如果一個(gè)公司采用基礎(chǔ)設(shè)施即代碼的方式的話，他有沒有碰到什么陷阱的風(fēng)險(xiǎn)？

答： 很多基礎(chǔ)設(shè)施團(tuán)隊(duì)都使用了云和自動(dòng)化技術(shù)，卻沒有使用自動(dòng)化測(cè)試和發(fā)布流程，而僅僅是把這種自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)做一種腳本語(yǔ)言來使用。他們同樣也會(huì)對(duì)每次改動(dòng)編寫手冊(cè)、配置文件和腳本，再針對(duì)一部分服務(wù)器手工運(yùn)行他們，也就是說每次改動(dòng)還是需要大量的人為干預(yù)。

這種工作方式意味著基礎(chǔ)設(shè)施團(tuán)隊(duì)還是沒有把自己從重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來，他們需要做變更時(shí)也沒有減少破壞系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，也沒能對(duì)他們的用戶產(chǎn)生幫助。所以還是需要自動(dòng)化能自動(dòng)化的一切，并且使用完整的上線流程保證腳本的正確性。

比較推薦的方法是，在腳本使用之前使用 Terraform plan 進(jìn)行執(zhí)行情況的預(yù)覽，但是有些情況下雖然 plan 是正常的，但是還是沒有辦法正常的執(zhí)行，所以在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)該先進(jìn)行測(cè)試。

一般來講基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生錯(cuò)誤造成的損失往往是巨大的。在上線之前也需要進(jìn)行 code review，在完成了這些步驟之后可以說這些代碼基本是 100% 可靠的。并且盡量要保證每一步只做一小部分修改，這樣比較方便找到腳本的問題，也方便同事進(jìn)行 review.

問：Terraform 是如何存儲(chǔ)狀態(tài)的，在我的團(tuán)隊(duì)當(dāng)中應(yīng)該如何去管理這些狀態(tài)？

答： 此狀態(tài)默認(rèn)存儲(chǔ)在名為“Terraform.tfstate”的本地文件中，但也可以遠(yuǎn)程存儲(chǔ)，遠(yuǎn)程存儲(chǔ)可能會(huì)更利于團(tuán)隊(duì)協(xié)作。Terraform 存儲(chǔ)的狀態(tài)文件是 JSON 格式的，但不鼓勵(lì)對(duì)其進(jìn)行文本編輯。Terraform 提供了 Terraform state 命令對(duì)其狀態(tài)的修改，不過大部分情況下是使用不到的。

對(duì)于單個(gè)腳本進(jìn)行管理多個(gè)環(huán)境的情況 Terraform 提供了 workspace 功能。使用 workspace 可以利用簡(jiǎn)單的判斷語(yǔ)句來修改部分變量的值：

如果只是小型可以利用版本管理工具來進(jìn)行狀態(tài)的存儲(chǔ)，不過使用這種方法有一定的缺點(diǎn)，例如狀態(tài)文件中可能包含一些賬號(hào)密碼等信息，有人同時(shí)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行操作時(shí)會(huì)造成一定的沖突。

更推薦的方法是使用 remote state 進(jìn)行狀態(tài)的管理，Terraform 的狀態(tài)管理支持多種存儲(chǔ)形式如 S3、Consul 等，部分的存儲(chǔ)可以支持狀態(tài)鎖以保證只有一個(gè)人在執(zhí)行 Terraform apply.

問：如何將 Terraform 集成到我的項(xiàng)目當(dāng)中？Terraform 有沒有提供相關(guān)的 API？

答： 為了方便從代碼中調(diào)用 Terraform，可以使用 JSON 形式的配置文件，這樣可以簡(jiǎn)化生成配置文件的步驟。

當(dāng)然也可以使用 Terraform 作為庫(kù)進(jìn)行編程，Terraform 是一個(gè)遵循 MPL2.0 的開源軟件，所以不用對(duì)版權(quán)問題擔(dān)心。不過使用 Terraform 作為庫(kù)進(jìn)行開發(fā)，官方并不保證他的穩(wěn)定性。并且 Terraform 的初始化過程相對(duì)來說也較為復(fù)雜。

問：在使用 Terraform 的情況下，如何在不停機(jī)的情況下進(jìn)行服務(wù)的升級(jí)？

答： 在 Terraform 的資源配置當(dāng)中包含幾個(gè)字段可以幫助實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能例如 lifecycle 當(dāng)中的 create_before_destory，該標(biāo)志可以保證在原實(shí)例銷毀之前就創(chuàng)建資源進(jìn)行替換。例如在刪除舊負(fù)載均衡器后端的時(shí)候可以使用他來創(chuàng)建好后端。

對(duì)于有狀態(tài)的服務(wù)，我們通常使用掛載的硬盤進(jìn)行狀態(tài)的存儲(chǔ)，可以使用 lifecycle 當(dāng)中的 prevent_destroy 保證 volume 不會(huì)被操作失誤刪除，然后將硬盤掛載到新啟動(dòng)的實(shí)例上。

問：如何對(duì)生產(chǎn)、開發(fā)等環(huán)境的Terraform腳本進(jìn)行管理 ？

答： Terraform 提供了 workspace 功能可以讓用戶對(duì)單個(gè)配置目錄生成多個(gè)不同的基礎(chǔ)架構(gòu)資源。默認(rèn)情況下我們使用的都是名為 default 的工作區(qū)，使用 Terraform workspace 子命令可以進(jìn)行 workspace 的相關(guān)操作。

在具體的配置文件當(dāng)中我們可以使用 ${Terraform.workspace} 取出變量的值，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷來修改部分變量的值。

workspace 是用來管理開發(fā)生產(chǎn)之間微小差異的方法，但并不是唯一的隔離機(jī)制。

隨著 Terraform 配置文件的增大，使用 remote_state 進(jìn)行狀態(tài)的管理是一個(gè)比較推薦的方法。 Terraform 同樣也支持 workspace 機(jī)制可以視情況使用。

在 Terraform 的開源社區(qū)當(dāng)中已經(jīng)明確提出在后續(xù)版本當(dāng)中會(huì)加強(qiáng) workspace 相關(guān)的功能，可以將 workspace 與版本管理工具的分支進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

問：Terraform 如何和配置管理工具比如 Ansible， Puppet 集成？

答： Terraform 本身支持 output 變量，可以把創(chuàng)建基礎(chǔ)設(shè)施后想要保存的變量進(jìn)行 output, 再進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚磔敵龅脚渲霉芾砉ぞ弋?dāng)中。

不過更推薦的方法是使用 Terraform-inventory 將 Terraform 的 state 文件直接轉(zhuǎn)換為 ansible 的 Inventory 文件，然后利用 Inventory 進(jìn)行 ansible 腳本的使用。

下面是一個(gè)開源的項(xiàng)目可以非常方便的 Terraform 的 state 文件轉(zhuǎn)換為 Inventory 文件，

https://github.com/adammck/Terraform-inventory

同樣 Terraform 有使用 Provisioners 進(jìn)行幫助初始化機(jī)器，其中支持了多種 Provisioners，如 chef、remote_exec 等也可以幫助用戶進(jìn)行配置管理。

問：如何將多個(gè) Terraform 項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)聯(lián)？

答： 隨著 Terraform 的配置變大，將一個(gè)大型的配置文件拆分為多個(gè)配置可能會(huì)更安全更易用。可以利用 Terraform 的 data resource 讀取其他項(xiàng)目當(dāng)中的配置。

并且利用 remote_state 可以將狀態(tài)設(shè)置為 read-only 可以保證最為基礎(chǔ)的設(shè)施不會(huì)被各個(gè)團(tuán)隊(duì)都能進(jìn)行修改。