倫勃朗油畫中的中子放射自顯影檢測(cè)研究

□ 克勞迪婭·勞倫茲—蘭斯伯格（柏林國立博物館柏林畫廊科學(xué)保護(hù)專家）

倫勃朗油畫中的中子放射自顯影檢測(cè)研究

□ 克勞迪婭·勞倫茲—蘭斯伯格（柏林國立博物館柏林畫廊科學(xué)保護(hù)專家）

克勞迪婭·勞倫茲—蘭斯伯格

我將在此通過分享倫勃朗作品的檢測(cè)分析實(shí)例，介紹中子放射自顯影檢測(cè)技術(shù)在保存修復(fù)中的應(yīng)用方法。

X射線攝影技術(shù)反映的是感光底片對(duì)放射光源發(fā)射出的X射線的吸收程度。使用中子放射自顯影技術(shù)，并不需要放射光源透過研究對(duì)象，而是利用對(duì)象本身所產(chǎn)生的較低輻射率作為輻射物質(zhì)進(jìn)行的感光成像。

其基本原理是通過中子原子反應(yīng)堆對(duì)油畫進(jìn)行人為干擾，將一個(gè)額外的中子整合到了原子核之內(nèi)，中子在減速的過程中會(huì)與原子核形成碰撞，這樣就在原子內(nèi)部引入輻射活動(dòng)。

圖1所示是柏林研究所所使用反應(yīng)器的反應(yīng)堆模型，該反應(yīng)堆會(huì)快速的產(chǎn)生中子，在此工作環(huán)境中就可以進(jìn)行快速中子實(shí)驗(yàn)。

快速中子實(shí)驗(yàn)是在經(jīng)過冷源進(jìn)行冷卻的反應(yīng)器中產(chǎn)生的，反應(yīng)器的底端是中子導(dǎo)管，油畫被安置在中子導(dǎo)管的底部。中子通過白色的視窗經(jīng)過油畫和原子核發(fā)生碰撞。產(chǎn)生的結(jié)果如下：錳元素原子核質(zhì)量是55，中子進(jìn)入原子核里面會(huì)產(chǎn)生放射性的同位素56，會(huì)產(chǎn)生β粒子和其他中子，這些中子使得底膠膜變黑?！粕渚€只有鎂元素的同位素才能產(chǎn)生，與其他同位素的波長(zhǎng)不同，∑輻射就可以通過一個(gè)偵查器被測(cè)量出來，根據(jù)光譜可以證明這種放射源于何種同位素。

在這份表格中（圖2）我們可以看到，17世紀(jì)時(shí)所使用的顏料可以通過這種方法讓它在感光底片上變得可視，尤其可以得知重要元素和其同位素的半衰期。但是，并不是所有的顏料成分都可以在底片上顯現(xiàn)出來，因?yàn)槌上耥樞虻牟煌?，某些在油畫中廣泛使用的顏料會(huì)使底片變黑，無法顯現(xiàn)；針對(duì)這種情況，我們選擇成像板進(jìn)行成像，其與感光膠片原理相同，但以快于10倍的速度進(jìn)行反應(yīng)，使得這種情況得以改善。

圖1　柏林研究所快速中子反應(yīng)堆模型　

圖2　顏料對(duì)應(yīng)元素及其同位素半衰期示意表

通過圖3來進(jìn)一步證明顏料中元素在膠片上的成像順序不同，褐色的代表的是錳，輻射活動(dòng)最高，半衰期是2.6小時(shí)，因此在曝光兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)就可以被讀出；銅的半衰期是12.8小時(shí)，2個(gè)小時(shí)內(nèi)物質(zhì)會(huì)放射整個(gè)放射程的1/8；第三個(gè)膠片曝光用了3天時(shí)間，可以根據(jù)膠片變黑的速度、變快的程度和面積判斷出該物質(zhì)是砷；4周之后才顯示變黑，可以判斷出跟磷、汞直接相關(guān)的同位素物質(zhì)；運(yùn)用膠片曝光成像板上對(duì)于X射線的敏感度可以看出，它以比自動(dòng)照相術(shù)快10倍的速度判斷出了鈷，極大地提高了效率。也就是說，可以通過膠片變黑的速度判斷所含有的物質(zhì)成分。對(duì)于油畫上的小部位進(jìn)行定位光譜檢測(cè)，在短時(shí)間內(nèi)可以得到有用的數(shù)據(jù)，這就是柏林國家美術(shù)館團(tuán)隊(duì)定義的檢測(cè)方法。

圖3　作品所含元素半衰期示意圖

圖4　倫勃朗作品X射線透視圖

圖5　倫勃朗作品中子放射自顯影成像

30年前的說法認(rèn)為荷蘭開展的倫勃朗研究項(xiàng)目的貢獻(xiàn)是最大的。他們也曾經(jīng)研究過柏林德國國家博物館館藏《戴著金色頭盔的男人》這幅作品，然而通過柏林國家美術(shù)館團(tuán)隊(duì)對(duì)這幅作品進(jìn)行中子自動(dòng)照相術(shù)的分析，我們重新從荷蘭的手中奪回了對(duì)作品進(jìn)行檢測(cè)研究的權(quán)利。

通過中子放射自顯影技術(shù)，我們可以得知作品的作者到底是不是倫勃朗。當(dāng)時(shí)對(duì)這幅畫作的作者到底是誰存在眾多爭(zhēng)議，我們首先對(duì)筆觸和筆鋒進(jìn)行了研究分析，注意到筆觸和筆鋒非常猶豫、緩慢，與倫勃朗的脾氣秉性不相符。然后根據(jù)光檢測(cè)和色粉檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該作品未使用過色粉，與倫勃朗在作品中使用大量的色粉和深顏色的顏料不相符；因此斷定此畫不是倫勃朗的作品。

倫勃朗在1650年開始就在作品中加入一些白色的色粉，幾乎所有背景都是運(yùn)用古黑灰和色粉結(jié)合的顏料打底，比如我們對(duì)倫勃朗另一幅最有名的作品通過中子放射自顯影技術(shù)分析，了解創(chuàng)作過程中一層一層的顏色是如何被畫上和去掉的，并且可以檢測(cè)到其背景顏色使用了色粉和古黑灰，比較起《戴著金色頭盔的男人》來說，可以斷定這幅作品才是倫勃朗的真跡。

這件是倫勃朗1660年的作品（圖4）。自動(dòng)照相術(shù)同樣給我們提供了很好的可視效果。倫勃朗首先繪制了背景，并且可以看出故意把前景留白。第三張、第四張膠片再次顯示了他特別喜歡使用的炭筆加色粉。相比最初的草圖繪制，我們可以看到倫勃朗在后期上色的時(shí)候根據(jù)畫面的需要對(duì)構(gòu)圖進(jìn)行了調(diào)整。自動(dòng)照相術(shù)可以總結(jié)出各層的輻射情況，包括經(jīng)過再次加工繪制的繪畫層。如此，每一層面就像一張透明醋酸纖維紙一樣相互疊加在了一起。

1627年，倫勃朗21歲，住在荷蘭的萊頓，創(chuàng)作了早期作品《婦人的預(yù)言》。應(yīng)用于這件作品的自動(dòng)照相術(shù)向我們展示了不同的繪畫技法出現(xiàn)在同一幅作品中，而且作品又被不斷的再創(chuàng)作，融入了新的繪畫技法的有趣現(xiàn)象；同時(shí)也展示出倫勃朗使用的以單色點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)線創(chuàng)作草稿而后填色的創(chuàng)作方法。

這幅作品中（圖6、圖7），我們可以看出馬的比例有一些失調(diào)，相對(duì)于頭部和眼睛，馬身的比例顯得比較小。通過自動(dòng)照相術(shù)檢測(cè)出馬的頭部上面并沒有用倫勃朗常用的顏料。經(jīng)過進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，作品上的植物是經(jīng)過刮擦和覆蓋的，天空的畫法也使用了這種技法形成了與眾不同的藍(lán)色層次。自動(dòng)照相術(shù)也向我們展示人物的裙子是通過把含銅的藍(lán)色顏料加黑色顏料所產(chǎn)生的，而觀察裙子顏料剝落之處的顏色變化發(fā)現(xiàn)，這幅作品是經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間才創(chuàng)作完成的。經(jīng)過對(duì)以上馬的大小比例和顏色變化的研究得出這幅作品是倫勃朗經(jīng)過了很長(zhǎng)一段時(shí)間的休筆之后，才又在作品上重新繪制出來的，完成這幅作品歷經(jīng)了很長(zhǎng)時(shí)間，畫家有意識(shí)地改變畫面物體比例和色調(diào)，使得這幅作品傳達(dá)的情境和情節(jié)更加突出。

圖6　倫勃朗作品《婦人的預(yù)言》

圖7　倫勃朗作品局部示意

其實(shí)，倫勃朗大部分的畫作都可以通過自動(dòng)照相術(shù)讀出當(dāng)時(shí)的故事。中子放射自顯影技術(shù)向我們表明畫作一層層之間的歷史，可以進(jìn)一步了解和揣測(cè)藝術(shù)家的創(chuàng)作意圖。這是柏林國立博物館對(duì)于這七十多幅倫勃朗作品的分析總結(jié)得出的結(jié)論。

（周曉路根據(jù)研討會(huì)速記稿整理，未經(jīng)作者本人審閱）