艺术品修复科技：解锁艺术品历史密码的神奇钥匙1

在艺术的世界里，每一件作品都承载着历史的记忆与人类的智慧，它们跨越时空，向我们诉说着往昔的故事。然而，岁月的侵蚀、人为的破坏，让这些珍贵的艺术品面临着不同程度的损伤。如何让这些饱经沧桑的艺术瑰宝重焕生机，让后人得以继续领略它们的魅力？艺术品修复科技应运而生，它如同一把神奇的钥匙，为我们打开了还原艺术品真相的大门。接下来，就让我们一同走进这个充满奥秘与惊喜的领域，探寻那些令人惊叹的修复技术与故事。

破纪录画作背后的修复科技力量

在2017年，艺术市场掀起了一场惊涛骇浪。传奇画家达·芬奇的一幅油画《救世主》（Salvator Mundi）以4亿5030万美元的惊人价格售出，一举打破了艺术品拍卖的纪录。这幅描绘基督画像的作品，有着一段曲折离奇的身世。很长一段时间里，它都被人们视为仿作，无人问津。直到2007年，纽约大学的一个研究小组运用先进技术对其展开深入分析，才逐渐揭开了它神秘的面纱。（编按：不过，亦有专家认为，该画作并非出自达·芬奇之手）这一事件不仅彰显了艺术品的巨大价值，更凸显了艺术品保存和修复领域技术进展的重要性。正是这些技术的不断进步，让学界得以真正深入了解艺术品的历史，探寻正确的保存方式。毕竟，对于这些承载着人类文明记忆的艺术品来说，确保它们能够长久保存，让后代子孙也能欣赏到它们的魅力，是至关重要的。而在修复之前，对艺术品进行全面细致的科学调查，则是开启修复之旅的关键第一步。

探秘林肯大学：高科技实验室里的艺术解密之旅

2018年年初，编辑团队怀着好奇与期待的心情，前往林肯大学进行参访。这所大学可不简单，它是全英最大的艺术品保存暨修复研究中心的所在地，宛如一座艺术的“科技殿堂”，吸引着无数艺术爱好者和科研人员前来探寻艺术的奥秘。

走进艺术学院的深处，一条宽阔的走廊延伸向远方，通向一间间看似不起眼却暗藏玄机的高科技实验室。这些专用实验室就像是艺术的“解密室”，配备了各种精密的仪器，专门用于挖掘艺术品背后的秘密。在这里，一群富有好奇心和探索精神的研究员正忙碌地工作着，他们如同艺术的“侦探”，致力于揭开绘画、雕塑和工艺品等的历史和奥秘。

艺术品修复中，成分分析的技术至关重要，尤其是在分析颜料的组成方面。颜料是艺术品的“外衣”，不同的颜料不仅决定了作品的色彩，还反映了当时的材料技术和艺术风格。为了维持或恢复文物的原貌，修复师必须准确了解所用颜料的成分，这样才能找出最合适的修复颜料，并进行精准的颜色比对。

手持式X射线荧光（XRF）光谱仪堪称检测颜料的“利器”。它能够识别材料的基本成分，其工作原理十分精妙。该仪器会先以X射线激发样本，就像给样本注入一股神秘的能量，然后测量被测物所散发的荧光X射线，通过分析这些射线的特征，得出准确的结果。

颜料中含有多种不同的元素，如锌、铁和钛等，这些元素各有独一无二的特征，就如同人类的指纹一样。当元素被X射线照射时，元素中的原子便会释放出独有的X射线能量峰值，光谱仪就像一位精准的“侦探”，能够捕捉到这些细微的信号，并将这些数据以元素序列的形式记录下来。这样，研究员就可以轻松识别样本中的元素及其含量。

这种技术不仅能判定画作颜料的成分，还适用于古董机械的涂层研究。林肯大学的研究员保罗·克罗夫（Paul Croft）就运用XRF光谱仪为一辆1943年军用坦克的迷彩涂层进行颜色比对。在研究该坦克的某个部件时，克罗夫发现某种元素的含量极高。他解释道：“一旦了解颜料的成分，就会理解为何其中含有某种元素。过去之所以会选用锌基颜料和底漆，大概是为了防锈蚀。”这一发现不仅让我们对古董机械的制造工艺有了更深入的了解，也为艺术品的修复提供了新的思路。

博物馆用大型X射线荧光扫描仪来分析维梅尔的画作〈戴珍珠耳环的少女〉（约绘于1665年）

辨识元素：XRF光谱仪如何洞察画中乾坤

“见微知著！”这句话用来形容XRF光谱仪在艺术品分析中的作用再合适不过了。让我们深入了解它是如何找出隐藏在画中的元素的。

探测器（Detector）是XRF光谱仪的“眼睛”，原子经X射线照射而发出的能量会由此部件进行检测。它就像一个敏锐的观察者，不放过任何一个细微的信号。搜集到的数据接着会被传至处理器，进行进一步的分析和处理。

处理器（Processor）则如同光谱仪的“大脑”，探测器搜集到的数据能透过无线或USB传至电脑，在这里，数据经过复杂的计算和分析，转化为有价值的信息，以利研究员进行进一步的研究。

X射线（X-rays）是整个分析过程的“能量源泉”，它会对样本发出高能X射线，激发样本中的原子，使其释放出特征性的荧光X射线。

原子（Atom）是物质的基本构成单位，一旦被X射线轰击，不同的化学元素原子会根据电子排列的情形，释出不等的能量。这就好比不同的乐器在受到敲击时，会发出不同音调的声音，原子释放的能量也各不相同，从而为我们提供了区分不同元素的依据。

电子（Electron）在原子中扮演着重要的角色。当X射线击中时，一个电子会从元素的低能阶（内环）脱离，而一个来自高能阶（外环）的电子将“掉入”原本的空位。这一过程就像是一场微观世界的“舞蹈”，电子的跃迁伴随着能量的释放，为我们揭示了元素的秘密。

文中图片均来源于《How it works》杂志

作者：《how it works》科普团队

审核：孙明轩 上海工程技术大学 教授