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用粒子加速器重现十九世纪的样貌

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来源:admin    发布日期:2020-01-02

  (AgX)所覆盖。当需被拍摄的场景在镀银铜片上曝光后,就可以用水银蒸汽对镀银铜片进行处理,这样图像就会随着被加热过的水银蒸气显现,在底片表面上形成银-汞(水银)的图像颗粒。曝光越强的部分,产生的这种粒子也就越多。因此照片中越亮的部分,这些粒子的密度越高。由这些粒子产生的镜面反射和漫反射,形成了19世纪老照片中具有代表性的灰色色调。

  但是,用银版摄影法拍摄的照片非常容易失去光泽并变得暗淡。随着时间流逝,许多银版照片都变得面目全非,在极端情况下,有的照片甚至会完全失去其含有的图像。比如下面的两张:

  两张拍摄于19世纪的银版照片,其中图像几乎已对肉眼不可见。 图片来源:NATIONAL GALLERY OF CANADA

  对许多从事艺术展示工作和历史研究的人员来说,这无疑是种遗憾。幸运的是,现代科学技术在维护和修复这些具有文化历史价值的物品方面扮演着越来越重要的角色。

  通常来说,在对历史材料的分析过程会需要对样本进行小块的截取,再通过一系列现代技术对其进行检测。但是,取样过程本身就很可能会改变或破坏原本就脆弱的样本。因此,无创性技术在文物分析方面的应用就具有十分重大的意义了。其中,X射线法就为艺术和考古研究做出了巨大贡献。

  最近,西安大略大学与加拿大国家美术馆的研究人员在《科学报告-自然》期刊上发表了一项新的研究,他们在粒子加速器的帮助下,对两张使用银版摄影法拍摄的古老照片进行了修复,这两张照片大约拍摄于1850年左右,但由于腐蚀以及其他损害的原因,照片中的图像已无法辨认。利用新的技术,研究人员从几乎全然不可见的两张照片中,恢复出了一个女人和一个男人的肖像照。

  在对这张受损到根本无法辨认的19世纪银版照片(左)表面的水银进行跟踪后,研究人员重建了一个男人的肖像(右)。 图片来源:NATIONAL GALLERY OF CANADA/[1]

  在过去三年中,研究人员一直在探索如何使用同步加速器技术来更多地了解能破坏银版照片的化学变化。他们用基于同步加速器的微X射线荧光(μ-XRF)成像对已经完全被腐蚀所掩盖的照片进行快速扫描,虽然照片的表面已经失去光泽,但之前产生的图像粒子仍保持完整,因此通过追踪照片中这些粒子的位置,研究人员就有可能非常详尽地对图像进行重建。在这些图像粒子中,水银是形成这些图像的主要元素,因此研究人员使用X射线束绘制出了照片中水银粒子的分布图。

  这项研究进一步加强了我们对这些图像产生的化学理解,并表明了这样一个事实,即尽管照片表面遭到破坏,水银仍会保留在图像粒子中。最重要的是,使用μ-XRF成像方法,可以恢复破坏程度已经远远超出传统修复方法可处理的银版照片。

  以肉眼看来,我们几乎无法分辨受损的银版照片(左)中的女人,而研究人员通过同步加速器恢复了这一肖像(右)。 图片来源:NATIONAL GALLERY OF CANADA/[1]

  在此之前,同步加速器从未被用于成像银版相片,因此当研究人员在进行这项研究时,并不知道会发生什么。而当图像渐渐显示时,着实惊呆了众人。然而,目前来说这种分析需耗费的时间相对较长。在实验中,研究人员对一张大小为70×80毫米的照片进行扫描时,在每个20×20微米的像素上停留的时间约为4毫秒,因此扫描整张照片范围需要耗费超过8个小时。

  提供了这两张照片的John McElhone是刚刚退休的前加拿大国家美术馆的维护与技术研究部的主任,也是这篇论文的作者之一。他说:“对于我们现有的知识阶段,许多有意思的问题的答案只能依靠成熟复杂的科学方法来解答。对于一个维护者来说,我们需要全面地了解这些材料究竟是什么,以及它们是如何在微观甚至纳米级别上集合的。我们想知道这些化学物质是如何排列在照片表面的,这能使我们理解这种损害是如何发生,以及它们是否可逆(被修复)。”

  作为第一个被商业化的摄影方法,银版摄影术被认为是第一个将“真实的”历史视觉化的过程。与可在作品中进行“诗意”创作的画作不同,银版摄影术精确地反映着被拍摄的内容。

  从1840年代到1860年代,在这短短20多年间,诞生了大量载有那段历史的银版照片。通过改进恢复这些具有数百年历史的照片的过程,科学家也为历史记录做出了实实在在的贡献。而通过最新的方法,我们或许可以找回那些存在于19世纪的时光。

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