夜巡行动（艺术与科技的跨领域互动）
夜巡行动（艺术与科技的跨领域互动）画面右下角的那条狗，放大之后能清晰的看到它脖子上的项圈除此之外，还有那只被称作“幽灵般的”狗，因为颜料的褪色而显得十分模糊，但现在通过放大可以看到它的脖子上套着一个镶嵌了红宝石的项圈，还带着一个金色的吊坠，并且因为面对着鼓手的红色裤子而泛出红光。从未有过的细节博物馆方面首先公布了有史以来最高清的——高达448亿像素、据称可以看到画面颜料颗粒的——《夜巡》图片。如此高质量的图片可以让我们看到画面的诸多细节，例如1975年的那次受损，后来的修复痕迹依然清晰可见。1975年《夜巡》被人用尖刀破坏，经过修复后，虽然肉眼不易察觉，但通过放大的图片还是能清晰的看到修复痕迹
伦勃朗的代表作《夜巡》
去过荷兰国立博物馆的朋友，恐怕都不会错过伦勃朗的《夜巡》，这幅荷兰王国黄金年代的巅峰之作。1642年，伦勃朗受托创作出了这幅颇具戏剧效果的油画，1715年，它被移到阿姆斯特丹市政厅，到了1897年，它才有了《夜巡》这个今天人们熟知的名称，尽管这幅画描绘的是白天的场景。
作为荷兰国立博物馆的镇馆之宝，《夜巡》却命运多舛。1975年，一位参观者用尖刀在《夜巡》画布上划了12道口子，导致这幅名画受损严重。据说，《夜巡》已经经历了至少25次修复处理。
2019年7月，荷兰国立博物馆的保护部门开启了有史以来最大的一次保护处理《夜巡》的项目，并取名“《夜巡》行动”（Operation Night Watch）。这次，雄心勃勃的博物馆将动用目前最先进的科技手段深入研究这幅巨作，彻底揭示它目前的保存状态和出现的问题，并小心翼翼的予以修复。而且，整个研究保护过程就在博物馆的展厅进行，观众可以近距离地观看科学家和修复师的工作。“《夜巡》行动”自启动以来，已完成准备工作和研究阶段的任务，目前正在进行去除老化光油层的修复处理。
从未有过的细节
博物馆方面首先公布了有史以来最高清的——高达448亿像素、据称可以看到画面颜料颗粒的——《夜巡》图片。如此高质量的图片可以让我们看到画面的诸多细节，例如1975年的那次受损，后来的修复痕迹依然清晰可见。
1975年《夜巡》被人用尖刀破坏，经过修复后，虽然肉眼不易察觉，但通过放大的图片还是能清晰的看到修复痕迹
除此之外，还有那只被称作“幽灵般的”狗，因为颜料的褪色而显得十分模糊，但现在通过放大可以看到它的脖子上套着一个镶嵌了红宝石的项圈，还带着一个金色的吊坠，并且因为面对着鼓手的红色裤子而泛出红光。
画面右下角的那条狗，放大之后能清晰的看到它脖子上的项圈
全画幅的成分扫描
“《夜巡》行动”中的一个令人激动的项目恐怕就是对这幅画进行全幅面的成分扫描了。画家所使用的颜料都是由元素组成，无论是天然的还是人工合成的，对画面进行元素成分的扫描，可以让我们知道画家使用了哪些颜料，以及在画面的什么位置使用这种颜料。假如在画面的某个地方检测出了汞元素，那我们知道它一定来自红色的颜料——朱砂。
对画面进行元素扫描，采用的是X射线荧光光谱（XRF）的方法。将一束X光照射到画面上，可以引起表面各元素的原子释放荧光，不同元素的原子释放出的荧光能量不一样，于是可以得到被照射表面的荧光光谱，从而定性的得到元素的种类。通常这样的X光照射到物理表面的直径只有几个毫米，对于《夜巡》这样一幅巨大的油画，则需要让X光一点一点地完成整幅画的扫描，Bruker M6 Jetstream型号的X射线荧光光谱仪则可以胜任这样的工作，而且放心，这种强度的X射线不会对绘画造成损害。
XRF扫描的56个区域。图片来自Rijkmuseum
《夜巡》被分成56个区域，分别用X射线荧光光谱仪扫描，然后拼接在一起。从得到的元素分布图像上，可以发现一些意想不到的细节。例如伦勃朗用一种含砷的颜料来绘制画面中央的副官Willem Van Ruytenburch衣服上的刺绣。说到含砷的颜料，主要就是雌黄和雄黄，在那个年代，这些颜料主要用来绘制静物画中的花和水果，而伦勃朗用在了人物服饰上面，被认为是一种创新。
左：画面中央副官服饰局部；右：该区域的砷元素（As）分布图，黑白对照表示砷元素含量多少，白色表明含量高
由于X光具有一定的穿透性，所以通过XRF成像还可能看到画面中被遮掩的图案。对《夜巡》进行XRF扫描成像的一个重要发现就是看到了一个士兵头盔上原本画好的羽毛。这是通过仔细观察这幅画的铁元素分布图看到的，表明这些羽毛是用含铁的颜料绘制的，但伦勃朗不知为何最终把羽毛涂掉了。
从最右边的铁元素成像图中可以看到头盔上方竖立的羽毛，但用肉眼已经看不到这些羽毛了。图片来自Rijkmuseum
然而仅仅通过X射线荧光光谱还难以辨别画家所使用的很多颜料，比如孔雀石和氯铜矿，都是绿色，也都含有铜元素，但它们是两种不同的颜料。这时候就需要另一种方法来分析这些颜料了，比如X射线粉末衍射(XRPD)，其原理是当X射线碰到晶体表面时，会发生偏转和反射，产生衍射图案，不同晶体的衍射图案不一样，从而加以辨别，幸运的是，伦勃朗那个年代的很多颜料都是无机晶体材料，可以用这个方法进行分析，不幸的是，通常都需要取一小块下来才能进行测试，这就要破坏珍贵的油画了。于是，荷兰国立博物馆请来了比利时安特卫普大学AXES团队，由他们搭建了一一无二的X射线粉末衍射装置（Macro-XRPD），可以对画面进行原位测试，而不需要取样。除了辨别颜料之外，X射线粉末衍射还可能检测出颜料降解的产物，从而告诉人们绘画的保存状态，以及影响油画保存的关键因素。目前为止，博物馆方面还没有正式公布Macro-XRPD扫描的结果，但展示了用这种方法对另一幅油画的分析结果。这是十七世纪画家Jan Davidsz de Heem的一幅静物油画，画面中间的那颗柠檬的Macro-XRPD扫描结果显示出砷铅矿(，Mimetite)和透砷铅矿(，Schultenite)的存在，这可能是黄色的雌黄（）和橙色的雄黄（）在光照和其他条件下发生化学反应的产物。
上：Macro-XRPD装置；下：画面中柠檬的XRPD成像，可以看到砷铅矿和透砷铅矿的分布
伦勃朗喜爱的颜料
很多画家都有自己十分喜爱或擅长的颜料，例如梵高，特别喜欢黄色。在《夜巡》这幅画里，伦勃朗大量使用了铅白，不仅作为白色颜料使用，还和其他颜料混合作为调色。另外，伦勃朗还非常喜欢一种含钴的蓝色颜料：smalt，在《夜巡》里也少不了它。Smalt是一种看上去有点透明的蓝色玻璃状的颗粒，由石英砂、草木灰、钴矿砂混在一起，在1200℃高温下熔融而成。当时的萨克森尼（现位于德国）是smalt的生产中心，伦勃朗所使用的smalt可能来自于那里。和铅白一样，伦勃朗不仅把smalt作为蓝色颜料使用，还把它和红色或黄色颜料混在一起，调成棕色、紫色甚至绿色。
左：smalt颗粒的显微照片；右：发生褪色的smalt颗粒，可以看到中间蓝色的未褪色部分
伦勃朗在《夜巡》这幅画里还使用了胭脂虫色淀，一种来自于昆虫的红色颜料。胭脂虫是一种生活在炎热干燥地区的昆虫，喜欢待在仙人掌上，当年从墨西哥等美洲地区引入欧洲，很快成为了来自新大陆的第二大进口物品，仅次于白银。从胭脂虫雌虫体内可以提取出红色染液，然后用明矾等无机盐溶液处理，便得到红色沉淀，即红色色淀颜料（Red Lake）。X射线荧光光谱成像分析发现，《夜巡》画面中副官Willem Van Ruytenburch的靴子的深红色部位含有大量的钾元素（K），便是来自于红色色淀。
上：墨西哥农民从仙人掌摘取胭脂虫；下：《夜巡》中副官的靴子及其钾元素成像图。图片来自网络和Rijkmuseum
贴近公众的创新展示
“《夜巡》行动”现场。图片/宋璐璐
一直以来，对于珍贵文物和艺术品的研究与保护，都是放在实验室或库房进行，而“《夜巡》行动”把这项工作直接放在展厅，成为了展览的一部分，揭开了文物研究保护的神秘面纱，观众甚至可以在现场与科学家和修复师交流互动。另外，如此大规模的研究、分析和修复，获得大量的新发现，可以为今后《夜巡》的展示提供更多有价值的素材，并成为博物馆珍贵艺术品创新展示的绝佳借鉴。
文字/张晖
本文所用图片若未标明来源，均来自网络，若涉及版权问题，请与作者联系
欢迎关注收藏头条号：文物科学家（The Home of Heritage Science）
