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博物館為什麼不讓用閃光燈?

逛博物館時,如果留心觀察,我們有時會發現館內豎有禁止使用閃光燈的標識。總有人懷疑博物館禁用閃光燈是否必要?有些人覺得開一次閃光燈沒什麼大不了,但實際上,一些嬌貴的文物可禁不起誰都來「閃」一下。


問題的根源:光攜帶能量

萬物生長靠太陽,因為陽光蘊含著能量。其實所有的光都是如此,也正是這些能量成為文物老化的罪魁禍首之一。其中最致命的可能是光化學反應:在這些能量的作用下,文物表面的分子或者分解,或者和其他物質反應,從而失去了原本的特徵。

不過,在光的例子里,能量並不是平等的。光傳遞能量時並非連續的,而是分成一個個的小能量包,每個包對應一個「光子」。越藍的光,每個光子的能量就越大,通常而言造成的光化學破壞也越大;而就算總能量相同,越紅的光,造成的光化學破壞也較小。不嚴格地比喻說,這就像被普通網球分別砸一百下沒有事,而被一個百倍質量的超級網球砸一下可能就要出事。

所以,關注光對文物的影響,需要注意兩件事情:一是光攜帶的總能量大小,二是其中多少光子是高能的,多少是低能的。在討論展出文物時,前者可以用「照度」來近似,而後者可以用「色溫」來近似。

嚴格地說,衡量光的能量,應該用輻射功率。但是日常環境中我們接收光的最主要儀器就是我們的眼睛,最常用判斷標準就是眼睛感受到的明亮程度,所以在討論可見光的時候我們常常會使用「照度」——把光強摺合為人眼感受到的亮度。

類似地,衡量光子能量分布,嚴格說應該用光譜信息。但博物館和攝影一般不會使用什麼奇怪的光源,而普通光源很多都可以用理想的黑體來近似。所以這裡我們用黑體的對應溫度——「色溫」來近似描述光子的能量狀況:每種情況下的光源都會發出能量大小不一的各種光子,但是色溫越高,高能光子越多,光化學破壞力也越大。

在純粹的黑暗中保管文物當然最理想,但這樣就失去了文物的教育和審美意義。好的博物館會嚴格控制館內光源,既能讓參觀者肉眼看到重要細節,又能儘可能延長文物的壽命;但再好的控制,面對外來的閃光燈也會化為泡影。那麼,拍照時的閃光燈會發出怎樣的光?是否超過了展品的耐受能力呢?

閃光燈的光,和展品的耐受力

以最常用的氙氣閃光燈為例,為了更詳細地了解它的發光性質,我們結合氙氣閃光燈的發射光譜加以討論。圖中可以看出,除可見光區(400 nm - 700 nm)外,氙氣閃光燈還有兩個明顯的發射區,分別在波長更短、能量更高的紫外光區(200 nm - 400 nm),和比紅色光波長更長,具有明顯熱效應的紅外區(700 nm – 1200 nm)。

氙氣閃光燈發射光譜:橫坐標為波長範圍,縱坐標為強度

那麼氙氣閃光燈是否符合要求呢?首先看色溫。作為陽光的絕佳替代品,氙燈的色溫與其相近,一般在6200K左右,這已經超過了對光有一定敏感度的藏品的要求了。作為閃光燈的氙燈發光時間雖然很短,但在距離物品2米處時,其瞬時照度遠遠大於藏品所能承受照度值。

展品照度推薦值。

紡織品為何如此容易「見光死」?

多彩的織物依賴於各種染料。正所謂「成也蕭何,敗也蕭何」,染料本身的脆弱,也使彩色織物更加難以保存。

儘管古代沒有那麼豐富的人工合成染料,人們還是從大自然獲得了種類繁多的天然染料,比如靛藍(吲哚類)、花青素(類黃酮類)、紫草素(醌類)、小襞鹼(生物鹼類)等,其中的靛藍染料有著非常悠久的使用歷史。古代的靛藍染色依靠的是從植物如藍草中提取的汁液。在染色過程中,除了會生成靛藍以外,還常常因染色時溫度、pH值的變化,產生靛玉紅——一種與靛藍結構相近的分子。而有研究發現,主波長為365 nm的紫外燈對染料中的靛玉紅有明顯的降解作用。

靛藍染料。圖片來源:rockpaperink.com

利用靛藍染色製成的紡織品。圖片來源:albanyinstitute.org

另外,靛藍染料中的靛藍胭脂紅(只比靛藍多了磺酸根,除了增加水溶性以外,基本結構和性質和靛藍差不多)在紫外燈和氧氣的作用下,也會很快發生氧化分解,生成靛紅磺酸。

靛藍胭脂紅光氧化分解為靛紅磺酸。


光,讓繪畫「黯然失色」

織物常用各種有機染料來增添色彩,而另一個彩色世界——繪畫,還會使用各種無機顏料,比如鉛白,硃砂等等。那麼,使用無機顏料的藏品,如油畫,是否能逃過閃光燈的追殺呢?

遺憾的是,不能。舉例來說,亮黃色的繪畫顏料中會使用一種叫做硫化鎘(CdS)的成分,這種成分因其著色力強、穩定性以及顏色鮮亮,而廣受畫家們的歡迎。莫奈、梵高、畢加索等繪畫大家的作品中都大量使用了這種顏料。但是在可見光的作用下,硫化鎘中的硫會被逐步氧化成硫酸根。這個過程還是可以用之前提到的能級模型來解釋:光照會住在硫化鎘中的電子房客趕到更高的樓層中,而一旦有空出來的房間,原本住在硫中的房客就會趁虛而入。結果就是硫失去電子,被氧化為單質硫,而單質硫很容易被氧氣氧化為硫酸根,最終使顏料被完全破壞。

硫化鎘粉末。圖片來源:kremerpigments.com

油畫作品中使用的硫化鎘(鎘黃)。圖片來源:webexhibits.org

管中窺豹,可見一斑。上面看的這些例子,也只是為大家展示了光照對藏品破壞這隻花豹身上的一塊花斑。而光照對藏品的破壞又何止這一種——紅外光雖然能量較低,但是其顯著的熱效應可以加速紙張、木器等纖維素豐富的藏品脫水開裂;而有機藏品,比如動植物標本、骨器等中富含的羰基、芳基等發色團,同樣可以在光照的條件下被激發,發生氧化,或乾脆直接被分解。

閃光燈一次小小的閃爍,肯定不會像實驗室中的模擬條件那樣苛刻,但是日積月累的傷害卻足以產生水滴石穿的效果。為了歷史的厚重可以千百年的傳承下去,請關閉閃光燈,小心翼翼地欣賞那些珍貴的藏品吧!

(編輯:球藻怪、Ent)

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