北京
無論是在影視劇里，還是在現實新聞中，我們總能看到一群人圍著真假藝術品吵得不可開交的畫面。
作為普通人的我們，可能也想知道那些價值天文數字的收藏品，是怎么鑒別真偽的。
在《宇宙計時者》里，美國物理學會董事會主席大衛·赫爾芬德借助原子，為我們詳解了那些藝術品鑒定專家是怎么打假的。
[美] 大衛·J.赫爾芬德｜著
閆大海｜譯
未讀·探索家｜出品
01
西班牙偽造者
1930年，大都會藝術博物館正在考慮購買一件重要藝術品。這幅備受關注的中世紀畫作，經英國國家肖像館前館長、藝術史學家萊昂內爾·卡斯特爵士
（Sir Lionel Cust）鑒定，被認為是15世紀卡斯蒂利亞藝術家豪爾赫·英格萊斯
（Jorge Ingles）的作品。
畫作題為《圣烏爾蘇拉的訂婚》
（The Betrothal of Saint Ursula），描繪了一對幸福的戀人站在城堡前，周圍環繞著十幾位廷臣的場景，背景是一片湖泊，幾艘船漂浮在水面上。
這幅木版畫的尺寸為30英寸×24英寸
（約76厘米×61厘米），帶有500年歷史的畫作常見的裂紋，但除此之外保存狀況極佳。賣家的報價為30 000英鎊。
在完成購買之前，大都會藝術博物館的董事會請求另一位杰出的藝術史學家，同時也是他們的采購代理人——翁貝托·戈諾利伯爵
（Count Umberto Gnoli）也提供意見。伯爵轉而向曼哈頓大都會博物館以南不遠的皮爾龐特·摩根圖書館館長貝爾·達科斯塔·格林
（Belle da Costa Greene）尋求幫助。
大都會藝術博物館
格林斷定這幅畫是偽作，大都會藝術博物館因此拒絕了這筆收購。受到最初鑒定結果的啟發，她將畫作的創作者稱為“西班牙偽造者”。不過如今人們普遍認為，真正的偽造者很可能在19世紀末20世紀初活躍于巴黎。如今，超過350件作品被認為出自這位身份未知但高產的偽造者之手，其中許多藏于全球頂級博物館中，包括大都會藝術博物館和摩根圖書館。
我們是否可以通過某種方式，讓不帶偏見的“原子歷史學家”明確回答這些藝術作品的來源問題？答案是肯定的。這種方法被稱為放射自顯影法
（autoradiography），或者更精確地說，中子活化放射自顯影法
（neutron activation autoradiography）
從20世紀60年代開始，紐約長島布魯克海文國家實驗室
（Brookhaven National Laboratory）的石墨核反應堆就開始通過中子活化法檢測畫作。
這臺反應堆可以產生大量中子，每秒每平方厘米的中子流密度從數百萬到數萬億不等。這些中子的運動速度適中（典型動能為0.025eV，與室內空氣分子熱運動的動能相當，因此被稱為“熱中子”）。這些中子中，極少數會與畫作中的原子核發生正面碰撞，受到強核力的吸引被原子核捕獲，從而將原子轉變為更重的同位素。
向大多數穩定同位素添加一個中子，都會引發類似的鏈式反應。注意，這一系列過程的最終結果是：
（1）一個高能電子從畫作中釋放出來；
（2）發射出具有新元素特征的特定能量的伽馬射線；
（3）原始原子轉變為元素周期表中向上移動一格的新原子。
放射性原子核一旦產生，它們會按各自的半衰期發生衰變。為了精準定位每幅畫中特定元素的位置，研究人員會在畫作正面貼上一張膠片，讓衰變釋放的電子使膠片感光。為了探測具有不同半衰期的元素，膠片貼放的時間和時長各不相同。
在分析“西班牙偽造者”的作品時，關注的元素及其對應的半衰期包括：錳（2.58小時）、銅（12.7小時）、鈉（15小時）、砷（26.3小時）、金（2.7天）、鉻（27.7天）、汞（46.7天）、銻（60.2天）和鋅（244天）。實驗中，在中子照射后的以下時間間隔后放置膠片（并持續一定的時間）：1天后（持續1天 ）、4天后（持續2天 ）、7天后（持續2天）和22天后（持續5天 ）。
其中一本手稿是14世紀的時禱書，由摩根圖書館于1900年（早于格林的任職時間）購入。這本書包含12幅日歷畫和6幅彩飾畫，其中一幅描繪了抹大拉的馬利亞。書籍本身確實有600年歷史，據推測，每頁邊框上裝飾的葉子和花卉是原件，但彩飾畫可能是“西班牙偽造者”后期添加的。
摩根圖書館
中子自顯影分析顯示，書頁邊框裝飾花卉所使用的藍色顏料（含銅）與繪制天空背景所用的藍色顏料（含鈉）存在顯著差異。這兩種元素的同位素半衰期相近，理論上其自顯影強度應當相等，但銅的中子吸收能力明顯更強，因此在自顯影膠片中呈現出更明顯的感光痕跡。含銅的藍色顏料在中世紀已被廣泛使用，而插圖中繪制天空的藍色顏料可能含有群青（化學式為Na7Al6Si6O24S3），這種含鈉的顏料直到19世紀才被發明出來。
02
布萊克洛克作品
偽造已故藝術家的作品，可能會因藝術家所使用顏料的成分變化，或畫作載體（木材或畫布）的年代測定而被識破。偽造當代藝術家的作品則需要更為精細的手段，不過一些相同的非破壞性技術也可以應用于此。
拉爾夫·阿爾伯特·布萊克洛克
拉爾夫·阿爾伯特·布萊克洛克被認為是美國最常被偽造的藝術家。19世紀70年代初，他在美國西部漂泊三年后回到紐約，開始了自己的藝術生涯。他主要靠自學成才，早期作品讓人聯想到哈得孫河畫派，后來逐漸形成出一種獨特的浪漫主義風格，夢幻的月光場景為典型代表。盡管作為藝術家頗為高產，他在商業上卻拙于經營。他的作品收入遠不足以養活他的妻子和9個孩子。1891年，他精神崩潰，到1899年便被長期送進精神病院。他從公眾視野中消失，他的作品在評論界和市場上的地位卻迅速上升，價格一路飆升到五位數。面對如此旺盛的需求，他無法再創作新作品，偽作開始泛濫。其中不乏他的女兒瑪麗安（她本人后來也被送入精神病院）創作的仿作。
20世紀70年代，莫里斯·科特
（Maurice Cotter）及其同事開始對布萊克洛克以及同時代畫家的作品（包括一些已知的贗品）進行廣泛研究。他們對總共45幅繪畫作品進行了自顯影檢測和X光檢查。
畫作的X光檢測原理與醫院放射科的檢測方式相同：一束X射線光子穿過畫作，在另一側被膠片或（如今更常見的）電子探測器捕捉到。X射線能夠穿透皮膚和肌肉顯示骨折的圖像，它也可以揭示畫作中隱藏的層次。此外，由于每種原子都會以特定的能量吸收X射線，這些獨特的能量值與其內層電子能級間隔相對應，因此通過分析X射線的吸收特性，可以鑒定畫作中所包含的化學元素。
為了鑒定布萊克洛克作品的真偽，科特團隊首先以史密森學會收藏的一幅畫作《月升》為基準。通過X射線檢查，X光片揭示了布萊克洛克特有的技法：他用調色刀涂抹了不均勻的鉛白顏料，既撫平了木材的粗糙表面，也起到繪畫底色的作用。
在這幅作品中，最明亮的月光區域覆蓋著最厚的白色顏料層。由于鉛能有效吸收X射線（還記得牙醫給你拍X光片時蓋在你身上的鉛圍布嗎），因此在X光圖像中，最厚的顏料層會呈現為深色。照射后數小時拍攝的自顯影圖顯示，鉛白底層上覆蓋著一層錳基顏料，保留了畫作表面的粗糙質感。幾天后拍攝的另一張自顯影圖顯示，畫作中使用了含砷顏料，可能是用畫筆的木質筆尾涂抹而成，以突出透過樹木的光線效果。而在照射后14至24天拍攝的圖像顯示，畫作表面刷有一層含汞顏料的薄釉層，呈現微紅色調。這種最終的色調處理是布萊克洛克成熟時期作品的典型特征。
研究團隊分析的另一幅作品是帆布油畫《紅衣女子》。X射線顯示，與布萊克洛克的作品不同，這幅畫的底層涂層非常薄，因此畫布的織紋依然清晰可見。在照射后9至19天拍攝的自顯影圖中，畫中女子的紅色長裙呈現出強烈的感光痕跡。這歸因于汞（Hg）的常見穩定同位素203Hg捕獲中子后形成的放射性同位素203Hg的衰變過程，203Hg隨后衰變為鉈-203（203Tl）；而所用顏料朱紅的化學成分是硫化汞（HgS）。這幅畫中的顏料應用方式與《月升》中的大相徑庭。在畫作的左下角，自顯影圖顯示出一處被部分刮除的簽名；將其與署名瑪麗安·布萊克洛克的另一幅作品對比后，幾乎可以確定是她用父親的簽名替代了自己的署名。
拉爾夫·阿爾伯特·布萊克洛克被關在紐約奧蘭治縣的米德爾敦州立順勢療法醫院，他并不知道自己作為藝術家的聲譽已經如日中天。1916年，他的一幅風景畫在拍賣會上以2萬美元的高價售出（相當于如今的50多萬美元），創下當時美國在世藝術家的拍賣紀錄。《紐約論壇報》的一名記者發現了布萊克洛克的下落，并在17年來首次將他帶回曼哈頓，參觀了一場關于他作品的回顧展。30年后，這名記者承認，布萊克洛克當時曾告訴他，展覽中的一些作品是偽作。由于不確定布萊克洛克的精神狀態，以及不愿破壞這則皆大歡喜的故事，這名記者在關于參觀的報道中省略了這一事實。
03
德國贗品與質子誘導X射線發射分析
2011年11月，沃爾夫岡·貝爾特拉齊
（Wolfgang Beltracchi）與他的妻子、妻子的妹妹及妹夫因偽造14幅歐洲超現實主義和表現主義畫作被定罪。這些畫作在號稱信譽良好的藝術市場上售出，總成交額超過1600萬歐元（按2011年的匯率折合2200萬美元）。除此之外，德國調查人員還確認了另外至少44幅偽作，但未列入指控范圍。這些偽作使此案成為過去75年來規模最大的藝術欺詐案
這些畫作于20世紀90年代初在德國的拍賣會上售出，并均由藝術史學家鑒定為真跡。佳士得拍賣行參與了部分交易，為這些作品增添了可信度。喜劇演員史蒂夫·馬丁
（Steve Martin）曾以85萬美元購得一幅由畫家海因里希·坎彭東克創作的畫作。
貝爾特拉齊的妻子編造了一個巧妙的來源故事——聲稱她的祖父在20世紀初從德國猶太藝術經銷商阿爾弗雷德·弗萊希海姆
（Alfred Flechtheim）處購得了這些畫作，而弗萊希海姆的生意在20世紀30年代被納粹沒收。她的祖父沃納·耶格斯
（Werner Jaegers）據說將這些畫作藏在科隆附近的一個山洞里，以防止它們被納粹竊取或毀壞（納粹認為那個時期的作品是“墮落藝術”）。事實上，耶格斯一生從未購買過一幅畫，但貝爾特拉齊夫婦甚至還穿著當時的服裝拍攝了照片，背景中懸掛著這些偽造的畫作。
2008年，一幅坎彭東克的作品在科隆的萊姆珀茲拍賣行以250萬美元售出，成為揭露這起欺詐案的關鍵。當新買家使用質子誘導X射線發射分析（PIXE）技術對其進行檢測時，發現了問題。
PIXE是一種完全無損的技術，它利用了每種原子在其電子躍遷過程中產生的特定波長集合這一獨特“指紋”特性。該技術通過加速器生成一束具有足夠能量（通常達到幾百萬電子伏特）的質子束，足以將畫作中原子的內層電子擊出軌道，使原子電離。隨后，外層電子依次下落以填補這個電子空缺，發出一組每種元素特有的波長。
雖然類似的過程可以通過使用足夠高能的X射線光子照射畫作來實現（稱為X射線熒光），但PIXE具有一些優勢，例如可以連續調整束流能量，從而選擇質子穿透的深度（允許分析畫作的不同涂層，以及畫布上的涂層和覆蓋的清漆）。
此外，PIXE還可以聚焦光束以照亮作品上的特定微觀區域，束流尺寸可以小至0.2毫米（約為人類頭發直徑的數倍），這在實際應用中十分常見。
對這幅坎彭東克畫作的PIXE檢測顯示，畫作中含有大量的鈦元素，而鈦元素用于鈦白顏料的生產。這種顏料的首次生產時間比這幅畫據稱的創作時間晚了7年，因此這幅畫被明確判定為偽作。這種檢測技術完全不會對畫作造成任何損害——當然，除了它的價格。
-本期話題-
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編輯｜泰若克塔
封面｜《真愛的偽術》
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