博物馆为什么不让用闪光灯?

作者: winter_鼠包

来源: 果壳少年

发布日期: 2018-08-20

博物馆禁止使用闪光灯是因为光携带的能量对文物有破坏作用,尤其是光化学反应会导致文物表面分子分解或与其他物质反应。闪光灯的光,特别是氙气闪光灯,其高能量光子对文物造成的影响不可忽视,长期使用闪光灯会对文物造成累积性损害。

逛博物馆时,如果留心观察,我们有时会发现馆内竖有禁止使用闪光灯的标识。总有人怀疑博物馆禁用闪光灯是否必要?有些人觉得开一次闪光灯没什么大不了,但实际上,一些娇贵的文物可禁不起谁都来“闪”一下。

问题的根源:光携带能量。万物生长靠太阳,因为阳光蕴含着能量。其实所有的光都是如此,也正是这些能量成为文物老化的罪魁祸首之一。其中最致命的可能是在这些能量的作用下,文物表面的分子或者分解,或者和其他物质反应,从而失去了原本的特征。

在光的例子里,能量并不是平等的。光传递能量时并非连续的,而是分成一个个的小能量包,每个包对应一个“光子”。越蓝的光,每个光子的能量就越大,通常而言造成的光化学破坏也越大;而就算总能量相同,越红的光,造成的光化学破坏也较小。

所以,关注光对文物的影响,需要注意两件事情:一是光携带的总能量大小,二是其中多少光子是高能的,多少是低能的。在讨论展出文物时,前者可以用“照度”来近似,而后者可以用“色温”来近似。

严格地说,衡量光的能量,应该用辐射功率。但是日常环境中我们接收光的最主要仪器就是我们的眼睛,最常用判断标准就是眼睛感受到的明亮程度,所以在讨论可见光的时候我们常常会使用“照度”——把光强折合为人眼感受到的亮度。

类似地,衡量光子能量分布,严格说应该用光谱信息。但博物馆和摄影一般不会使用什么奇怪的光源,而普通光源很多都可以用理想的黑体来近似。所以这里我们用黑体的对应温度——“色温”来近似描述光子的能量状况:每种情况下的光源都会发出能量大小不一的各种光子,但是色温越高,高能光子越多,光化学破坏力也越大。

在纯粹的黑暗中保管文物当然最理想,但这样就失去了文物的教育和审美意义。好的博物馆会严格控制馆内光源,既能让参观者肉眼看到重要细节,又能尽可能延长文物的寿命;但再好的控制,面对外来的闪光灯也会化为泡影。那么,拍照时的闪光灯会发出怎样的光?是否超过了展品的耐受能力呢?

闪光灯的光,和展品的耐受力。以最常用的氙气闪光灯为例,为了更详细地了解它的发光性质,我们结合氙气闪光灯的发射光谱加以讨论。图中可以看出,除可见光区(400 nm - 700 nm)外,氙气闪光灯还有两个明显的发射区,分别在波长更短、能量更高的紫外光区(200 nm - 400 nm),和比红色光波长更长,具有明显热效应的红外区(700 nm – 1200 nm)。

氙气闪光灯是否符合要求呢?首先看色温。作为阳光的绝佳替代品,氙灯的色温与其相近,一般在6200K左右,这已经超过了对光有一定敏感度的藏品的要求了。作为闪光灯的氙灯发光时间虽然很短,但在距离物品2米处时,其瞬时照度远远大于藏品所能承受照度值。

展品照度推荐值。纺织品为何如此容易“见光死”?多彩的织物依赖于各种染料。正所谓“成也萧何,败也萧何”,染料本身的脆弱,也使彩色织物更加难以保存。尽管古代没有那么丰富的人工合成染料,人们还是从大自然获得了种类繁多的天然染料,比如靛蓝(吲哚类)、花青素(类黄酮类)、紫草素(醌类)、小襞碱(生物碱类)等,其中的靛蓝染料有着非常悠久的使用历史。

古代的靛蓝染色依靠的是从植物如蓝草中提取的汁液。在染色过程中,除了会生成靛蓝以外,还常常因染色时温度、pH值的变化,产生靛玉红——一种与靛蓝结构相近的分子。而有研究发现,主波长为365 nm的紫外灯对染料中的靛玉红有明显的降解作用。

另外,靛蓝染料中的靛蓝胭脂红(只比靛蓝多了磺酸根,除了增加水溶性以外,基本结构和性质和靛蓝差不多)在紫外灯和氧气的作用下,也会很快发生氧化分解,生成靛红磺酸。

光,让绘画“黯然失色”。织物常用各种有机染料来增添色彩,而另一个彩色世界——绘画,还会使用各种无机颜料,比如铅白,朱砂等等。那么,使用无机颜料的藏品,如油画,是否能逃过闪光灯的追杀呢?遗憾的是,不能。举例来说,亮黄色的绘画颜料中会使用一种叫做硫化镉(CdS)的成分,这种成分因其着色力强、稳定性以及颜色鲜亮,而广受画家们的欢迎。

莫奈、梵高、毕加索等绘画大家的作品中都大量使用了这种颜料。但是在可见光的作用下,硫化镉中的硫会被逐步氧化成硫酸根。这个过程还是可以用之前提到的能级模型来解释:光照会住在硫化镉中的电子房客赶到更高的楼层中,而一旦有空出来的房间,原本住在硫中的房客就会趁虚而入。结果就是硫失去电子,被氧化为单质硫,而单质硫很容易被氧气氧化为硫酸根,最终使颜料被完全破坏。

管中窥豹,可见一斑。上面看的这些例子,也只是为大家展示了光照对藏品破坏这只花豹身上的一块花斑。而光照对藏品的破坏又何止这一种——红外光虽然能量较低,但是其显著的热效应可以加速纸张、木器等纤维素丰富的藏品脱水开裂;而有机藏品,比如动植物标本、骨器等中富含的羰基、芳基等发色团,同样可以在光照的条件下被激发,发生氧化,或干脆直接被分解。

闪光灯一次小小的闪烁,肯定不会像实验室中的模拟条件那样苛刻,但是日积月累的伤害却足以产生水滴石穿的效果。为了历史的厚重可以千百年的传承下去,请关闭闪光灯,小心翼翼地欣赏那些珍贵的藏品吧!

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