現代科學分析儀器方法在書畫真偽鑒別中的應用

王霆 王敬尊

(1布魯克光譜儀器公司 北京100081;2北京微量化學研究所 北京100091)

為適應藝術品市場化中真偽鑒別的要求，建立科學的鑒定方法和規范，文化部中國藝術科技研究所應運而生。經過幾年的研究工作，為國內書畫真偽鑒別建立了許多切實可行的分析方法。在這些鑒別方法中，除了發揚和繼承了以往由藝術家從作品的藝術和意識形態進行的傳統鑒定外，還開創性地引進一批現代科學儀器，為書畫真偽鑒別提出一種全新的思路，可以對作品的材料從物質結構和形貌進行全方位鑒定，開拓了書畫鑒別的全新技術領域。這就是尹毅教授對中國書畫真偽鑒定提出的藝術形態、意識形態和材料化學結構組成和形貌觀測鑒定的“一分為三”架構理論［1］。

書畫藝術品是由不同的物質材料構成的，如基體的紙、布、絹，藝術家創作用的墨、色、印泥等，在國內外已經建立了許多高靈敏度、高準確度的現代科學儀器技術和方法。把分析化學領域中的最新研究成果和技術引入到書畫真偽鑒別中，研究并建立適合于書畫鑒別特點的無損、快速、準確的實用分析方法，是一項緊迫的研究和推廣應用的任務。筆者在《復雜物質的綜合分析》一書中［2］，曾對多種現代科學分析儀器和技術方法進行了全面評價與介紹，下面從4個方面初步探討和評價現代科學儀器在藝術品真偽鑒別中的應用。

1 藝術品材料中無機元素成分的鑒別方法

對于物質的原子組成進行分析的儀器和方法比較成熟并容易實現，這是因為自然界存在的原子種類不到100種，已成功地以多種高能源激發原子的內層電子，由此構成多種原子光譜，可測定各種物質中原子的種類和含量，如原子發射光譜(ICP-AES、ICP-MS);原子吸收光譜(AAS);X射線熒光光譜(XFS);質子熒光光譜(PFS);X射線光電子能譜(XPS);掃描電鏡的電子X射線熒光光譜(SEMEDXFS)等，可用于金屬、陶瓷紙張無機填料、天然礦物顏料、墨跡、印泥中色料等的測定。這些方法的靈敏度和準確度雖然很高，但分析時大多需要對作品做一定破損性取樣檢測;或者由于檢測儀器要求樣品局限一定的體積和特別的檢測條件。在上述方法中，X光熒光光譜法和激光拉曼光譜法可做成便攜式的無損檢測儀器，可直接用于檢測藝術品材料基體中的金屬、陶瓷，以及紙張纖維基體中的無機填料、天然礦物顏料、墨跡、印泥中色料等無機成分。已被中國藝術科技研究所成功地用于一批著名書畫家真跡作品的防偽注冊登記備案科學管理［3］。

由于原子光譜法自身的局限性，通常只能給出材料中無機元素的種類，不能給出無機化合物和有機組分的信息。

2 書畫藝術品材料中有機物分子的結構與成分鑒別方法

有機化合物的元素組成通常只有碳、氫、氧、氮、磷、硫、鹵素等幾種，但構成的化合物種類卻有上千萬種，因此有機化合物的結構與組成鑒定比無機物的元素測定要困難得多。已經建立起來的有機分析譜學方法有紫外-可見光譜(UV)、紅外光譜(FT-IR)、質譜(MS)、核磁共振波譜(NMR)、拉曼光譜(FTRaman)等，可進行大部分的有機物結構與成分分析。但這些方法并不都能直接用于書畫作品的真偽鑒定。如有機物結構測定方法中核磁共振波譜法，要求測定樣品必須在狹小的高磁場區間中進行;有機質譜法可準確地測定書畫材料中油墨、印跡中的可揮發有機物成分，但需要對作品做微創性取樣;紫外光譜和熒光光譜只能用在某些含芳環的色料、油墨鑒定，應用范圍有很大局限。

在有機物結構分析中被稱為“有機化合物指紋譜”的紅外光譜法，已積累并建立了幾十萬張標準化合物的譜圖，可用于對未知化合物進行比對檢測。國外近年來推出的手提便攜式紅外顯微鏡，可檢測書畫基體材料中動物纖維絲、絹和植物纖維的種類，以及書畫材料中的色料和輔料、填料等的分子結構信息。一個有趣應用示例是對20世紀后期出現的一件轟動世界的“希特勒日記案”的鑒定。據稱在一個建筑的廢墟中發現的幾頁殘缺不全的日記，酷似希特勒絕命前勾畫的一幅他未來征服全世界后，由他統治世界構想藍圖的絕筆真跡，最后被西德國家博物館以90萬馬克收藏為“珍品”，文學家還以這個日記的內容為題材，將其搬上了銀幕。但是分析化學家用紅外光譜法，對日記紙張側面殘存的膠料成分進行分析，發現含有德國拜耳公司20世紀60年代才推出的化學漿糊聚乙烯吡咯烷酮，從而使該案不攻自破。

紅外光譜法在書畫真偽鑒定中的應用也有一定的局限性，主要由于紙中基體纖維素成分給出的紅外信息太強，會掩蓋紙中其他微量成分的信息，有時甚至對不同紙張、不同色料會給出雷同的紅外光譜信息，所以，在書畫真偽鑒別中要慎重對待紅外光譜法給出的結論。

拉曼光譜可在物質的分子結構測定中與紅外光譜提供相互補充的信息。近年來，國外推出的激光拉曼光譜儀使拉曼測定的靈敏度有了飛躍提高。與紅外光譜法比較，拉曼光譜的突出特點是:①書畫材料中常用紙張的拉曼光譜信息比紅外光譜信息弱得多，因此可直接用于紙張中其他組分的測定;②給出無機成分的信息比紅外光譜豐富，因而更方便用于書畫材料的真偽鑒別。圖1為一幅西藏唐卡畫卷中顏料的拉曼光譜鑒定圖［3］:其中圖1(a)為原藍色顏料的拉曼圖，主成分為堿式碳酸銅(石青藍);圖1(b)為原黃色顏料硫化砷(雄黃)的拉曼圖;圖1(c)為紅色顏料硫化汞(朱砂)的拉曼圖。

圖2為一種美國古郵票真偽鑒定的拉曼光譜［3］。其中圖2(a)為真品，其藍色染料為普魯士藍;圖2(b)則為贗品，其藍色染料為酞菁藍。

3 藝術品材料中微觀形貌的觀測鑒別方法

光學顯微鏡對作品材料的微區進行顯微觀察的技術都可能用于書畫材料的真偽鑒別。其中可見光顯微鏡因結構簡單、操作方便，是首選的測定方法。一臺好的可見光顯微鏡的放大倍數可達1500倍，與現代數碼技術匹配足可以描述和存儲書畫材料的微區細微形貌結構信息。對任何不同的書畫材料，甚至對同一書畫材料的不同微區的采樣，都會給出不可重復的特征圖像，就像世界上不可能出現兩個相同指紋的人一樣。由此可類比為書畫的指紋。

雖然傅里葉紅外顯微鏡(FT-IR Microscope)、傅里葉拉曼顯微鏡(FT-Raman Microscope)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線掃描成像(CT)、核磁共振顯微成像(MRI)等顯微技術都可能用于微區成像測定，并可同時給出成分和結構的信息，但設備復雜，價格昂貴，在書畫的微區觀察中一般不能直接應用。

圖1 一幅西藏唐卡畫卷中顏料的拉曼光譜鑒定

圖2 真假郵票的拉曼光譜鑒定［3］

4 藝術品材料的微觀形貌觀測和光譜成分測定綜合鑒別的注冊管理方法

在防偽技術研究領域中，身份證、護照、有價票證、貨幣等的防偽一直備受關注;化學造紙技術和各種紙張添加輔料的防偽，甚至生化技術中的酶化學、DNA防偽技術，也都有研究和應用。但隨著防偽技術的不斷發展，各種造假作偽技術的水平也在不斷提高。在書畫的真偽鑒定中，中國藝術科技研究所建立了用微區纖維形貌測定和微區的化學結構與成分信息綜合加密技術，可用于已有書畫真品的注冊管理，是行之有效的好辦法。圖3為書畫鵝卵石作品中紙質材料的微區光學圖像和拉曼光譜圖［4］。

圖3 書畫鵝卵石作品中纖維圖像和拉曼光譜雙重加密防偽備案技術［4］

這種方法對已知真品的防偽注冊登記管理是十分有效的技術，但對于在市場流通的書畫作品的真偽鑒定還是愛莫能助。

任何科學技術的鑒定都不是完美無缺的。一種方法的鑒定結論經常可以具有一票否決權，但都不能做出一票肯定的結論。這是由于任何科學儀器的方法都有一定的局限性，而且鑒定人員的經驗水平也有局限性，故鑒定的結論常常不是“唯一性”，而只是一種“可能性”。對書畫材料的各種光譜方法的“結構與成分鑒定”，通常并不要求給出樣品的準確結構與成分數據;一般只是將待鑒定樣品與標準品或標準譜圖數據進行比對，給出信息是否類同，而不是輕易給出“確定”的“絕對”結論。此外，對一件藝術品的真偽鑒定，也應該由科學家和藝術家密切合作，綜合分析藝術形態、意識形態和書畫材料的科學鑒定信息，才能做出相對準確的鑒別結論。對已掌控的書畫真跡，可用現代科學的微區纖維圖像和微區化學成分雙重指紋加密登記注冊管理，這樣可確保真品不受復制作假的贗品傷害。

［1］尹毅.藝術品鑒定新探.北京:國家圖書館出版社，2000

［2］王敬尊，瞿慧生.復雜樣品的綜合分析.北京:化學工業出版社，2000

［3］王霆.紅外和拉曼光譜在文物鑒定中應用.布魯克光學公司應用報告，2009

［4］尹毅.為中國畫備案.北京:文化藝術出版社，2010