博物館為什麼禁止使用閃光燈？

為了保護文物

太強的光線會對博物館裡的一些脆弱文物有傷害，尤其有機質文物和帶有色彩的文物，在博物館昏暗的光線下性狀保持相對穩定時，突遇閃光燈，光線驟然增強，對這一類文物往往是有致命危害的。

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，在光的例子裡，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，衡量光子能量分佈，嚴格說應該用光譜資訊。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？

以最常用的氙氣閃光燈為例，為了更詳細地瞭解它的發光性質，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）。

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，其瞬時照度可以達到上萬勒克斯——這顯然遠遠大於藏品所能承受照度值。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儲存。造成染料如此“嬌弱”的原因很多，“光漂白”便是罪魁禍首之一。顧名思義，染料的光漂白就是指染料在光照作用下發生褪色。這其中的機理較為複雜，但多數研究表明，染料光漂白可以分為染料的直接分解和氧化分解兩種途徑。直接分解一般需要能量較高的紫外光，發生條件稍顯苛刻；而氧化分解途徑，或者說光促進氧化途徑，因為對光的要求不高，再加上無處不在的氧氣在其中“為虎作倀”，在平常條件下就很容易發生。根據被光活化後，染料分子如何與氧氣反應，光促進氧化途徑又可以分為兩種。第一種途徑是光通過染料活化氧氣，被活化的氧氣再反過來把染料破壞掉。為了更好地瞭解這兩種途徑，我們需要先引入一個概念——能級。為了簡單理解，我們可以把能級看成是不同高度的樓層。俗話說，水往低處流。分子其實也都喜歡在穩定的最底層呆著。可是，一旦有了光照，染料分子會吸收合適的光能，紛紛蹦上更高層。而另一方面，平時沐浴在氧氣中的我們歡蹦亂跳的，可能會覺得氧氣很溫和。其實，這是因為氧氣一般都是三線態氧——處於底層狀態的氧氣。通常情況下，光照很難讓氧氣“嗨”起來，而吸收看光能，蹦上高層的染料分子，恰好扮演了能量傳遞者的身份——它們慷慨的將光能送給氧氣，自己則退回到底層。而獲得能量的氧氣一步登天，搖身一變成了能量更高的單線態氧，露出了殺手的本來面目。這單線態氧簡直是白眼狼，回過頭來就把染料氧化得乾乾淨淨。另一種光促進氧化途徑則來得更加直接。前面我們說到，分子可以登上不同的樓層。其實更微觀的來看，分子內部也是有著不同的樓層，而房客則是一個個的電子。電子本來都規規矩矩的從低層到高層住著自己的房間，光一來，情況就不同了，電子在吸收光能後，會跳到更高的樓層。如果這個不安分的電子再跳回原來的房間，並把吸收的能量以其他方式釋放出去，比如光，那麼一切安好；但是，氧氣的出現使得不安分的高層電子有了新的去處——被光照活化的染料分子會將電子移交給氧氣，自身則被氧化為自由基正離子，而氧氣則被還原為自由基超氧陰離子。自由基超氧陰離子可以說是結合了自由基的活潑和氧的強氧化性，是個瞪誰誰懷孕的惡魔。在這個惡魔面前，染料分子丟盔棄甲，被分解殆盡。

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。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。

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。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、芳基等髮色團，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！