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重點提要
■ 博物館策展人在一場銀版攝影展覽期間，注意到這些150年前的影像逐漸毀壞。原因似乎是展場的燈光，但沒有人知道為什麼。
■ 藝術品修護專家與研究玻色–愛因斯坦凝聚的物理學家合作，調查出造成這些損壞的原因在於奈米尺度的化學問題。
■ 他們的調查成果不僅影響珍貴藝術品的保存與展示，更找到可能應用於奈米工程的物理過程。
圖片出處：《科學人》雜誌2013年第131期1月號。
在美國紐約市國際攝影中心劇場般昏暗的光線中，如幽靈般的黑白人像從玻璃與黑檀木相框背後向外凝視，他們是美國19世紀中葉波士頓新英格蘭世家的文人雅士：身穿絲質白紗的端莊新娘正用手指把玩著緞帶、嚴肅又高傲的政治家韋布斯特怒目圓睜。這些影像是邵斯伍斯與霍茲的作品，兩人可謂是最早的攝影技術「銀版攝影」的林布蘭。2005年，「青年美國」展覽開幕，這些150年前的影像展現了美國從青年時期轉變為世界強權時的形象，《紐約時報》的評論讚揚：「牆上的每張相片都像舊戒指上的寶石熠熠生輝。」
然而展覽開幕一個月後，這些銀版上的影像卻開始褪色。身著長裙的女士肖像有一半出現白色斑點，主張廢除奴隸制度的鮑迪奇肖像出現虹彩光暈，還有些影像出現了氣泡。為期兩個半月的展覽結束，25件銀版攝影作品已經損壞，其中5件相當嚴重。
這突發的損壞，在銀版攝影的小圈子裡引起一陣恐慌。不像其他攝影，一張底片可以複製出很多照片，每件銀版攝影作品只有一份，一旦影像褪色就永遠消逝。這些影像會受損，表示任何銀版攝影都有可能自然損毀。蒐藏家擔心他們會失去價值百萬美元的蒐藏品，藝術品修護人員擔心這些窺見19世紀的窗口將蒙上烏雲。
當時，修護專家與銀版攝影專家並不知道到底發生了什麼事。雖然多數影像都保存在紐約州羅徹斯特的伊士曼國際攝影及影片博物館黑暗的收藏櫃中，偶爾拿出來展覽時並沒有造成明顯的傷害。伊士曼博物館決定不再把銀版攝影作品拿出來展示，目前只有一幅展示在紐約大都會藝術博物館，但已蓋上布幔。耶魯大學英國藝術中心計畫舉辦的銀版攝影展覽也宣告暫停，直到修護者能找出安全展示的辦法為止。
這項任務落到維岡特（Ralph Wiegandt）肩上。他是伊士曼博物館的修護人員，負責設計「青年美國」展覽現場的燈光與展示櫃。維岡特個性隨和、頭髮蓬亂，有巧手工匠的好奇性格。他發現這次面對的化學問題超過自己的專業：「我從事修護工作近30年，這次的對象完全不同。問題存在於薄薄一、兩層分子之間。」由於銀版相片表面複雜的特性，這次的危機需要尋求其他專家協助。
維岡特需要的是物理學家。在了解影像褪色的過程中，他們會找出奈米尺度、令人驚異的新分子效應。這批有150年歷史的藝術品，或許會為未來的工程學帶來啟發。
奈米級的攝影原理
畢格羅（Nicholas Bigelow）是羅徹斯特大學物理系的系主任，他的系館與伊士曼博物館位在同一條路上。他聽說了展覽品的狀況，於是在2009年邀請維岡特到羅徹斯特演講，談談他碰到的問題。畢格羅的主要研究是玻色–愛因斯坦凝聚，這是在接近絕對零度時的原子聚集態，可說是在難以想像的條件下的一種抽象量子狀態。維岡特的演講引發了他的興趣，並自願提供協助，希望能對「生命中對人性的一面有直接影響」的事物提供幫助。
畢格羅認為銀版攝影改變了人們看待世界的方式。19世紀的巴黎藝術家兼劇場專家達格花了10年時間研究如何把影像固定在銀版上，終於在1839年正式發表了這種攝影材料。故事是這樣的：某天，他不小心打破了溫度計，並隨手與銀版一同放在櫃子裡。隔天他發現汞蒸氣不知怎麼地把影像給固定住了。就這樣，達格發現了影像製作的化學。畢格羅說：「實際上發生的事情，是奈米結構的自組成。不管達格是否有心，他做的是奈米工程。」
畢格羅和維岡特必須重建達格意外發現（且仍不知情）的奈米工程，但在此之前他們必須先進行大尺度的工程。在一個異常溫暖的2月天，維岡特、畢格羅與羅徹斯特大學的顯微鏡專家麥金泰一同跪在物理系館的地板上，用一支錘子的把手戳電子顯微鏡的內部。這天顯微鏡內真空室的氣密閘脾氣不好，需要人敲幾下。他們搞定氣密閘後，以電腦顯示了電子顯微鏡真空室內數公分長的長方形銀塊，這是維岡特從eBay花60美元買來的銀版攝影作品切下的一小塊，上面有著矇矓雙眼的半張男性面孔。「我知道我把這位紳士給劈了，我甘願接受譴責。」維岡特說。
放大32倍後，這張臉看起來開始像19世紀的地圖，頭髮上遭腐蝕的地方像海上浮油般光滑，而起泡的地方就像群島。放大兩萬倍，銀版表面看起來佈滿了光滑顆粒堆成的山脊。淺色的地方，例如此人的眼白，顯現出原先隱藏的奈米結構，就像一堆白色的蛋：這是銀汞結晶，分佈位置決定了影像呈現出白色或是灰色。
製作銀版攝影有三個步驟。首先要把銀暴露在碘或溴的蒸氣中，兩者都是具有高度活性的鹵素。蒸氣與銀結合後，會均勻形成對光敏感的鹵化銀表層。當攝影師讓這塊銀版曝光時，光子會擊落鹵素並留下純銀，而影像的黑暗處則是原來的鹵化銀。接下來再把這塊板子放到汞蒸氣中，讓汞原子與純銀結合，形成銀汞結晶。最後一步則是用硫代硫酸鈉（攝影師稱為「海波」）沖洗銀版，除去表面的鹵素，留下純銀表面以及散佈的銀汞結晶。純銀的地方因為表面硫化，看起來是黑色的，銀汞結晶則會反光，看起來是白色，產生一種神秘的效果——影像中的主角在幽黑銀鏡般的表面發著微光。
由於銀容易起反應，銀版攝影一直都有保存不易的問題，因此肖像製作者會立即把作品密封在玻璃箱內加以保護。這個方法150年來似乎都管用，直到「青年美國」讓大家發現單是光線也會造成影響。
海風吹來的氯鹽
維岡特、畢格羅和大都會博物館的修護人員合作，在影像損壞的白點中找到氯的蹤跡。這是由於這些銀版最早曾暴露在波士頓的含鹽空氣中，使氯滲入了作品。氯和碘都是鹵素，也會和銀作用。展覽時照在作品上的聚光燈讓銀版重複曝光，產生氯化銀結晶，使原本的影像變得模糊。
不過海風不是唯一的罪人。維岡特與水牛城州立大學藝術修護系主任拉維尼斯合作，發現銀版攝影的表面下也藏有影響因子。維岡特與柯達的研究者合作，利用聚焦離子束在銀版樣本表面打了30微米的長方形開口，一層層檢查橫切面。他們發現影像的表面下方有許多300奈米寬的空隙，如同影像背面縱橫交錯的地下道。
他們認為這個由光引起的空隙來自「柯肯達爾效應」（Kirkendall effect），通常發生在合金上，當兩種不同的金屬以不同速度融合時，交接處會形成微小空隙，也稱為瑕疵。銀版攝影的空隙應該是在製作過程中產生的：在銀汞形成結晶時，銀從銀版表面下方被拉出來了。
這些空隙可以解釋為什麼展覽中的某些銀版有所損壞：歷經150年的時間，氯或其他的污染物可能已滲入這些空隙。當影像拿出來展示時，光可能引發了表面下方的銀與氯發生反應，導致影像底下冒出斑點。
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