像病人接受全身检查一样，阿尔伯特 · 赖德十九世纪晚期的绘画作品“路德 · 伍林的女儿”静静地接受探测粒子束的检查，隶属于美国国家标准局盖尔斯堡国家标准和技术研究所（NIST）的反应堆的中子流对博物馆中这件作品的树脂层和油膜层进行了20分钟的活化处理。

经过近一个月的中子处理，赖德油画中二十多种元素显示出了特征的？射线和电子辐射反应。来自史密森研究所的核物理学家陈玉堂（译名）与NIST的科学家们合作，使用NIST的反应堆进行考古学和历史学的研究。他在浊画上定期地放置记录胶片，这样这些特征辐射就在胶片上显现出图像来。除了用胶片记录来自“活化”了的油画的辐射的空间分布外，还将一固态检测器放在油画前几英尺处记录γ射线信号，这可以帮助研究者们计算出某一特定元素（如赖德所用的原始棕土中锰元素）的含量。

这种技术叫中子活化射线显迹术，它可以获得油画中元素的空间分布及浓度分布的信息确定不同材料之间的界线和画家原先所画后来又被覆盖的部分，甚至能告诉参观者他们所看不到的油画里层的画笔风格。

经过严格训练的史密森研究所的研究人员正在用核反应堆这一高技术来研究赖特的绘画技巧。正在筹备的1990年在美国国家艺术博物馆举行的赖特作品回顾展中将展出这些成果。

史密森研究所文物保护分析实验室（CAL）IU及其它文物保护实验室（如宾夕法尼亚大学的博物馆应用科学考古中心——MASCA及渥太华的加拿大文物保护所——CCI）的研究人员正在用最现代的分析手段来探索这些严格属于人文科学的问题。如十六世纪西班牙人入侵霍皮人的西南领域后对霍皮人的陶瓷工艺起到了什么影响？伦勃朗曾修改过他的早期作品吗？赖特是用什么技术来画海上景致的？在这些研究所里，艺术和科学融为一体，形成了一种新型文化，保护人类文化遗产和揭示文化遗产秘密是这一文化的宗旨。

例如MASCN的派却克 · 麦克格温（Patrick McGovevn）想重现古代艺人制做陶瓷器皿的工艺，为此，他和同事们用X干式射线照相、岩相学法及扫描电镜，光子诱导X射线发射光谱及中子活化分析等技术分析了宝石，陶瓷和其它古代文物。利用中子活化法，麦克格温发现青铜时代晚期和铁器时代早期（公元前1550—1050）、位于外约旦中部地区——即从约旦河至沙漠地区之间的30公里的狭长肥沃高地的——陶瓷制作者在500年间所用的是同样的陶土，而这一时期恰是社会大变动和文化大融合时期。根据所获信息，麦克格温对此地区的人员流动情况做了进一步的推测，“这一变更时期使用同一种陶土资源部分地说明这一时期在这一地区没有大的人员流动和文化合并。”他还对早期制陶技术的传播和进化进行了探讨。

CAL的研究集中在三大领域；考古研究就是其中之一，它主要研究像古陶、颜料、石膏（泥灰）、黑曜石和古代羽管键琴的琴弦及古代人的骨头和牙齿这些文物的物理、化学和微观形态的特性。

生物化学家N · 杜罗斯（Noreen Tuross）甚至能对古骨中分离出的蛋白质进行研究。利用凝胶电泳技术她能够分离和鉴别生物组成血清蛋白和白蛋白，以及组成它们的氨基酸，后者可用液相色谱鉴别。因为古骨中蛋白质非常少，杜罗斯必须花很大的功夫分离这些蛋白质，且不能损坏和损失。她希望能从她的工作中发现几万年前我们的祖先曾罹患的各种疾病。

CAL的化学家J · 布兰克曼（James Blackman）操作的中子活化分析仪器，为CAL的研究人员、博士后研究人员和其它合作研究人员提供了一种分析手段。

毕晓普（Bishop）同他的合作者们利用NIST的中子活化分析装置对亚利桑那州的霍皮部落的早期陶瓷技术进行了研究，以期知道制陶的产生和交换。他们首先研究了霍皮人陶瓷碎片的钻粉，对每个样品都获取了元素的“指纹”信息，然后通过复杂的计算技术获取了各种数据，根据这些数据，他们能够确定哪叫碎片是出自同一陶瓷制作中心。通过这些碎片的组合重建分析，他们能描绘出在公元1300-1900年间霍皮人与附近部落是怎样相互影响的，“我们想知道在经过一个大的干旱之后（十三世纪晚期）霍皮人具有怎样的组织，以及他是怎样与来自其它区域的人相处的。”毕晓普说。

他还研究了十六世纪西班牙人的入侵以及后来其它部落的到来对霍皮人的陶瓷器皿的设计和结构的影响，从大干旱时期到西班牙人入侵的三百年间（公元1300—1600年），霍皮人制造出了色彩鲜艳的黄色陶瓷，毕晓普等人认为这是古代印第安人在技术和艺术领域取得的最高成就之一，但当西班牙人入侵后，他们停止了制做这种陶瓷。

CAL的另一长远计划是文物科学保护的研究，研究者们必须了解文物变质的物理和化学机理。例如，在即将进行的油画去污计划中，的研究者们必须了解当用溶剂去除油画表面的灰尘或模糊的釉彩层后会对油画产生什么影响。这种研究十分需要，因为这种除尘或重上釉层的过程会损坏作品，尤其当这种过程经常进行时。在从分子水平上了解了这种过程后，科学家们就能很好地处理那些博物馆中“生病”的文物，而不会损伤它们。

隶属于加拿大国家博物馆的加拿大文物保护研究所（CCI）的研究者们也在进行着类似的工作，他们的—个计划就是研究现代建筑物对文物的有害影响，我们正在跟踪来自油漆、木头、纺织品、地毯和其它室内物的易挥发物。”CCL的约翰 · 泰勒说。

CCI正与CAL及位于华盛顿的国家艺术馆的人员合作，研究那些用于无价艺术珍品的运输包装的包装物。他们对包装物的热性能，机械性能进行评价，并研究其振动特性会对艺术品的影响。目前虽然还没有这方面的国际规定，但是泰勒认为他们的合作成果会对包装物的标准化提供一些依据。

CAL的化学家大卫 · 爱德特的工作是文物科学保护的又一例子，他正研究采取什么措施才能使那些历史性的文件，作品长期保存不至于起皱变坏——这对那些需要永久保存的书籍、期刊、报纸和照片是一个不可忽略的问题。首先他把标准纸样品放在陈化室里，陈化室的温度和湿度均可控制。为了研究环境的影响因素，他希望能将几个世纪的陈化影响能压缩在一年或更短的时间内。他定期地取出纸样，用气相色谱检测纸中的氧化物、水合物及光诱导产物。这些物质通常是一些糖类（如葡萄糖、木糖），它们是纸中纤维的组分。通过分析这些糖类的分布及浓度，爱德特可以推测纸张变质时究竟发生了什么变化。这些信息可以告诉博物馆人员该如何选择纸张的保存环境。

CAL的第三个任务是研究文物保护技术。“你一旦发现了是什么原因引起文物受破坏的，就必须采取相应的措施加以阻止。”凡 · 泽尔斯特指出，例如，CAL的科学家们在油画除尘中获得的知识可以作为史密森收集的绘画作品的保护措施条款。

美国文物保护所的凡 · 泽尔基特说：“由于现代分析测试仪器的应用，最近文物保护已经有了很大的改善。”重视保护措施的科学化是目前文物保护的发展趋势。过去文物管理人员及历史学家只考虑恢复损坏文物和变质文物的外表，“现在我们对这种过程及相关的事件更感兴趣。”泽尔斯特说。

“文物保护发展非常迅速，已从传统的修复转变成现在的保藏。”CCI的负责人泰勒说。传统的修复只是使文物按照修复人员的设想恢复一新。而职业的文物保护是使文物恢复其本来面目，既不增加也不减少。那些装置精良的测试仪器和能提供多种信息的分析方法正在完善这种技术。

由于现代分析仪器的应用，艺术史研究也显现出新的气象。“科学为艺术史的研究开拓了新的天地。”泰勒说，文物管理人员，艺术史家以及参观者所看到的只是文物的外表，“现在，在高技术的帮助下，我们能够看得更多，”泰勒说，“我们可以看到里层的东西。”

[Analytical Chemistry，1990年2月16日］