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任何人都可弄简为繁，
而创造力化繁为简。
——小查尔斯·明格斯（Charles Mingus Jr.）
早在绘画艺术萌芽，史前人类还在岩壁上涂涂画画的时候，艺术家们就开始动起了脑筋。或是出于技术需要，或是想要呈现某种特殊的艺术效果，他们不断打磨技艺，活生生把自己练就成实打实的“化学家”。每个时代的画家，都不忘开发自己的“独门秘方”：画材、颜料、黏合剂和混合物……凭借着丰富的经验和实验，他们发展出了一套套真正的配方知识。这些“独门绝学”，无论是大方分享还是秘而不宣，都源源不断地催生着新的艺术效果、艺术风格、艺术流派，甚至发展成轰轰烈烈的艺术运动。
例如，18世纪的英国画家盖恩斯伯勒（Thomas Gainsborough）就热衷于发明创造独属于自己的创作手法，并成为其中翘楚。他生前以肖像画和乡村风景画闻名于世，被认为是一位极富创新精神的实验派画家。他独创了一种别样的“纸本绘画”，其中“风景”的画法是打造这种独特视觉效果的关键。1773年，他在写给朋友杰克逊（William Jackson）的一封信中分享了自己绘画创作的奥秘和细节：如何在纸上画油画，如何通过铅白获得特殊的绘画效果，并着重提到了如何通过将纸张浸泡在牛奶里，来减少18世纪伦敦那糟糕的空气对画面的侵蚀。信的末尾处，盖恩斯伯勒不忘添上戏剧性的一笔：“向我发誓你绝不会把这个秘密告诉任何活人。”
图1.5.1 左图：研究人员对盖恩斯伯勒的作品进行微创取样；右图：盖恩斯伯勒（1727—1788），《山坡风景与路中央的牛群》（ Hill Landscape with Cows on the Road ），约1780年
为了验证盖恩斯伯勒所言并了解这一创作手法的特性，一项新的化学分析手段应运而生。研究人员利用微粉和PVC橡皮（图1.5.1），在几乎不侵损画面的情况下，从盖恩斯伯勒作品表面提取极微量的物质。随后，这些微量粉尘被溶解，方便研究人员从由有机和无机成分组成的基质中提取出黏合剂的生物分子。这种蛋白质分析的实现主要仰仗于一种特殊的酶切，它会产生具有特殊特征的肽。利用高压纳米流体系统（纳米色谱泵），这些多肽片段混合物在液相中被分离，随后被送入质谱仪中进行气相测序（图1.5.2）。通过一系列复杂的分析流程，也就是所谓的蛋白质组学分析，科学家成功鉴定出了一种生物来源为家牛的乳蛋白，继而证实了盖恩斯伯勒的“秘方”。该项实验还引入了一个新的概念，即艺术品的分子签名，这种“化学签名”和艺术家在画作上的“物理签名”一起，成为艺术品不可或缺的一部分。
图1.5.2 左图：研究人员正在准备用于高分辨率质谱分析的古老样本；右图：质谱测定仪的离子源
图1.5.3《台南地区荷兰城堡》，档案编号09.3，清（19世纪），佚名，藏于纽约大都会艺术博物馆，摩根（J. P. Morgan）1909年捐赠
从艺术作品中甄别出的各种生物分子，无论是作品自带的还是后期添加的，都是一个小小的信息库，能让我们进一步了解创作的地点、历史背景，甚至能间接反映当时不同社会文明间的交流与联结，如过去的贸易线路。这方面的一个绝佳案例就是彩绘皮革壁挂（图1.5.3），这幅彩绘地图描绘了荷兰人1624年左右在中国台湾沿海城市台南建造的两座堡垒。对作品中生物材料及其来源（中国或荷兰）的鉴定可以让人们了解作品的创作地以及所受的文化影响。另一案例则是对一块古埃及彩绘织物的鉴定，该织物绘于2世纪末至3世纪初，人们从中提取出了不同来源的多糖（复合糖，图1.5.4），其中部分糖类的存在驳斥了业已存在的一些假说（如古埃及人只使用本土纯度较高的阿拉伯胶等），由此引发了一系列关于古埃及贸易线路的探讨。
图1.5.4 彩绘木乃伊裹尸布残片，档案编号X.390, 埃及（罗马行省），公元2世纪末至3世纪初，藏于纽约大都会艺术博物馆
分子签名勾勒出了艺术作品自诞生以来走过的漫漫长路。借助各种化学分析工具，我们得以了解作品在漫长岁月里的保存条件与处理方法。对科普特手稿（Coptic Manuscripts）的研究就是个很好的例子。这些萨希德羊皮纸于1910年在法尤姆（埃及）被挖掘，最初保存于梵蒂冈。为了更好地了解该珍贵文物目前的保存状况（图1.5.5），研究人员着手研究这些特殊羊皮纸上的有机成分，探索它可能经受的保存手法。通过化学破译蛋白质在特定部位形成的有机高分子网络以及甲醛交联的鉴定，他们得以揭示梵蒂冈为保护该羊皮纸曾实施的一种修复方法，而该方法也是首次被公布于众。
图1.5.5 左图：《关于基列的讲道》（ Homily on Gilead ），埃及，822—914年，档案编号MSM. 604，藏于纽约摩根图书馆与博物馆，由摩根于1911年购入；右图：《圣托勒密的殉道者》（ Martyrdom of St. Pteleme ），埃及，9—10世纪初，档案编号MS M. 581，藏于纽约摩根图书馆与博物馆，由摩根于1911年和1912年购入
一件艺术品的生物分子信息里蕴藏着创作过程中的诸多奥秘，它们不仅奠定了艺术品如今的面貌，更向我们揭示了它在时间长河里的演变，以及它的未来之姿。了解一件艺术品的复杂配方和其中化学物质的相互作用，开启了一系列重要议题的探讨，从艺术家选“材”的重要性到文明间的交流互动，无所不包。更重要的是，它有助于我们了解艺术品的脆弱性。质谱学日新月异的发展极大地丰富了人们的研究方法，拓展了大众的文物知识，助力每一个人成为更好的文化遗产保护者。
本文中的各项研究均与波齐（Federica Pozzi，纽约大都会艺术博物馆科学研究部副研究员，文物保护科学共享倡议计划）合作完成。
科普特手抄本研究与纽约摩根图书馆与博物馆附属陶文物保护中心的弗雷德里克斯（Maria Fredericks）和特鲁希略（Frank Trujillo）合作完成。
盖恩斯伯勒的作品研究由纽约摩根图书馆与博物馆附属陶文物保护中心的斯奈德（Reba F. Snyder）与泰恩（Lindsey Tyne）合作完成。
对科普特手抄本和盖恩斯伯勒作品的质谱分析属于加卢齐（Francesca Galluzzi）2017—2020年博士论文的研究内容；研究机构为法国膜与纳米物体化学生物学研究所，及其蛋白质组学研究平台。
彩绘皮革壁挂研究与赫恩（Mike Hearn）、谢尔-多尔贝格（Joseph Scheier-Dolberg）、佩里（Jennifer Perry）和叶怀玲（音Hwai-ling Yeh-Lewis）合作完成，他们皆来自纽约大都会艺术博物馆亚洲艺术部。
古埃及织物研究与莱特富特（Christopher Lightfoot）、海明威（Seán Hemingway）合作完成，两人均隶属于纽约大都会艺术博物馆希腊和罗马艺术部门；此外，博物馆纺织品保护部门的科尔特斯（Emilia Cortes）也参与了研究。
埃及绘画的分析研究由格兰佐托（Clara Granzotto）完成，她曾是纽约大都会艺术博物馆的梅隆奖学金获得者（2016—2018年），目前就职于芝加哥艺术学院。
1. Pozzi F., Arslanoglu J., Galluzzi F., Tokarski C., Snyder R.,《Mixing, dipping, and fixing： the experimental drawing techniques of Thomas Gainsborough》, Heritage Science , 2020, 8:85.
2. Dallongeville S., Garnier N., Rolando C., Tokarski C.,《Proteins in art,archaeology, and paleontology: from detection to identification》, Chemical Reviews ，2016, 116 (1): 2-79.
（卡罗琳·托卡尔斯基 朱莉·阿尔斯兰奥卢）