以物理揭開歷史的面紗:聖母百花大教堂內牆藏了甚麼玩意?

以物理揭開歷史的面紗:聖母百花大教堂內牆藏了甚麼玩意?
圖片來源:Wikimedia Commons

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歷史學家會不惜以任何代價來交換回到過去的能力,然而科學家們已經想出了些巧妙的方法在此時此地拼湊出過往的真實面貌。從古埃及陪葬面具的構造,到梵谷壁畫的真實性和佛羅倫斯大教堂的結構,全球對這些歷史文物的研究都成為了美國物理學會2017年3月及4月大會的主題。

頹廢又神秘,古埃及人留下一堆超多樣的奇特歷史遺物給後世──其中有許多都是世界各大博物館及收藏者在收藏品展出時的明星展覽品。在眾多收藏者中,美國伊利諾州芝加哥附近的納珀維爾中央高中(Naperville Central High School),是唯一個擁有一具埃及木乃伊的高中。這具已知有2,000歲的木乃伊被稱做克里歐(Cleo),是大約1940年時一個人捐給學校的,咸信克里歐應該是這個人在某個埃及古董店買到的。 

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Photo Credit: Naperville Central High School
2,000歲的木乃伊被稱做克里歐(Cleo)。(Photo Credit: Naperville Central High School)

美國阿岡國家實驗室(Argonne National Laboratory)的福克.羅斯(Volker Rose),以他在X光螢光計和輻射攝影術的經驗,幫助納珀維爾中央高中的學生檢驗金字塔的材料及克里歐身上取下的樣品,這些實驗是運用裝設在阿岡先進光子源(Argonne’s Advanced Photon Source)的世界級設備做的。

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Photo Credit:ANL
美國阿岡國家實驗室的福克.羅斯在阿岡先進光子源與來自納珀維爾中央高中的學生們一起工作。(Photo Credit:ANL)

「由於這裡談的是個高中生的計畫,我們可沒有辦法有甚麼美國時間和那些典型的研究團隊相比較,」羅斯解釋說:「我們花了大約半年來準備這個計畫,但是我們有雄心要學到很多……我們目前從這個計畫中間所得到的成果已經有期刊論文的水準。」

羅斯和一組挑選出的學生檢驗了埃及金字塔的建築基石,探討金字塔究竟是由灌漿凝結成的鑄石,還是由天然岩石切割出來的石塊所建造。羅斯和他的學生團隊探透過分析石材中通常會有的鋁元素,來探討純正埃及岩石樣品的化學結構。

「在已知的金字塔細微結構中,有跡象指出那些建築基石是灌漿的鑄石,學生們和我研究了地質聚合物以瞭解這些石材的化學成分,希望能對這個被長期爭論的題目提出答案。」羅斯說:「然而,要拿到一塊純正的石材樣品,比我們想像的還要困難。」

羅斯的計畫已在3月底開動,他的學生們將要使用X光螢光的技術,去檢驗蓋在克里歐臉上的陪葬面具是甚麼材料製作的,去回顧一下埃及當時的殯葬人員是如何執行那個時代的文化儀式。

羅斯以在2013年和芝加哥藝術學院的合作而著名。當時他運用顯微鏡技術,揭露了畢卡索是第一個使用一般家用塗料來製作他晚期的作品。這個工作讓羅斯開始連結藝術與科學的熱情,也激起他給年輕一代的高中生一個機會,像是納珀維爾中央高中的學生一樣,透過阿岡實驗室的「典範學生研究計畫」(Exemplary Student Research Programs),去親手使用應用物理的工具做研究。

「科學與藝術文化的遺產,定義了我們之所以為人,所以我認為保護科學與藝術、教導其他人他們是可以由彼此而相互得益是很重要的,」羅斯說道,「與社會大眾和高中生們一齊努力是我們的責任,而這些合作的經歷為我打開了直接與下一代科學家密切互動的大門……這是很令人鼓舞的!」

(本文感謝APS NEWS(美國物理學會)同意以中文形式翻譯轉載,原文刊登於APS NEWS網站

本文經物理雙月刊授權刊登,原文刊載於此

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航