Глаз человека воспринимает очень небольшой отрезок электромагнитных колебаний в виде ощущения света и цвета. Большая же часть этих явлений не воспринимается нами, то есть оказывается для нас невидима. Однако благодаря успехам физики область невидимого со временем перестала быть таковой.

1. Свет и сохранность живописи

Свет является одним из тех факторов, которые непосредственно влияют на сохранность картин. Без света, в темном помещении покровные масляно-лаковые пленки и масло, на котором стерты краски, сильно желтеют, вызывая общее потемнение живописи. Краски, содержащие свинец, например, свинцовые белила, темнеют под влиянием газов, содержащих серу, особенно интенсивен этот процесс в темном помещении. Свет же восстанавливает цвет почерневших свинцовых красок. Без света темнеет олифа, покрывающая темперную живопись. Все краски, стертые на масляном и масляно-лаковом связующем, при старении желтеют. Этот процесс вызывается химическими реакциями в самом связующем веществе и является необратимым. Что касается свинцовых белил, особенно стертых с льняным маслом, они сильно желтеют в темноте, но этот процесс обратим: пожелтение исчезает, если картину выставить на свет. Свинцовые белила в масляных, масляно-смоляных, восковых и темперных связующих нечувствительны к действию сероводородистых загрязнений воздуха. Кроме того, свинцовые белила в масляном связующем обладают хорошей совместимостью и с пигментами, содержащими серу темном помещении интенсивнее идет развитие вредных для картин микроорганизмов, свет же уничтожает большинство этих вредителей. Поэтому все помещения музея, в том числе и запасники, должны быть достаточно светлыми. В то же время свет может играть и отрицательную роль в сохранности экспонатов, причем разрушения, вызываемые воздействием света, бывают столь значительны, что по степени влияния на экспонаты он занимает следующее место после температуры и влажности. Под воздействием света как естественного, так и искусственного происходят два вида разрушений: видимые - изменения оттенка или цвета и невидимые - структурные разрушения или изменения физических свойств материалов произведений. По степени изменений от действия света произведения масляной и темперной живописи относятся к категории относительно светостойких, тогда как, например, произведения искусства, выполняемые на бумаге (акварель и все графические техники), - к наименее светостойким. По степени изменений под действием света материалы, из которых состоят экспонаты, принято делить на три категории: светостойкие - камень, гипс, фарфор, стекло, керамика, металлы, минералы, эмаль; относительно светостойкие - масляная и темперная живопись; наименее светостойкие - ткани всех видов, папирус, бумага и все графические техники, кожа, шкуры, мех животных и проч. источников света: дневной свет, лампы накаливания и люминесцентные лампы. Каждый из этих источников отличается спектральным составом света, по-разному влияющим на экспонаты. Фотохимические реакции, ведущие к изменению в материалах живописи, вызываются как ультрафиолетовой, так и видимой частью спектра. Особо вредное воздействие оказывают ультрафиолетовые лучи, а также прилегающая к ним синяя часть видимой области спектра. Наиболее опасным для экспонатов является естественный свет, особенно прямой солнечный, имеющий в своем составе высокий процент ультрафиолетовых лучей. Наименее опасен свет ламп накаливания, содержащий в своем составе до 80% инфракрасных лучей, не оказывающих химического воздействия на живопись. Свет люминесцентных ламп, приближаясь по своему спектральному составу к дневному, оказывает влияние на живопись в зависимости от типа ламп. Обычно по своему воздействию он приближается к дневному свету. Не только спектральный состав, но и интенсивность облучения вызывает изменения в экспонатах. Световую мощность источника света или осветительного прибора характеризует величина, называемая световым потоком и измеряемая в люменах (лм). Электрическая мощность источника света (ватты) не эквивалентна этой величине, так как различные источники при одинаковой мощности создают разные световые потоки. Важной характеристикой источников света является также сила света. Измеряемая в свечах, она определяет интенсивность излучения в данном направлении. Световой поток, падая на поверхность, создает на ней освещенность, которая измеряется в люксах и определяется отношением светового потока к площади, по которой он распределен, то есть числом люменов на квадратный метр. Степень воздействия света на экспонаты зависит прежде всего от времени облучения; чем оно дольше, тем быстрее и сильнее изменяется экспонат. Уменьшение длительности экспонирования предметов уменьшает и опасность их повреждения. Повреждение экспонатов зависит также от способности разных материалов поглощать лучистую энергию и испытывать ее воздействие. Зависит оно и от температуры и относительной влажности воздуха в помещении и от присутствия в воздухе химически активных газов. Высокая температура повышает общее движение атомов и молекул, их кинетическую энергию. Влажность обычно ускоряет процесс фотохимического изменения материалов. Некоторые пигменты и красители, выгорающие под действием света, весьма чувствительны к влаге. В условиях крайней сухости выгорание долгое время может быть незначительным, несмотря на довольно высокий уровень освещенности. Если относительная влажность высока, тот же краситель на той же самой основе может выгорать во много раз быстрее. Поэтому относительная влажность окружающего воздуха и степень влажности предметов не должны превышать необходимого уровня. Во многих фотохимических реакциях участвует кислород воздуха. Некоторые газы, присутствующие в атмосфере промышленных районов, могут вступить в реакцию с чувствительными к действию света материалами, увеличивая степень их общего фотохимического повреждения.

Практически все пигменты под действием солнечной радиации претерпевают - хотя и в разной степени - те или иные изменения: потемнение, изменение оттенка и цвета, понижение насыщенности цвета. Обесцвечивание (выцветание) проявляется в уменьшении насыщенности цвета и особенно характерно для органических пигментов (индиго, краплака, баканов, шафрана). Процессы потемнения и изменения оттенка характерны для многих неорганических пигментов (киновари, свинцовых белил, свинцового сурика, аурипигмента). Воздействие света само по себе редко служит причиной фотохимических изменений в материалах. В большинстве случаев разрушения происходят при активном участии кислорода воздуха, причём скорость протекания этого процесса возрастает с повышением концентрации кислорода, попавшего в красочный слой. Так, неорганические пигменты изменяют оттенок и темнеют в большей степени в результате химической реакции с влагой воздуха. В этом случае световые лучи оказывают активирующее действие, особенно ультрафиолетовые, которыми богат прямой солнечный свет. Пагубное действие ультрафиолетовых лучей заключается в том, что, проникая в толщу высокомолекулярных соединений, они расщепляют молекулы кислорода на атомы, и тогда последние приобретают особенно высокую активность в реакции окисления. Что касается проницаемости защитного слоя, то это зависит от его состава. Ультрафиолетовые лучи опасны для стойких и нестойких органических и неорганических пигментов, в то время как видимые лучи обладают меньшей проникающей способностью: они активируют реакции окисления лишь в поверхностных слоях. Инфракрасные лучи вызывают тепловые эффекты, которые могут механическим или химическим путём изменять материалы. Так, если химическая реакция уже протекает, тепло от воздействия инфракрасных лучей всегда ускорит её. Пожелтение плёнок природного лака может быть прямым результатом воздействия этих лучей, тогда как плёнки искусственного лака обыкновенно к ним не чувствительны. Тепловое действие инфракрасных лучей высушивает древесину, вызывая её растрескивание и коробление.

2. Освещение

освещенность картина музей галерея

Для освещения музеев, картинных галерей и выставочных залов могут быть использованы все современные источники света. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, в зависимости от которых ограничивается область их применения. Освещение экспозиции должно быть устроено таким образом, чтобы цвет, фактура экспоната передавались как можно точнее; свет в музее должен быть приятным для посетителей, и помещение музея не должно восприниматься ими как темное и мрачное. Вместе с тем уровень освещенности не должен вредно сказываться на состоянии произведений. Это одно из первых условий, которое должно быть соблюдено при устройстве музейного освещения. Естественный свет проникает в здание через окна или стеклянные перекрытия, устраиваемые обычно для залов верхнего этажа. В обоих случаях экспонаты должны размещаться так, чтобы на них не попадал прямой солнечный свет. По сравнению с естественным светом в спектре ламп накаливания преобладают желто-красные лучи, в силу чего при освещении произведений этими лампами колорит большинства картин несколько меняется. И тем не менее освещение лампами накаливания не только допустимо, но чаще и предпочтительнее, так как эти источники являются самыми безвредными среди современных источников света. Каким бы ни было освещение - естественное или от люминесцентных ламп, - при освещении чувствительных к действию света экспонатов следует устранять ультрафиолетовые лучи, так как они потенциально опасны и не играют никакой роли в визуальном наблюдении. Один из способов устранения ультрафиолетовых лучей состоит в том, что свет отражается от поверхности, окрашенной цинковыми или титановыми белилами. В некоторой степени защитой от ультрафиолетовых лучей является обычное стекло, которое снижает активность естественного света в 2 - 3 раза. Для усиления защиты стекла окон и плафонов покрываются матовой краской. Специальные фильтры на светильниках с люминесцентными лампами и лампами накаливания снижают активность этих источников в 4 - 5 раз. При отсутствии специальных светозащитных средств, для освещения музейной экспозиции, особенно комплексной, лучше остановиться на лампах накаливания. Отсечение ультрафиолетовых лучей не делает свет полностью безопасным для экспонатов, так как и видимые лучи обладают фотохимической активностью. Поэтому в музеях должны применяться меры, ограничивающие время и интенсивность воздействия дневного света на экспонаты.

3. Исследование с помощью ультрафиолетового излучения

Из комплекса методов, позволяющих проникнуть в область невидимого, исследование с использованием ультрафиолетовых лучей в техническом отношении наиболее простое и доступное для музеев средство научного анализа произведений искусства. Ультрафиолетовые лучи впервые были обнаружены за фиолетовым концом солнечного спектра в 1801 году И. Риттером и У. Воластоном благодаря сильному химическому действию на хлористое серебро. Обладающие большой энергией, вызывающей фотохимические реакции, люминесценцию и другие явления, ультрафиолетовые лучи широко используются в различных областях человеческой деятельности. В музейной практике применение ультрафиолетовых лучей чаще сводится к визуальному наблюдению или фотографированию вызываемой ими видимой люминесценции, то есть свечения вещества в темноте под действием фильтрованных ультрафиолетовых лучей. Различают два вида такого свечения: флуоресценцию - свечение, прекращающееся в момент, когда кончается действие источника его возбуждения, и фосфоресценцию - свечение, продолжающееся некоторое время после окончания действия источника возбуждения. В практике исследования произведений живописи используется только флуоресценция, причем в наиболее простом виде люминесцентного анализа, так называемого «сортового». Сортовой анализ основан на том, что под действием фильтрованных ультрафиолетовых лучей вещества органического и неорганического происхождения, в том числе некоторые пигменты, лаки и другие компоненты, составляющие произведение живописи, светятся в темноте. При этом свечение каждого вещества относительно индивидуально: оно определяется его химическим составом и характеризуется конкретным цветом и интенсивностью. Это позволяет отличить друг от друга два вещества внешне одинаковых, но различных по своему составу (или «сорту»). Вместе с тем нельзя провести резкой границы между сортовым и люминесцентным анализом, то есть анализом, призванным идентифицировать то или иное вещество или обнаруживать его присутствие. В самом деле, если по характеру люминесценции можно определить запись на картине, то по цвету свечения в ряде случаев можно сказать и какой краской сделана эта запись, то есть судить о ее химическом составе. Так, одинаковые по цвету краски, например, свинцовые, цинковые и титановые белила, под действием ультрафиолетовых лучей светятся в темноте совершенно по-разному. В зависимости от некоторых отклонений в их составе свинцовые белила излучают свет от белого до коричневатого, цинковые - яркий или глухой желто-зеленый, а титановые - фиолетовый или фиолетово-коричневый. Поэтому ультрафиолетовые лучи помогают при определении некоторых красок на картинах без взятия с них пробы. Под действием ультрафиолетовых лучей светятся не только краски, но и лаки, обладающие в ряде случаев очень сильной люминесценцией. Масляные лаки, в зависимости от возраста, излучают свет от бледно-молочно-голубоватого до ярко-опалового. На фоне яркого свечения покровного лака особенно хорошо видны реставрационная ретушь и исправления, что позволяет быстро определить степень сохранности произведения при его визуальном осмотре. Перечисленным возможности исследования живописи в свете видимой люминесценции не исчерпываются. Чтение плохо различимых подписей и надписей на картинах, выявление плесени, когда она еще не видна невооруженным глазом, контроль за проведением реставрационных работ - вот далеко не полный перечень возможностей этого метода исследования. Помимо исследования сохранности картин неоднократно делались попытки использовать явление люминесценции для идентификации красок на картинах. Выше говорилось, что одинаковые по цвету, но разные по составу краски под действием фильтрованных ультрафиолетовых лучей светятся по-разному. Однако довольно быстро было установлено, что лишь немногие пигменты обладают достаточно ярко выраженной люминесценцией, позволяющей определенно отличать друг от друга краски одного цвета, но разные по составу. Несмотря, казалось бы, на столь незначительный эффект, показывающий к тому же, что люминесцентный анализ не может заменить химический, целесообразность его применения очевидна. По характеру люминесценции можно вполне определенно идентифицировать известное число пигментов, присутствующих на картинах, или по крайней мере высказать предположение об их составе, что значительно облегчает последующие исследования.

4. Исследование в инфракрасном излучении

Инфракрасные лучи, расположенные за участком видимого красного света, в противоположность коротковолновым ультрафиолетовым лучам, обладают сильным тепловым действием, благодаря чему они и были впервые обнаружены. Их открытие относится к 1790 году, а в 1800 году физиком и астрономом В. Гершелем было положено начало изучению этого вида излучения. Столетие спустя, в 1891 году, Т. Эдиссон высказал предположение, что при помощи инфракрасных лучей можно делать фотографические снимки. Однако это стало возможным лишь тогда, когда удалось получить фотографические пластинки, сенсибилизированные (очувствленные) к инфракрасной области спектра. При аналитической работе в инфракрасной области в музейной практике используют зону ближних инфракрасных лучей, а исследование проводят путем фотографирования на специальных фотопластинках или пленках. В последнее время с этой же целью стали применять специальные приборы - электронно-оптические преобразователи, с помощью которых невидимые инфракрасные лучи дают на небольшом экране видимое изображение. Исследование в инфракрасных лучах основано на свойстве материалов пропускать, поглощать или отражать их иначе, чем видимый свет. Именно поэтому близкие по цвету материалы, обладающие одинаковой для видимого света способностью его поглощения и отражения, по-разному реагируют на действие инфракрасных лучей: одноцветные, но не сходные по составу краски, сфотографированные на инфракрасных пластинках, обнаруживают различную тональность и четкие границы их нанесения, что позволяет выявлять тонировки и реставрационные записи на произведениях старой живописи, неразличимые под слоем старого лака и недоступные поэтому для исследования с помощью ультрафиолетовых лучей. Способность инфракрасных лучей проникать сквозь отдельные слои живописи позволяет фиксировать на фотографии не суммарное изображение красочных слоев (как на рентгенограмме), а лишь некоторые из них. Особенно эффективно использование инфракрасных лучей при исследовании старой живописи. Проникая сквозь слой загрязнений и старого лака, они позволяют увидеть изображение, скрытое этой пеленой. В тех случаях, когда нижележащие слои обладают достаточно высоким коэффициентом отражения для этого вида излучения, а верхние слои живописи оказываются для него достаточно прозрачными, можно обнаружить переделки и авторские изменения композиции. Этим же объясняется способность инфракрасных лучей выявлять авторский рисунок на произведениях старых мастеров выявлять скрытые под записями надписи и подписи на картинах. Когда были получены фотографические эмульсии, позволяющие фиксировать инфракрасное изображение, они сразу же нашли применение во многих областях. Одними из первых их использовали криминалисты и тут же попытались применить к исследованию художественных произведений. Однако непосредственно в музейной работе инфракрасные лучи долгое время не находили применения. Еще в 1930 году на Международной римской конференции говорилось, что, несмотря на ряд опытов по их применению, «Пока еще не ясно, каким образом они могут быть использованы для исследования живописи». В 1932 году Л. Бендиксон опубликовал инфракрасные фотографии отдельных страниц сочинения Теодора де Бри, которые были вымараны в 1632 году цензором испанской инквизиции. Инфракрасные лучи, свободно пройдя сквозь цензорские чернила, выявили весь первоначальный текст. Публикация Бенднксона сразу же обратила на себя внимание многих специалистов, в том числе и музейных работников. Одним из первых попытался использовать инфракрасную фотографию для исследования произведений живописи Р.А. Лион, задавшийся целью определить с помощью различных физико-оптических методов исследования границы записей на одной из картин. Положительный результат удалось получить лишь тогда, когда были использованы инфракрасные пластинки в комбинации со светофильтром, пропускающим только инфракрасные лучи. Лион провел также исследование прозрачности некоторых красок в инфракрасных лучах и констатировал различие в тоне для одинаковых по цвету пигментов. Им же было установлено, что инфракрасные лучи не причиняют живописи никакого вреда. Позже аналогичное исследование было проведено в Фогг Арт Музеуме М. Фарнсворт. Имея в своем распоряжении серию фотографических пластинок разной спектральной чувствительности, Фарнсворт сфотографировала на них образцы сухих пигментов, чистых связующих и красочных пленок разного возраста. Оказалось, что не существует большой разницы между поглощающей способностью красочных пленок и сухих пигментов. В 1939 году Ф. Мюллер-Скёльдом и его коллегами были описаны результаты экспериментальных инфракрасных съемок, позволивших полнее выявить возможности нового аналитического метода. Авторы пришли к выводу, что эффективность инфракрасной фотографии значительно расширяется, если использовать пластинки, максимум спектральной чувствительности которых лежит в разных зонах. Таким образом, к концу 30-х годов была не только освоена техника инфракрасной фотографии живописи, но разработана методика ее исследования в этой области спектра. Вряд ли можно сказать что-либо новое о возможностях инфракрасной фотографии сегодня. Техника фотографии и используемые при этом материалы практически не изменились. Не изменился и круг вопросов, которые можно разрешить с помощью инфракрасной фотографии. Прогресс в этой области исследования заключался в ином - в расширении самих исследований, в планомерном и систематическом изучении произведений и накоплении данных, обобщение которых позволяет делать качественно новые выводы.

Заключение