本文转载自公众号“把科学带回家”
（ID：steamforkids）
央视有一档《鉴宝》节目一直很火，从2003年开播到现在一直保持着不错的收视率。
在这个节目里，坐镇的专家主要采用肉眼甄别的方法判断文物的真假。但是时代变了，人肉鉴定毕竟存在主观性，而人眼也不可能看清楚所有的细节，更不可能了解文物内部成分。现在出现的新型鉴宝技术，可以在很短的时间内，给出外行也能明白造假过程的结果。
最近，这类技术就揪出了一批伪造的重要文物。
事情要从1947年说起。
那一年，帅气的游牧民贝都因人在巴勒斯坦的库姆兰山洞里发现了几千卷羊皮纸。羊皮纸上的文字是用希伯来语、希腊语和阿拉米语书写的。
出土死海古卷的库姆兰山洞
据鉴定，这些羊皮纸至少有1800年的历史了，它们含有最古老的希伯来圣经。希伯来圣经是旧约圣经的来源，也是犹太教的经典，它的意义不言而喻。
这批羊皮纸后来被叫做死海古卷，成为了以色列的国宝。以色列甚至专门为死海古卷修建了博物馆圣经之龛（The Shrine of the Book）。
以色列的圣经之龛博物馆
但是，死海古卷并不都在以色列。20世纪50年代的时候，以色列伯利恒的一个古董商人从贝都因人那里买来了这些羊皮纸，然后倒卖给了全世界的收藏家，所以收藏界并不清楚还有多少死海古卷流落在世界各地。
不过在2002年，市场上突然出现了一批“死海古卷”。为了筹建博物馆，华盛顿的圣经博物馆（The Museum of Bible）的创始人 Steve Green 就花了数百万美元购买了其中的16份。
华盛顿的圣经博物馆
圣经博物馆成立后，一个重要的固定展品就是死海古卷，它们也是圣经博物馆的镇馆之宝之一。
一开始，不少专家学者都认为这批展品是真货。耶路撒冷希伯来大学圣经系的名誉教授 Emanuel Tov、加拿大西三一大学专门从事死海古卷研究的 Kipp Davis 以及阿兹塞太平洋大学的圣经研究学者 Robert Duke 还专门出了一本书赞赏这些死海古卷残片的重要价值。
不过，几年前开始有人质疑这些死海古卷是假货，但是它们大都是从考古和历史学的角度，比如上面出现了希腊字母阿尔法，而阿尔法是1930年希伯来圣经才开始用来当注脚的。也就是说伪造者可能是照着一部1930年出版的希伯来圣经写的。
但是，这些都不是铁证。为了搞明白真相，圣经博物馆请来了一批第三方专家，利用现代科技对这些经卷进行鉴定。
在2017年春，圣经博物馆委托德国联邦材料检验研究院(BAM)检验其中的5份样品。2018年，圣经博物馆对外公布了鉴定结果：5份样品都是假货。
为了检验剩下的11份样品，2019年2月，圣经博物馆又委托了另一批专家进行了科学鉴定。
这项调查的主导专家 Colette Loll 长期从事艺术品打假工作。Loll 召集了5名科学家和文物保护工作者，他们用现代科技对圣经博物馆的所有死海古卷进行了鉴定。2019年11月，所有鉴定人员一致认定，圣经博物馆的其余11份死海古卷均为赝品。
也就是说，这些伪造者不但骗过了圣经博物馆馆长，还骗过了不少顶级圣经研究者。
所以，这些科技文物打假工作者到底看出了什么别人看不出的端倪，从而判定它们是假货的呢？
简而言之，他们发现这些死海古卷都是用古老的皮革制造的，但是以色列的真品是羊皮纸。此外，皮革的处理方法、墨水都是现代的。
这是怎么看出来的呢？这就要聊一聊他们用到的科技了。
他们使用了多光谱成像、3D超景深显微镜和X-射线荧光分析技术。这三种技术的共同点是可以在不切开样品的情况下窥探它所包含的信息。我们一个个来解释。
阳光发出的不同波长的光，分别拍摄这些波长的光，就可以看到不一样的太阳，这就是多光谱成像的基本原理。
多光谱成像技术到底是啥？
实际上它利用的是紫外线、红外线等不同波长的光显示人的肉眼看不到的文字和图案。
多光谱成像技术有点像加强版的相机，但它和普通照相机的主要差别是，它可以捕捉可见光之外的电磁波，让可见光无法显示的图案，比如被修正液盖住的字也能被看到。利用这个技术，就可以查看死海古卷上有没有可疑的图案或文字了。
可见光（左）和紫外线下同一批材料的不同颜色。图片来源：Art Conservation Department, SUNY Buffalo State
使用时，文物要被放在不同波长的光下拍摄照片。
多光谱成像技术可以用来拯救古文献。许多古籍因为受潮、发霉、褪色或化学物质腐蚀而无法阅读。
圣经之龛博物馆的真品死海古卷破碎不堪，并且糊满了胶水。图片来源：the shrine of the book
实际上，真品死海古卷表面糊上了胶水（下文会解释），无法拆开阅读，它的内容就是用多光谱成像技术解读的。
利用多光谱成像技术发现了9世纪的重写本上被掩盖的文字。图片来源：the british library
3D超景深显微镜则是能够重现文物表面的3D纹理和结构的数码显微技术。一般来说，物品被放大的时候就会缺乏景深，也就是不够立体。但是3D超景深显微镜具有叠焦（Focus stacking）技术，通过不同焦点的照片的叠加还原景深。
利用这两个技术，Loll 的团队发现，墨水的年代和皮革的年代似乎不搭。你看，圣经博物馆的死海古卷书写的基质很“脏”，坑洼不平，上面甚至有厚厚的矿物沉积。而新鲜的羊皮纸不可能这样又脏又不平。
这批“死海古卷”的作者还在上面撒上了死海古卷的发源地库姆兰的粘土矿物，正好粘在了写了字的地方。千年前的人写完字会刻意在上面撒点土吗，又不是做墨西哥卷饼。
团队里纽约州立大学布法罗分校的文物保护科学家 Aaron Shugar 还使用了X-射线荧光分析技术则给了圣经博物馆的赝品致命一击。
X-射线荧光分析技术（X-ray fluorescence spectroscopy，XRF）可以检测出古籍内部的元素，从而得到古籍的高清图像和组成成分。
XRF 操作时，首先发出一束X光，射到样品上，分析样品的反射光，就能推测样品中所含的元素了。利用XRF可以分析从钠到铀的大多数元素。
因为有许多小朋友马上要中高考，所以我具体说说 XRF 的原理：原子是一群电子包裹着的原子核，电子有不同的能级，就说有些电子“皮”一点，有些“木”一点。X光射到原子上的时候，木木的低能级的电子被弹了出去，原子就不稳定了。
为了维持系统稳定，高能级就要来填补。那么在这种“降级”的过程中，电子就有多余的能量，这个能量在低能级用不上，所以就以电磁波的形式散发了出去，发出了次级X光。分析次级X光的光谱，就可以知道照到的是什么原子了。
XRF技术得到的光谱
在做 XRF 检测的时候，样品被放到一个类似于显微镜的仪器上面，仪器这样在X和Y轴上对样品进行扫描。
在接受X光照射的同时，仪器还会喷出氦气。放氦气是因为，空气中的氮气和氧气会吸收反射荧光，造成检测困难。因为原子序数越小，光子的吸收量就越少，因此用原子序数为2的氦气就能减少对反射光的吸收。虽然氢的原子序数比氦还要小，但是因为氢气不安全，会炸，所以一般不用。
XRF 技术发现，圣经博物馆的死海古卷皮革里吸收了钙质，这说明造假者试图用生石灰来去除上面动物的毛发。
但是问题来了，Loll 介绍，用生石灰处理皮革的技术是在死海古卷之后出现的，emmm。
更重要的是，圣经博物馆的死海古卷是用皮革制造的，但是呢，以色列的死海古卷真品是用鞣制的羊皮纸做的，根本不是同一种介质。
他们猜测，圣经博物馆的赝品的皮革本身很古老，是从犹大沙漠或什么地方搞来的，很有可能是古代的皮靴，因为上面的破洞看起来有点像罗马时代的鞋子。
然后，这些皮革上面还有一层发光的粘性物质。经鉴定它可能是用动物的皮毛提取的胶水制成的，这一步骤的目的是让成品看起来具有真品的黏糊糊的质感。
为什么要把皮革搞得黏糊糊的？这是因为，羊皮纸里的胶原蛋白会随时间分解成黏糊糊的明胶。经过了千年的分解就会有天然明胶，何苦要加一层动物胶原蛋白呢，太假了吧。显然，这批死海古卷，来自千禧年。
好想到潘家园去关门放这三大神器啊，看看到底有多少未成年的小古董年纪轻轻就出来赚钱养家了...
来源：把科学带回家
编辑：Dannis
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