互动科普

这是一个极具魅力的挑战：不能惊扰乔治·华盛顿的安眠，却要复原他一生中三个重要时刻的容貌。法医人类学家惊呼：“没有遗骨让我如何开始工作？”只能从雕塑、肖像、假牙和衣物入手，寻找线索，联合各方力量，开始一场“拼图游戏”。

从小学起，我就知道两个有关乔治·华盛顿的传说：当他还是个孩子，他砍倒了一棵樱桃树，然后向父亲坦白了自己的所为；当他长大成人，他戴着木制假牙。最近，我了解到很多有关华盛顿的事：原来，他从未砍倒过樱桃树，也没有戴过木制假牙，而更出乎意料的事还在后面。

我意外地接到邀请，重现美国首任总统年轻时（早于那几幅著名肖像和雕像）的容貌。当华盛顿旧居弗农山的常务董事吉姆·C·里斯（Jim C. Rees），问我能否重现华盛顿一生中三个重要年份的容貌之后，我开始钻研美国历史。里斯想要把这些与真人一般大小的塑像放置在弗农山的新教育中心，这个中心将在2006年秋季开业。重任在肩，我开始搜集线索，这些线索将揭示出一位与美钞上那个冷漠的、薄嘴唇的、老资格政治家差别极大的华盛顿。

华盛顿19岁的塑像应该展现1751年时他的容貌，在早期职业生涯中，他是个探险家、测量员；45岁的塑像应当反映他1777年的容貌，当时华盛顿和他的军队在严冬里露宿福奇谷，等待时机攻击盘踞费城的英军。这两尊塑像是第三尊塑像的补充，第三尊57岁的塑像要再现1785年4月30日他作为第一任美国总统宣誓就职时的容貌。当时人们还为他提供了另一种选择——当国王，但他自己选择了总统这个角色。

作为一名体质人类学家，我研究过早期原始人的骨骼，也修复过我们祖先的标本；作为美国宾夕法尼亚州阿勒格尼县验尸官办公室的一名法医人类学家，我在工作中积累了经验，但根本没有准备好应对这种苛刻挑战：我不能研究华盛顿的骨骼，他仍将安眠于地下。没有遗骨，我怎么能进行法医复原工作？但是这个挑战太有魅力，我无法拒绝。

线索

可供复原工作参考的，只有一尊白色大理石全身雕像、一尊半身塑像和一件从华盛顿面部套取的面具。它们都是法国宫廷雕塑家让-安东尼·乌东（Jean-Antoine Houdon）的作品，他在1785年访问弗农山期间就已经开始了创作，当时华盛顿53岁；还有几幅华盛顿中晚年的肖像，主要是由吉尔伯特·斯图亚特（Gilbert Stuart）、查尔斯·威尔森·皮尔（Charles Wilson Peale）、他的儿子伦布朗特·皮尔（Rembrandt Peale）和约翰·特朗布尔（John Trumbull）的作品；再就是华盛顿晚年的几副假牙和少量衣物，它们可能提供其他有价值的证据。

我需要找到某种能够综合利用这些线索的方法。例如，如果我能对乌东的作品——面具、半身塑像和全身雕像进行三维扫描，我就能对这几件作品进行比较，确定细节的精确程度；如果我能对留存下来的假牙进行三维扫描，我就能将它们的扫描图嵌入数字头部模型，确定上下颌骨的曲率。这样，我就能试着估计出53岁时华盛顿颌骨的损失情况（也许这应该与他57岁的颌骨较为近似），并且在我吃力地逐步让他的容貌恢复年轻时，可以用年轻的颌骨替换这些损失的颌骨。

当我意识到需要在三维数字领域开展工作时，我马上就想到了美国亚利桑那州立大学的空间建模研究协作组织(以下简称PRISM) 。我在这所大学演讲时参观过实验室，我记得曾看过雕塑家、体质人类学家、工程师和计算机科学家各路高手协作的成果。尽管其他实验室也很擅长三维数字成像，但PRISM已有过与体质人类学家一起工作的记录，也就是说我们有共同的科学语言。我向PRISM主任安舒曼·拉茨丹（Anshuman Razdan）介绍了这个项目，令我高兴的是，他同意在成像方面帮忙。

我决定从乌东创作的作品——53岁时的华盛顿入手，一部分是因为这位雕塑家以手法精确而闻名。根据与他同时代人的记述，他曾用卡尺对华盛顿总统从头到脚进行过测量。不幸的是，乌东的工作室和他所有的笔记都在法国大革命期间被毁。虽然如此，许多专家仍确信这两尊雕塑身体尺寸的精确性。当时的习俗是将显赫人物的雕塑做得比真人大，在这一点上，华盛顿曾特别要求这位雕塑家不要把雕塑做得过大。

为了确定作品的精确度，拉茨丹和同事扫描了半身塑像和面具，并对它们的数字扫描图形作了比较，发现它们差不多完全一样，最多相差0.3毫米，这在统计学上几乎没有意义。当然，这证明半身塑像和全身雕像精确地表现了华盛顿的面部。但是，它们这种惊人的一致却困扰着我。收藏在弗农山的文献表明，乌东创作半身塑像的时间比面具早好些时日，这意味着二者的差异本应该更大些，因为半身塑像可能是徒手创作的。但是塑像的眼睛、鼻子、不对称歪斜的下巴、暴露的双耳垂的位置以及前额的皱纹都是完全相同的。困惑了几个月之后，我最终断定乌东并非徒手创作了半身塑像的面部。他把眼睛加到面具上以后（在取走面部模具之前，必须盖住双眼），给面具做了一个模子，然后把赤陶土按进模子做出了半身塑像的面部。现在，我只能相信头部的其余部分是基于乌东的卡尺测量结果塑造的。

当我们对数字扫描收集的信息进行分类时，我遇到了史密森尼国立肖像馆绘画与雕塑主管艾伦·G·迈尔斯(Ellen G. Miles)，并开始接受关于华盛顿肖像精确性的教育，这对我很有帮助。一开始她就向我提出忠告：不仅必须对临摹作品持怀疑态度，即使对华盛顿为之摆好姿势的那些艺术家的原创作品，也不能完全相信。以斯图亚特18世纪90年代末创作的肖像为例（这是华盛顿的少数几张18世纪全身像之一），从人物面部能认出是华盛顿——斯图亚特很可能是临摹现在挂在波士顿图书馆的华盛顿肖像，就跟现在印在美钞上的那幅一样——但是，那双手很像斯图亚特自己的，而躯体则参考了3位替华盛顿站位的模特。

相反，特朗布尔1792年创作的肖像，也许对华盛顿颈部以下躯体的描绘比颈部以上的更精确。当迈尔斯比较皮尔和他17岁的儿子伦布朗特1795年同时创作的肖像时，还发现了更令人印象深刻的艺术加工情况。当时华盛顿60多岁，坐在那儿让父子一起作画。老皮尔画的是一个有点矮胖，表情富于同情心，甚而面颊红润的人物：就像他的老友和同志。儿子画的则是一位皱纹很深，表情憔悴的老年男性。因此，我们至少有四幅“相似的”华盛顿60多岁的肖像，每一幅与其余几幅都有明显不同。

如果说这些肖像令人头疼，假牙就更让人困惑了。当然，我很快意识到，传说与事实不符，华盛顿并没有戴过木制假牙。18世纪，用来制作假牙托最常见的材料多为河马的长牙，由矿化斜方晶构成，它是用来固定（人类或动物的）牙齿的。随着时间推移，在长牙表面，沿着矿化斜方晶之间的缝隙会产生细长的裂纹。多年的吃喝和抽烟污染了这些裂纹，使它们变得比珐琅斜方晶黑。显然有人把这种污染的裂纹误认作木材的纹理，因此就诞生了木制假牙的传说。事情的真相是，当乌东访问弗农山时，华盛顿的大部分牙齿都已脱落。实际上，他失去的第一颗牙齿，是在20岁出头时拔掉的；到53岁时，他也许只剩下两颗下牙。我们不清楚他牙痛的原因，但他也许患有进展性牙周病（progressive periodontal disease）。他自称吃胡桃上瘾，吃胡桃就要用牙齿将坚硬的外壳咬破，这使牙周病进一步恶化。当人们失去牙齿时，固定牙齿根部的颌骨会被溶解吸收，这一区域的颌骨会变得越来越矮。如果失去太多牙齿，颌骨，尤其是下颌骨的尺寸和形状就会发生严重变化。这意味着必须设法确定华盛顿53岁时颌骨和口腔的状况，然后才能考虑增加牙齿和骨头，重新塑造颌骨，进一步再现华盛顿19岁和45岁时的容貌。

首先，我必须找到在这个时期，华盛顿可能戴过的任何留存下来的假牙。结果发现，他的最后一副假牙和他一起安葬了。还好，我可以研究牙科医师约瑟夫·格林伍德(Joseph Greenwood)1789年为华盛顿制作的假牙托的下半部分，这半部分现在存放于美国纽约医学学会；还可以研究在华盛顿的最后一颗牙齿脱落后，格林伍德1795年为他制作的假牙的下半部分。这副假牙曾经完整地存放在史密森尼国家肖像馆，上半部分在一次窃案中从储藏室里消失了，下半部现在存放于国家牙科博物馆。我能够找到的唯一一副完整的假牙，就是收藏在弗农山的那副起初很神秘的假牙。

这副假牙是在玛莎·华盛顿(Marth Washengton)去世几十年后，从她的军用小提箱里发现的。她没有假牙，因此这副假牙很可能是她丈夫的。尽管我能断定这副假牙是在1789年到1795年之间制作的，但没人知道这副假牙是谁制作的，什么时候制作的。有关学者已经确认假牙托是铅制的，上半部分的假牙包括马或者驴的上门牙和牛的下门牙，下颌骨的假牙是人类牙齿，外加一颗人造牙齿（估计是用坚果硬壳雕刻的）。我吃惊地发现，下半部中的牙齿有一些是人类的上牙。更令人吃惊的是，这副假牙基本上不能用。铅牙托的表面是平的，并未被掏空，因而无法容纳失去牙齿的牙龈。此外，将牙托联系在一起并使它们压在牙龈上的弹簧不是向两侧拱起，而是向后方拱起。因此当华盛顿张嘴时，弹簧的张力就会将假牙往外推。这副假牙的唯一作用可能就是，在华盛顿坐下来让别人画像时，填充口腔的空间。然而，它们的确给我提供了一些有关总统颌骨尺寸和形状的信息。

有了假牙尺寸作指导，我开始拼凑华盛顿口腔内部的模型。接下来，我该烦恼如何把这些信息与面具和半身塑像综合到一起了。

头部的数字合成

然后，在PRISM与马修·托切里（Matthew Tocheri）合作，我从半身塑像下颌骨与颅骨底部连接处测得尺寸（这个尺寸能够反映下颌骨的宽度）。美国亚利桑那州人类学家布兰德·贝克（Brenda Baker）正巧收集了几具在法印战争中牺牲的英国士兵的骨骼。（编者注：法印战争（1754年—1760年）是英法争霸七年战争在美洲的部分，英国意在夺取法国在北美和印度的殖民地。）其中一具的下颌骨几乎和华盛顿的一样大，我们对它进行了扫描，用数字合成技术把扫描图插入半身像扫描图的脸部，并按比例稍微放大一点，纠正了尺寸。接下来我们用数字技术对颌骨进行老化，即减去一部分颌骨和除左下第二颗前臼齿以外的全部牙齿。我们用数字合成技术把弗农山的那副假牙插在这个颌骨的上面，就像它们本来就长在华盛顿嘴里一样，还把颌骨的曲率和那颗前臼齿的位置、高度调整到合适的程度。我们又把1789年格林伍德制作的下半部假牙的完美复制品扫描到计算机中，并把它叠加到已有的数字模型上，对上述方面进行了微调。因为这位士兵颌骨的下巴和华盛顿的并不完全相同，我们对前者进行了改造，制作出华盛顿宽阔的、倾斜不对称的下巴曲线。我们运用PRISM的杰里米·汉森（Jeremy Hansen）为这个项目编写的程序，对颌骨后部的角度作了改动，这样既反映面具上的我认同的那部分下颌轮廓，又反映出在差不多30年的牙齿脱落期间颌骨可能发生的改变。

改造华盛顿上颌骨的形状费了点周折，因为我们缺少1795年制作的那副假牙被盗的那一部分。幸好，美国国家牙科博物馆藏有这副假牙原始完整的复制件，我想我们可以对它和原始假牙的下半部分进行扫描。我仅仅从视觉上对复制品和原始假牙进行比较，就可以看出两者之间有明显的不同：复制品被收拾得干干净净，看起来比极其不雅的原始假牙漂亮。幸运的是，复制品和原始假牙被一起拍过照片，因此我们可以对复制品进行扫描，而且我们知道它的尺寸，所以我们可以计算出原始假牙的尺寸。我们就能够进一步制作上半部假牙的三维模型；我们比照三维模型，对士兵的上颌骨做了修改，又对这一骨质结构进行了调整，以便装配到半身塑像的面部。

为了将这些信息加入到45岁的面部，并最终加入到19岁的面部，我又转向了老皮尔创作的华盛顿40岁和47岁时的肖像。当我凝视两幅肖像几小时之后，我突然发现：画中鼻子到下巴的距离，比华盛顿晚年的肖像和半身塑像中的都要长一些。为了证实这一点，我们把这些肖像面部的二维数字扫描图与半身塑像面部的三维数字扫描图进行了比较。这些扫描图真切地揭示出差异，并且这种差异是有道理的。口腔后部的牙齿往往最先脱落——40岁和47岁的华盛顿之所以下巴稍长，很可能是因为当时华盛顿还没失去前面的牙齿和相关部分的颌骨。

汉森以肖像作指导，用自己编写的程序把53岁的面部数字模型改为较年轻时的长度。我还注意到，华盛顿40岁和47岁的下巴比晚年面具和肖像中的对称，所以我们对下巴也进行了相应调整。然后我们把修改好的士兵颌骨装入现在已是40岁的华盛顿模型面部，把上下颌骨调整好，并对照已确认的皮肤厚度数据来检查图像。45岁的颌骨比53岁时完整，所以必须对颌骨后部的角度给予更充分的描绘。最后我们做出了45岁脸的下半部分。然后，我把它作为19岁面部的模型，对更年轻版本中的颌骨角度作进一步调整。对面部的其余部分，我弱化或去除了皱纹和褶皱，在双颊上添加了一些脂肪（脂肪会随年龄增长而丢失），把鼻子和耳垂缩短了一点（鼻子和耳垂的软骨一生都在生长）。

建立起三个面具并不等于大功告成，还必须让下巴下方和颈上的皮肤像45岁的皮肤一样紧，19岁的皮肤就要做得更紧。头部模型已经就绪，现在我们必须重建身体，然后我们就能用数字技术把它们合成在一起了。

构建身体

华盛顿的雕塑和肖像描绘的身体形态，与我们看到的20世纪或21世纪的男性体型有所不同。我发现，这与18世纪有地位的英国家庭普遍奉行的一种习俗一致——华盛顿在大约5岁之前一直穿紧身内衣。这种紧身内衣我一件也找不到，甚至无法对它进行描述，它与当今女性用来束腰的紧身内衣不同——它的作用是让男孩拥有像芭蕾舞演员一样的身材。双肩被拉向后方，从而使胸部前挺，使肩胛区变得平坦向下，在颈部两侧产生了长长的斜面；进一步强化了背部下方自然的向内弯曲，将腹部向前推出。（我还听说，华盛顿的芭蕾舞跳得很棒。实际上，他对每一种舞蹈的细节都作过详细记录。）一旦男孩身体的成长轨迹被改变，新的体型将会保持终生，这就是为什么18世纪的英国绅士，包括《独立宣言》宣誓人的肖像，看起来都与此后几个世纪要人的肖像明显不同。

华盛顿的个子在他那个时代算是高得出奇的，也许是1.89米 （而不是像人们有时引证的1.94米；这个数字很可能是他棺材的长度），这也被认为是他不仅具有非凡舞技，而且拥有非凡骑术的原因之一。

据说在骑马比赛中，他的双腿能够在马腹下合拢，将马紧紧夹住，把他的同志远远甩在身后。据我了解，华盛顿之所以能做到这一点，不单单因为他的腿长，还因为18世纪很多品种的马匹比19世纪培育的大多数马匹个头更小。另一个常被提到的原因是华盛顿的臀部应该很宽，这进一步解释了为什么他能在马鞍上坐得那么稳，但这种说法后来被证明是错误的。

为了获得更多有关华盛顿体型的确切信息，我要求弗农山馆长提供一批华盛顿可能穿戴过的衣物；衣服的款式在那个时代还是贴身的，尤其是躯干部分、臀部和双腿，但是很快我就不得不降低期望值。没有帽子、鞋子、靴子和手套留下，这些原本可以提供头部、双手、双脚的尺寸和形状。然而，在弗农山和其他博物馆的馆藏中，有确系华盛顿18世纪70年代到90年代（即中老年）穿过的衣服，而且这些衣服在他去世后原封不动地放在那里，没作过任何修改。得益于殖民地威廉斯堡纺织品馆长琳达·鲍姆加顿（Linda Baumgarten）的专家见解，我获得了华盛顿衣服各部分的尺寸，并把它们和乌东创作的雕像作了比较。

在我研究雕像时，这些比较被证实是很重要的，这尊雕像矗立在弗吉尼亚里士满市的州议会大厦。首次接近它，我就一眼看出华盛顿比人们描述的和肖像描绘的要瘦得多，尤其是臀部。我与PRISM的吉恩·库柏（Gene Cooper）和斯科特·范诺特（Scott Van Note）一起，把雕像的臂长、腿长和肩宽，与测得的衣服尺寸进行了比较。它们几乎完全相同，尽管衣服显示华盛顿要比其雕像描绘的略胖一点。虽然不是胖很多，但不管怎么说，还是有几厘米差别的。我们对雕像的数字模型作了相应调整。由此，根据人体如何随年龄变化的一般知识和对华盛顿本人具体情况的了解，我们就能够重建19岁、45岁和57岁的躯体模型。

历史文献显示，华盛顿晚年的体型瘦长——无疑是因为一次次严重的疾病和进食困难，这从衣服上测得的尺寸得到了印证，因此我认为将调整后的雕像躯体用于57岁的塑像是合情合理的。45岁塑像的躯体则需要采用不同的方法。老皮尔创作的华盛顿40岁和47岁的肖像表明，这位将军的腹部和臀部比晚年肖像和衣服显示的要大。但是，我不明白为什么他会胖一些，尤其是到47岁时，他已经忍受了太多战争带来的艰辛，包括在严冬露营于福奇谷。或许因为在戎马倥偬中，牙疼不停折磨着他，以致他可能改吃脂肪含量较高的软食。1776年，44岁的华盛顿在特伦顿战役（the battle of Trenton）期间，饱受牙疼的折磨，他的医生只好委托铁匠制作了一套镊子，以便拔去捣蛋的牙齿。因此，我让45岁时的华盛顿身体粗一些，尤其是腰部。至于19岁时的身体，尽管他已经接近完全成人的高度，但其荷尔蒙尚未达到成人的水平。由于要携带测量设备上山下坡，他的身体应该不错，应该是瘦而强健的。这就是我对华盛顿的描绘。

终于轮到把头部和身体组合在一起了。要把头部和身体组合起来，就必须对每组头部和身体的扫描图形进行数字缝合。这些扫描图形产生了许多连接成三角形的数据点，因此数字缝合就像把一副具有数千块小多边形的拼图玩具组合成完整图案一样。然后我们将数字资料送到美国北加利福尼亚州的克莱斯勒联合公司，在用高密度泡沫塑料制作三个不同年龄的头部时将用到这些材料。

这些头部又辗转来到纽约市的EIS工作室，塑造头部蜡像的黏土塑模在此制作。在我们的数字“拼图”基础上，它们最终将被连接到在工作室制作的身体上。身体将用高密度泡沫塑料制作，外面包裹一层石膏，并在必要的地方加衬垫，以模拟真实身体的柔软质感。我与EIS工作室顾问、雕塑家斯图亚特·威廉姆森（Stuart Williamson）合作，赋予每个面部独特的表情，用黏土制作塑模， 用来塑造蜡像复制品。工作室的另一位顾问，也是艺术家的苏·戴（Sue Day）已经将这些蜡像的面部描绘得栩栩如生。她依据吉尔伯特·斯图亚特的画作，给华盛顿苍白的面部添上红润的脸颊和浅灰蓝眼睛。微红的头发将被植入两个较年轻塑像的头部，并在脑后扎成当时流行的马尾辫；57岁时的头部将植入浅灰色的头发，模拟他在就职现场时的面容。

我希望这三尊塑像都能够传达出华盛顿动态和人性的一面。不管他的历史地位如何显赫，在大多数美国人的心目中，他仍将保持一个普通人的形象。除此之外，项目的另一个永久性成果是，通过不同研究领域的独特合作和勤奋工作，我和协作者以甚至在几年前都难以想象的方式，在融合科学、艺术和历史方面取得了进展。

概述/复原乔治·华盛顿的容貌

◆作者是一位体质人类学家，应邀对华盛顿容貌进行首次法医复原。该项目是弗农山新教育中心的一部分，需要首任总统19岁、45岁和57岁时的塑像。

◆不允许对总统遗骨进行研究。华盛顿晚年的雕像、肖像、面具和衣物是可以利用的全部线索。

◆一种特殊的三维成像计算机程序，使作者和他的同事能够综合利用这些线索，逼真地再现总统在三个重要年份的容貌。