Färgen som bleknade medan man tittade

I ett mörklagt rum vid Muséum d’histoire naturelle i Paris står en polerad silverplåt med en svagt skär ton. Utanför fönstret fångar en spegel solen och kastar in den genom ett prisma, och den utdragna strimman av spektrum faller mot plåten. Där ligger den kvar i timmar. När Edmond Becquerel till sist bär ut plåten finns färgerna där, rött i den ände där det röda ljuset legat och blått i den andra, med hela övergången däremellan. Det är första gången ljuset har antecknat sin egen färg. Det är också början på ett problem han aldrig kommer att lösa, för bilden håller bara så länge ingen ser på den.

Fysikern som använde fotografi som mätinstrument

Alexandre Edmond Becquerel föddes 1820 och växte in i vetenskapen på det mest bokstavliga sätt. Fadern Antoine César Becquerel innehade professuren i fysik tillämpad på naturalhistoria vid Muséum, och sonen arbetade som hans assistent. Doktorsavhandlingen han lade fram 1840 handlade om de kemiska och elektriska verkningar som ljuset ger upphov till, och det är ungefär den meningen som får sammanfatta hela hans forskarliv. Redan 1839, nitton år gammal, hade han i faderns laboratorium upptäckt den fotovoltaiska effekten, alltså grundprincipen bakom solcellen. Samma år som Daguerre offentliggjorde sitt förfarande fick alltså ljuset två nya jobb i Paris, ett att teckna bilder och ett att driva ström.

För Becquerel var fotografin aldrig ett uttrycksmedel. Den var ett verktyg. Den ljuskänsliga plåten var det känsligaste sätt han kände till att mäta strålning, och han använde den för att kartlägga solspektrumet. År 1843 kunde han visa att spektrumet fortsätter bortom violett, att den osynliga ultravioletta strålningen är av samma slag som det synliga ljuset. Ett par år tidigare hade han också hittat något som daguerrotypisterna kunde ha nytta av: en plåt som exponerats för blått ljus blir därefter mottaglig för rött, vilket innebär att man kan framkalla bilden genom att bada den i rött eller gult ljus i stället för att gasa den med kvicksilverånga. Han kallade det röda ljuset för fortsättande strålar. Metoden används fortfarande av dagens daguerrotypister och går under namnet Becquerelframkallning.

Ett spår som gick tillbaka till Goethe

Tanken att silversalter skulle kunna återge färg var inte ny. År 1810 rapporterade kemisten Thomas Johann Seebeck något märkligt i andra bandet av Goethes Zur Farbenlehre. Papper indränkt med silverklorid, som först fått mörkna en stund i vanligt vitt ljus, antog olika toner beroende på vilken färg som sedan lyste på det, och tonerna liknade ljusets egna. Iakttagelsen låg där i trettio år utan att någon gjorde något med den.

År 1840 var både Robert Hunt och John Herschel inne på samma sak. Herschel exponerade papper med silverklorid för solljus genom ett prisma och såg spektrumets färger stiga fram, svagare med silverbromid och komplementfärgade med silverjodid. Ingen av dem fick färgerna att stanna. Becquerel kände till alltihop och gick in i frågan från kemistens håll. Han beskrev sin ambition som att framställa silverklorid på alla sätt som gick att tänka ut.

Plåten som skulle bli rosa

Utgångspunkten var en försilvrad kopparplåt av samma slag som daguerrotypin använde. På den byggde Becquerel ett tunt ljuskänsligt skikt av silverklorid, och han hittade två vägar dit. Den ena var att helt enkelt doppa plåten i en lösning av kopparklorid. Den andra var elektrokemisk: plåten kopplades som anod i utspädd saltsyra och fick ström genom sig, så att klor gick in i silverytan. Den elektrokemiska varianten gav jämnare skikt och mer förutsägbara färger, något som moderna laborationer har bekräftat. Skiktet blev inte vitt utan svagt rosa eller violett, och tjockleken var kritisk. Becquerel räknade själv fram ett optimum kring ett par tusendels millimeter.

Sedan kom exponeringen, och den var inget för otåliga. Med en heliostat, alltså en spegel som följer solen, ledde han in dagsljuset, bröt det genom ett prisma och lät spektrumet ligga mot plåten i flera timmar. Något framkallningssteg fanns inte. Bilden trädde fram av sig själv medan ljuset arbetade, ett direkt positiv utan mellanled. Han gjorde också kontaktkopior av kolorerade grafiska blad, som lade sig direkt mot plåten, och han provade riktiga tagningar i kamera. Där gick det trögare. Substansen var lat, konstaterade han, och exponeringstiderna blev därefter, timmar och i vissa fall dygn.

Namnet han gav resultatet var image photochromatique, fotokromatisk bild.

Februari 1848

I Becquerels efterlämnade anteckningar, som finns kvar i Muséums centralbibliotek, ligger ett blad daterat den 20 januari 1848 där han beskriver hur plåten ska beredas och vilka toner den sedan tar. Några veckor senare lade han fram fyndet för Vetenskapsakademien i Paris. Redogörelsen trycktes i akademiens Comptes rendus i februari 1848 under rubriken om den färgade fotografiska bilden av solspektrumet. Vissa källor daterar presentationen till januari, men de vetenskapshistoriska genomgångarna anger februari, och det är den uppgiften jag följer här.

Tidpunkten kunde knappast ha varit sämre. Den 22 februari började oroligheterna på Paris gator, den 24 abdikerade Ludvig Filip och andra republiken utropades. Under juni kom arbetarupproret och gatustriderna. En akademiuppsats om färgade silverplåtar hade inte många läsare den våren.

Året blev ändå ett av fotografins viktigaste, fast inte på Becquerels villkor. I gryningen den 25 juni ställde fotografen Charles François Thibault upp sin kamera vid rue Saint-Maur och gjorde daguerrotypier av barrikaderna, först före anfallet och sedan dagen efter, när gatan var återtagen. Bilderna graverades och trycktes i L’Illustration i början av juli. De brukar räknas som de första fotografier som använts för att illustrera en nyhetshändelse. Fotografins genombrott som vittne skedde alltså i svartvitt, samma år och i samma stad där färgen låg och väntade i en låda.

Bilder som inte tål att ses

Problemet var enkelt att beskriva och omöjligt att komma runt. Becquerel kunde inte fixera bilden. Det som gjorde skiktet mottagligt för ljus fortsatte att vara mottagligt när bilden väl fanns där, och i dagsljus tonade färgerna långsamt bort. I mörker klarade sig plåtarna. Becquerel skrev själv att bilderna kunde bevaras i mörker, vilket är en mening som säger allt om hans uppfinning.

Den populära formuleringen, att bilderna bleknade inför betraktarens ögon, är en aning tillspetsad. Förloppet var långsamt, inte dramatiskt. Men riktningen var obeveklig, och konsekvensen densamma: en bild som förbrukas av att bli sedd. Att visa den kostade en del av den. Att bevara den innebar att ingen fick titta.

Becquerel drev aldrig saken vidare särskilt hårt. Han sökte inga patent, gjorde ingen offentlig kampanj och lade forskningen åt sidan när det stod klart att varken exponeringstiden eller beständigheten gick att förbättra med de medel han hade. Efter 1850 rörde hans arbeten sällan fotografi. Han byggde i stället sitt fosforoskop för att mäta efterglöd, skrev tvåbandsverket La lumière, ses causes et ses effets 1867 och 1868, och valdes 1886 in i Kungliga Vetenskapsakademien i Stockholm. Sonen Henri Becquerel skulle 1896 upptäcka radioaktiviteten, delvis genom att undersöka just fosforescerande salter.

Arvtagarna

Där Becquerel släppte taget tog Abel Niépce de Saint-Victor vid omkring 1850, kusin till Nicéphore Niépce och redan känd för albuminplåten på glas. Han ägnade nästan tjugo år åt två mål, att korta exponeringen och att fixera färgen. Han prövade den ena kloridlösningen efter den andra, fotograferade kolorerade gravyrer, blommor, en docka, mineral och kyrkfönster, och kom ner till en kvart i solljus. För beständigheten satsade han på lack. Han lade fram sex redogörelser för Vetenskapsakademien och visade regelbundet upp prov ända till sin död 1870. Alphonse Poitevin, Edmond de Saint Florent och René Colson arbetade vidare på pappersvarianter. Ingen av dem lyckades.

Kvar i dag finns några tiotal fotokromatiska bilder, av Becquerel och av Niépce de Saint-Victor, förvarade i mörker i magasinen hos Conservatoire national des arts et métiers, musée Nicéphore Niépce, Muséum national d’histoire naturelle och Société française de photographie. De är bland de mest svårvisade föremål ett fotomuseum kan äga.

Striden om var färgen fanns

Att bilderna existerade var lätt att konstatera. Att förklara dem var något annat. Becquerel själv sa rakt ut att fenomenet låg utanför vad man visste om optik, och han försökte ändå. Hans gissning byggde på att ljus är vibrationer och att varje färg motsvarar sin egen svängningshastighet. Ett ämne som träffats av en viss hastighet, resonerade han, kanske därefter svänger lättare i samma takt, ungefär som en spänd sträng som svarar på en ton den redan hört. Han kunde bara inte förklara varför just hans preparat skulle ha den egenskapen.

Under resten av 1800-talet delades frågan i två läger. Det ena menade att färgerna var kemiska, att ljuset bildade färgade föreningar som absorberade selektivt. Det andra menade att de var fysikaliska, en fråga om interferens. Wilhelm Zenker föreslog att exponeringen byggde upp plan av silverpartiklar med jämna mellanrum i skiktet, och att det var samspelet mellan dem som gav färg. William de Wiveleslie Abney invände i Nature 1896 att spektrumbilder han gjort på genomskinligt underlag visade samma färger i genomfallande som i reflekterat ljus, vilket inte går ihop med interferens. Han gissade i stället på oxidations- och reduktionsprodukter av silversaltet.

Gabriel Lippmann, som fick nobelpriset 1908 för sitt interferensbaserade färgförfarande, tog i själva nobelföreläsningen avstånd från tanken att hans mekanism skulle förklara Becquerels bilder. Ändå kom just interferensförklaringen att dominera litteraturen under hundra år, och Becquerels plåtar har ofta förväxlats med Lippmanns.

Och Maxwells tartanband, då?

Här behöver en sak redas ut, eftersom två olika bilder brukar kallas den första i färg. James Clerk Maxwells och Thomas Suttons tartanband från 1861 är den första färgbilden byggd på trefärgsprincipen, alltså på tre separata svartvita exponeringar genom färgfilter som läggs samman igen. Det är den linjen som leder fram till autochrome, färgfilm och sensorn i din telefon.

Becquerels plåtar tillhör en annan familj, den som brukar kallas direkta färgprocesser. Här finns ingen uppdelning i kanaler och ingen sammanläggning. Ljuset lämnar sin färg direkt i materialet. Den linjen leder till Lippmanns interferensplåtar och sedan i praktiken ingenstans alls, kommersiellt sett. Räknar man kronologiskt är Becquerel först med tretton år. Räknar man vad som blev av det är Maxwell och Sutton stamfäder och Becquerel en återvändsgränd. Båda beskrivningarna är rimliga, och det är därför frågan aldrig riktigt blir avgjord.

Svaret kom 172 år senare

År 2018 lade Victor de Seauve fram en avhandling vid Université PSL om ursprunget till färgerna i de fotokromatiska bilderna, och 2020 publicerades slutsatserna i Angewandte Chemie International Edition. Bakom arbetet stod Centre de recherche sur la conservation, ett samarbete mellan CNRS, Muséum national d’histoire naturelle och franska kulturministeriet, tillsammans med synkrotronen SOLEIL och Laboratoire de physique des solides.

Metoden var att först återskapa Becquerels process i laboratorium, båda sensibiliseringsvägarna, och sedan färglägga provplåtar med ljus av kända våglängder. Därefter fick de moderna instrumenten göra jobbet. Röntgenabsorption och fotoemission vid synkrotronen visade att den kemiska sammansättningen inte skiljde sig mellan olika färger, vilket sänkte pigmenthypotesen. Elektronmikroskopi visade att det inte fanns några periodiska strukturer i storleksordningen ljusets våglängd, vilket sänkte interferenshypotesen.

Det som däremot fanns var nanopartiklar av metalliskt silver, inbäddade i en matris av silverkloridkorn. Deras storlek, form och placering varierade systematiskt med färgen. Forskarnas tolkning är att ljuset av en viss energi omorganiserar partiklarna, vissa spjälkas upp och andra växer samman, och att den nya fördelningen absorberar allt utom just den färg som orsakade den. Kvar att reflektera blir alltså det ljus som skapade tillståndet. Fenomenet kallas ytplasmoner och är samma fysik som ger den romerska Lykurgosbägaren dess färgskiften.

Världens första färgfotografi visade sig med andra ord vara nanoteknik, hundra år innan ordet fanns, gjord av en man som skrev ner receptet utan att kunna förklara det.

Det som blev kvar

Becquerels process fick aldrig någon praktisk användning. Den var för långsam, den gick inte att fixera och den gick inte att kopiera. I varje mätbar mening är den ett misslyckande.

Men något av den lever ändå vidare. Becquerelframkallningen används av samtida daguerrotypister, som ersätter kvicksilverångan med rött ljus precis som han föreslog. Och plåtarna själva har fått ett efterliv de knappast var avsedda för, som studieobjekt för materialvetare och som fascinationsföremål för konstnärer, just på grund av sin flyktighet.

Det är där de sitter kvar i minnet. Fotografins hela projekt har handlat om att göra det förgängliga beständigt, att ta ett ögonblick ur tiden och lägga det åt sidan. Becquerel gjorde tvärtom utan att vilja det. Han skapade bilder som lever på samma villkor som det de avbildar, som förbrukas av uppmärksamhet och överlever bara i mörker. Alla fotografier bleknar. Hans gjorde det bara i en takt som en människa hann se.