关于乔治·华盛顿，我从小学记得的几件事包括，他年轻时砍倒了一棵樱桃树，然后向父亲坦白了这件事，成年后，他戴着木制假牙。最近，我对华盛顿有了更多的了解。事实证明他从未砍倒过樱桃树。他也没有戴过木制假牙。但这些都是最不令人惊讶的事情。
一个意想不到的邀请，让我重建这位首任总统年轻时的样貌——在那些著名的肖像画和雕像出现之前——这让我开始了一场探索，揭示了一个与美元钞票上那个难以接近、薄嘴唇的年长政治家截然不同的华盛顿。我对美国历史的初步涉足始于弗农山庄（Mount Vernon），华盛顿的庄园的执行董事詹姆斯·C·里斯（James C. Rees）问我，是否可以重现华盛顿在他生命中三个重要时期的样貌，他出生于1732年，卒于1799年。里斯希望为弗农山庄新的教育中心制作这些真人大小的人物模型，该中心将于2006年秋季开放。
19岁的华盛顿将以1751年的形象出现，那时他正值早期作为探险家和测量员的生涯。45岁的华盛顿将以1777年的形象出现，那时他和他的军队在可怕的冬季驻扎在福吉谷（Valley Forge），等待机会攻击占领费城（Philadelphia）的英国人。这两个人物模型将与第三个肖像相辅相成，即57岁的华盛顿于1789年4月30日宣誓就任首任总统，这是他选择的角色，而不是他被提供的另一个选择：成为国王。
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作为一名体质人类学家，我研究过早期人类的骨骼，并重建了我们祖先的标本。我在宾夕法尼亚州阿勒格尼县（Allegheny County, Pennsylvania）验尸官办公室担任法医人类学家的工作增强了这种经验。但是，没有什么能让我为弄清楚华盛顿的真实样貌所涉及的奇特挑战做好准备。我学到的第一件事之一是，我不能研究他的骨骼，因为骨骼将继续埋葬。没有骨骼？没有骨骼，我怎么能开始想象进行法医重建？但是，这个挑战太有趣了，不容拒绝。
线索
在我可用的材料中，有一尊真人大小的白色大理石雕像、一尊胸像和一张生命面具，全部出自法国宫廷雕塑家让-安托万·胡顿（Jean-Antoine Houdon）之手，他于1785年访问弗农山庄时开始了他的描绘，当时华盛顿53岁。来自他中年和晚年的少量肖像画增加了可用的线索——主要是吉尔伯特·斯图尔特（Gilbert Stuart）、查尔斯·威尔逊·皮尔（Charles Wilson Peale）及其子伦勃朗·皮尔（Rembrandt Peale）以及约翰·特朗布尔（John Trumbull）的作品。几副假牙和一些服装，也来自他生命的后期，可以提供其他有价值的证据。
没有骨骼？没有骨骼，我怎么能开始想象进行法医重建？
我需要的是某种方法来组合和操作这些线索。例如，如果我可以三维扫描胡顿的生命面具、胸像和雕像，我可以比较它们的细节准确性。如果我可以三维扫描现存的假牙，我可以将它们插入数字头部，以确定颌骨的曲率。然后，我可以尝试估计华盛顿在53岁时从颌骨中失去了多少骨骼（可能与他57岁时的颌骨非常接近），并在我逐渐让他年轻的过程中进行替换。
当我意识到我需要在三维数字领域操作时，我想到了亚利桑那州立大学（Arizona State University）的空间建模研究伙伴关系（PRISM）。当我在这所大学演讲时，我参观过它的实验室，我记得看到了雕塑家、体质人类学家、工程师和计算机科学家合作的成果。虽然其他实验室也精通3D数字成像，但PRISM已经有了与体质人类学家合作的记录，这意味着我们拥有共同的科学语言。我向当时的PRISM主任安舒曼·拉兹丹（Anshuman Razdan）介绍了这个项目，令我高兴的是，他同意帮助进行成像。[break]
我决定从胡顿对53岁华盛顿的描绘开始。我首先从胡顿开始，部分原因是这位雕塑家以其细致的技术而闻名。根据当时的记载，他曾用卡尺测量过总统的头到脚。不幸的是，胡顿的工作室和他所有的笔记都在法国大革命（French Revolution）期间被毁，但许多专家仍然确信胸像和雕像在身体上的准确性，华盛顿曾明确要求雕塑家不要将它们做得比真人更大，因为这是代表重要人物的习俗。
为了确定准确度，拉兹丹和他的同事扫描了胸像和生命面具，并以数字方式进行了比较，发现它们几乎完全相同。两者之间的差异最多在统计学上不显著的0.3毫米。当然，这证明了雕像和胸像是华盛顿面部的准确再现。但是，生命面具和胸像的面部之间惊人的一致性让我感到困扰。弗农山庄的文件表明，胡顿在生命面具的几天前制作了胸像，这表明两者之间应该有更大的差异，因为胸像应该是徒手完成的。然而，眼睛、鼻子、不对称的倾斜下巴、暴露的耳垂位置以及额头上的皱纹在生命面具和胸像中都是相同的。最终，经过数月的困惑，我得出结论，胡顿并没有徒手创作胸像中的面部。在将眼睛添加到生命面具（在取面部模具时必须遮盖眼睛）后，他制作了面具的模具，并将赤土压入其中以获得胸像的面部。我不得不相信头部其余部分是基于胡顿的卡尺测量。
在我们整理从数字扫描中收集的信息时，我与史密森尼国家肖像馆（Smithsonian National Portrait Gallery）绘画和雕塑馆馆长艾伦·G·迈尔斯（Ellen G. Miles）会面，开始了解华盛顿肖像的准确性，从而了解其有用性。从一开始，她就警告说，不仅要对从艺术家为华盛顿摆姿势而绘制的原始肖像复制的肖像持怀疑态度，而且要对原始肖像本身持怀疑态度。例如，以斯图尔特（Stuart）在1790年代后期的肖像为例，这是为数不多的18世纪华盛顿全身画作之一。面部可以辨认出是华盛顿——斯图尔特可能从他现在挂在波士顿雅典娜图书馆（Boston Athenaeum）的肖像中复制了它，该肖像的镜像在美元钞票上——但至少手部很可能是斯图尔特的，而身体至少是根据三个为华盛顿站立的模特塑造的。
相比之下，特朗布尔（Trumbull）1792年的肖像可能更准确地描绘了华盛顿从脖子以下到身体的形象，而不是从脖子以上到身体的形象。当迈尔斯比较皮尔（Peale）和他17岁的儿子伦勃朗在1795年同时绘制的肖像时，出现了一个更令人印象深刻的艺术诠释例子，当时60多岁的华盛顿与他们两人一起坐着。老皮尔画了一个稍微胖乎乎的、看起来富有同情心的，甚至红光满面的人：他多年的朋友和同志。儿子描绘了一个皱纹很深、非常老、憔悴的人。因此，我们至少有四个华盛顿60多岁的“肖像”，每个肖像都与其他肖像明显不同。
如果说肖像画令人困惑，那么假牙就更令人困惑了。当然，我很快了解到，与神话相反，华盛顿并没有戴木制假牙。在1700年代，用于形成牙托的最常见材料是象牙，通常来自河马牙。随着时间的推移，象牙会在其表面沿其矿化棱柱之间产生细小的裂缝。多年的饮食和吸烟使这些裂缝的颜色比牙釉质棱柱更深。显然，有人将染色图案误认为是木纹，一个传说由此诞生。
真正的事实是，在胡顿访问弗农山庄时，华盛顿已经失去了大部分牙齿。事实上，他的第一颗牙齿是在20岁出头时拔掉的；到53岁时，他可能只剩下两颗下牙。我们不知道他牙齿疾病的原因，但他可能患有进行性牙周病，而他自称沉迷于吃核桃，并用牙齿咬开核桃，这加剧了病情。当一个人失去一颗牙齿时，牙根所在的骨骼会被吸收，从而降低该区域颌骨的高度。如果一个人失去的牙齿足够多，颌骨——尤其是下颌骨——的大小和形状会发生严重改变。这个过程意味着我必须尝试确定华盛顿53岁时的颌骨和口腔腔的状态，然后才能考虑添加牙齿和骨骼，并重塑颌骨，以重建19岁和45岁的华盛顿。[break]
首先，我必须追踪华盛顿一生中可能在此时期佩戴的任何现存假牙。事实证明，他被埋葬时带着他最后一套假牙。我得以检查牙医约瑟夫·格林伍德（Joseph Greenwood）于1789年制作的下牙托，它在纽约医学科学院（New York Academy of Medicine），以及格林伍德在1795年制作的一套完整假牙的下牙托，当时华盛顿已经失去了最后一颗牙齿，这套假牙曾在史密森尼博物馆（Smithsonian）展出，但现在在国家牙科博物馆（National Museum of Dentistry）。上牙托在史密森尼博物馆储藏室被盗期间失踪了。我能找到的唯一一套完整的假牙是最初在弗农山庄收藏的一对神秘假牙。
这些假牙是在玛莎·华盛顿（Martha Washington）去世数十年后在她的一个脚箱中发现的。她没有假牙，所以它们很可能属于她的丈夫。没有人知道是谁制作了它们或何时制作的，尽管我能够弄清楚它们一定是在1789年至1795年之间制造的。学者们已经确定，牙托是由铅制成的，上牙托中的牙齿包括马或驴的上门牙和牛的下门牙，而下颌中的牙齿是人类的牙齿，外加一个据说是用坚果雕刻而成的人工结构。令我惊讶的是，我看到下牙托中的一些牙齿是人类的上牙。更令人震惊的是，我发现这些假牙基本上无法使用。铅牙托的表面没有被掏空以容纳无牙龈；它们是平坦的。此外，将牙托固定在一起并将其压在牙龈上的弹簧向后弯曲，而不是向两侧弯曲——因此，当华盛顿张开嘴时，它们的张力会起到将假牙推出的作用。这些假牙唯一的作用可能是填充华盛顿口腔腔中的空间，可能是在他坐下来画肖像时。然而，它们确实告诉我一些关于总统颌骨大小和形状的信息。
我能找到的唯一一套完整的假牙是最初在弗农山庄的一对神秘假牙。
在假牙尺寸的引导下，我开始拼凑华盛顿嘴内部的模型。稍后我会担心将这些信息与胡顿的生命面具和胸像融合在一起。
将头部组装在一起
我和当时在PRISM工作的马修·托切里（Matthew Tocheri）一起，从胸像上获取了反映下颌骨（下颌骨）与颅骨底部连接处的宽度测量值。巧合的是，亚利桑那州立大学的人类学家布伦达·贝克（Brenda Baker）有一个来自法国和印第安战争的英国士兵的小型骨骼收藏。其中一个士兵的下颌骨几乎和华盛顿的一样大，我们扫描了它，以数字方式插入胸像的面部，并稍微放大到正确的尺寸。然后，我们通过以数字方式削减骨骼和除左下第二前磨牙以外的所有牙齿来使下颌骨老化。我们将弗农山庄的假牙以数字方式插入下颌骨顶部，就像它们在华盛顿嘴里一样，并调整骨骼的曲线以及前磨牙的位置和高度以使其适合。我们通过将1789年格林伍德下假牙的完美复制品扫描到计算机中，并将其叠加在我们已有的基础上，对这些方面进行了微调。由于士兵下颌骨的下巴和华盛顿的下巴并不完全匹配，我们以数字方式重塑了前者，以产生华盛顿宽阔、倾斜的下巴线。使用PRISM的杰里米·汉森（Jeremy Hansen）为该项目编写的程序，我们改变了下颌骨后部的角度，以反映我在生命面具上可以识别的下颌线以及在近三十年的牙齿脱落过程中会发生的骨骼重塑。
重建华盛顿上颌骨的形状不像下颌骨那样直接，因为我们缺少被盗的1795年格林伍德假牙的上半部分。然而，国家牙科博物馆有一个曾经完整的原件的复制品，我想我们可以扫描它以及原始的下半部分。但是，当我在视觉上将复制品与原始下半部分进行比较时，我可以看到明显的差异：复制品已被清理干净，看起来比相当可怕的原始下半部分更漂亮。幸运的是，复制品和原件被一起拍摄过照片，因此我们可以扫描复制品，并且因为我们知道它的大小，我们可以计算出原件的大小。因此，我们能够制作出三维上假牙；我们修改了士兵的上颌骨以使其适合，并依次调整了这个骨骼结构以使其适合胸像的面部。[break]
为了将这些信息融入45岁华盛顿的面部，并最终融入19岁华盛顿的面部，我转向了查尔斯·威尔逊·皮尔绘制的40岁和47岁华盛顿的肖像。在我花了几个小时盯着它们之后，我突然意识到从鼻子到下巴的距离比胸像或年长时期的华盛顿肖像都长。为了证实这一点，我们将这些画作中面部的数字化二维扫描与胸像的三维数字面部进行了比较。扫描显示出真正的差异，这很有道理。后牙通常首先脱落——40岁和47岁华盛顿的下半脸高度略长很可能是前牙和相关骨骼存在的结果。
以肖像画为指导，汉森使用他的程序将53岁华盛顿的数字面部转换为较年轻面部的长度。因为我还注意到40岁和47岁华盛顿的下巴比生命面具或年长时期的肖像更对称，所以我们相应地调整了下巴。然后，我们将士兵修改后的颌骨导入到现在大约40岁的面部，调整它们以使其适合，并根据已建立的皮肤厚度数据检查了图像。由于45岁的人的下颌骨比53岁的人的下颌骨有更多的骨骼，因此后部的角度必须更好地描绘出来。我们终于得到了45岁人的下半脸。然后我将其用作19岁人的模型，在较年轻的版本中更加明确地定义了下颌角。对于面部的其余部分，我柔化或去除了皱纹和褶皱，在脸颊上增加了一些脂肪（随着年龄的增长会流失），并缩短了鼻子和耳垂（因为其中的软骨会终生生长）。
创建三个面孔并没有标志着过程的结束。45岁人的下巴和颈部下方的皮肤必须收紧，19岁人的则要收紧得多。头部准备好了。现在我们必须重建身体。然后我们可以以数字方式将它们连接起来。
构建身体
雕像和绘画都描绘了一种与我们期望在20世纪或21世纪男性体格中看到的略有不同的形态。我发现，为了与18世纪英国有地位的家庭中常见的习俗保持一致，华盛顿的身体在五岁左右之前一直穿着紧身胸衣。我还没有找到这种紧身胸衣的例子甚至描述，但它与用于女孩和妇女收紧腰部的紧身胸衣不同，因为这种效果改变了男性身体，使其看起来像芭蕾舞演员。肩膀向后拉，使胸部鼓起，并使肩胛骨以及向下的区域变平，从颈部到每侧形成长长的斜坡；下背部的自然向内弯曲进一步加剧，然后将腹部推出。（正如我也了解到，华盛顿是一位出色的舞厅舞者。事实上，他记录了每种舞蹈类型的细致笔记。）一旦男孩的身体生长轨迹发生改变，新的形状就会在整个生命中持续存在，这就是为什么包括《独立宣言》签署者在内的18世纪英国绅士的肖像与后来几个世纪重要人物的肖像相比，具有明显不同的外观。
华盛顿在当时不寻常的身高——可能为6英尺2英寸（但不是有时引用的6英尺3.5英寸；这很可能是他的棺材的长度）——被认为是他在舞蹈和骑术方面都具有非凡能力的原因。据描述，当他超过他的同志时，他会将他修长的双腿紧紧缠绕在他的马腹上。正如我发现的那样，华盛顿可以做到这一点，不仅因为他有修长的双腿，还因为18世纪饲养的许多马匹品种比19世纪开发的马匹品种要小。另一个原因——事实证明，仅仅基于一个被多次重复的不正确的描述——是华盛顿应该非常宽阔的臀部，这反过来又解释了他为什么能够如此出色地坐在马鞍上。[break]
为了与18世纪的习俗保持一致，华盛顿的身体在五岁左右之前一直穿着紧身胸衣。
为了找到更多关于华盛顿体格的具体信息，我向弗农山庄的馆长索要了他可能穿过的各种物品；当时的服装风格是修身的，尤其是在躯干、臀部和腿部周围。但我不得不迅速缩小我的愿望清单。不存在帽子、鞋子、靴子或手套——这些物品本可以提供有关头部、手和脚的大小和形状的细节。然而，弗农山庄和其他博物馆的藏品中包含了1770年代至1790年代（他的中年到晚年）的服装，这些服装可以证实是由华盛顿穿着的，并且在他去世后没有被修改以适合亲戚。在殖民地威廉斯堡（Colonial Williamsburg）纺织品馆馆长琳达·鲍姆加滕（Linda Baumgarten）的专业眼光的帮助下，我获得了华盛顿服装的线性尺寸和体积尺寸，并将它们与胡顿雕像进行了比较。
当我研究弗吉尼亚州里士满（Richmond, Va.）州议会大厦中的雕像时，这些比较证明至关重要。当我第一次走近它时，我立即看到华盛顿看起来比描述和肖像画中描绘的要瘦得多，尤其是在臀部周围。与PRISM的吉恩·库珀（Gene Cooper）和斯科特·范·诺特（Scott Van Note）一起，我将雕像的手臂和腿的长度以及肩部之间的宽度与服装的尺寸进行了比较。它们几乎完全相同，尽管服装表明个体比雕像所代表的略微臃肿。不是非常臃肿，但几厘米的差异确实会产生影响。我们相应地以数字方式调整了雕像的形状。从那里，我可以根据关于身体如何随着年龄增长的一般知识以及一些特定于他本人的信息，重建19岁、45岁和57岁人的身体。
历史文献表明，华盛顿晚年身材瘦长——毫无疑问，这是由于多次重病和进食困难造成的——证实了服装的尺寸，因此我认为使用调整后的雕像身体作为57岁人物是合理的。45岁人的身体需要不同的方法。老皮尔绘制的40岁和47岁华盛顿的肖像显示，这位将军的腹部和臀部比后来的肖像和服装所表明的更重。但我想知道，他为什么会更重，尤其是因为到47岁时，他已经忍受了战争的艰辛，包括在福吉谷的冬天。他在那些年里的牙痛是如此持续不断，以至于他可能将饮食改为脂肪含量可能更高的软性食物。（华盛顿在1776年的特伦顿战役（Trenton）中非常痛苦——他当时44岁——以至于他的医生委托一名铁匠锻造了一把钳子，以便他可以拔掉那颗让他痛苦的牙齿。）因此，我使45岁人的身体更加臃肿，尤其是在中部周围。至于19岁的人，即使他已经接近他的完全成年身高，他也不会在荷尔蒙方面成熟。他会因为扛着测量设备上山下山而身体健康，但他会很瘦且肌肉发达，这就是我描绘他的方式。
最后，我们可以将头部放在身体上。为此，我们必须以数字方式拼接每个头部和身体的扫描图像。扫描产生连接以形成三角形的数据点，因此这就像拼凑数千个小多边形的拼图游戏。然后，我们将数字数据发送到加利福尼亚州北部的克雷斯勒联合公司（Kreysler and Associates），用于从致密的塑料泡沫中铣削三个不同华盛顿的头部。
这些头部跨越全国运往纽约市（New York City）的EIS工作室（Studio EIS），在那里制作了模具，以便可以用粘土成型头部。最终，它们将根据我们的数字“拼图”连接到工作室制作的身体上。身体将由致密的泡沫制成，表面覆盖石膏，并在必要时填充以模拟真实身体的柔软度。我与EIS的顾问雕塑家斯图尔特·威廉姆森（Stuart Williamson）合作，在将粘土本身模制成蜡制复制品之前，赋予每个面部独特的表情。艺术家苏·戴（Sue Day）也作为工作室的顾问工作，她将这些蜡制面部涂成极其逼真的样子，甚至包括吉尔伯特·斯图尔特描述的华盛顿的苍白皮肤，红润的面颊和灰蓝色眼睛。较年轻的两个人将植入红棕色的头发，并以当时的假发方式扎起来；57岁的人将有灰色的头发，以模拟他在就职典礼场景中会有的扑粉外观。[break]
最后，我希望这三个对这个国家之父的再现都将传达出这个人充满活力和人性的一面，尽管他在历史上非常重要，但对大多数美国人来说仍然是一个没有色彩的人物。除此之外，该项目的另一个持久成果是，通过新颖的合作和不同研究领域的应用，我的合作者和我已经在融合科学、艺术和历史方面取得了进展，这在几年前几乎是不可想象的。