簡介
透光的說法是從唐代開始的,因為光線好像穿透了金屬的鏡體,從鏡子背面反射出來一樣,所以透光鏡的稱呼就傳下來了。古人把這種具有幻術般效應的“透光鏡”一直視為“神物”。然而遺憾的是透光鏡的製作方法卻未能代代相傳,至宋代(公元1000年左右)即已失傳,宋以後的銅鏡就沒有發現有透光的。
千百年來歷代無數學者試圖揭開銅鏡透光的神奇奧秘,進行過大量探索和研究,唐代《古鏡記》中載:“承日照之,則背上文畫,墨入影內,纖毫無失。”宋代著名科學家沈括在《夢溪筆談》中記述“世有透光鑒,以鑒承日光,則背紋及二十字皆透在屋壁上,了了分明。”宋代周密的《雲煙過眼錄》中也講到透光鏡“映日則背花俱見,凡突起之花,其影皆空。”金代麻九疇,元代吾丘衍,明代方以智,何孟春,清代鄭復光等人的著作中對透光鏡都作過描述和探索。
國外對透光鏡的研究是從十九世紀開始的。歐州與日本學者,對此也作了不少努力,發表了不少見解,但是無論從古至今,從中到外,誰都未對這個千古之謎給出正確答案,沒有人去用實驗的方法來證實自己的猜測,更確切地說,還沒有人真正複製出與西漢透光古鏡完全相同的鏡子來。
直到20世紀80年代,上海博物館和上海交通大學等一批科學工作者遵照周恩來總理的指示,通過實驗,終於揭開這個千古謎案。
原理
鏡體在受到徑向壓力P和彎矩M(M=RMt)的作用時,在鏡體內產生殘餘應力。由於鏡體是一凸面體,在殘餘應力作用下,鏡體有拱起的趨勢。不過鏡體有一定的剛度,只有當鏡體磨薄到一定的程度,抗彎的剛度已顯著降低時,這種徑向壓力和彎矩的作用,才使鏡體變形而明顯地向鏡面一邊拱起。
鏡體各處的厚薄不相同(有紋飾處較厚,無紋飾處較薄,薄處的剛度比厚處小,鏡體在拱起時,薄處變形就比厚處大,也就是薄處的凸起程度比厚處大。這就形成了透光鏡鏡面各處不同程度凸起的全凸鏡面。銅鏡在磨研時,鏡體各處的剛度以不同的速率在不斷降低,鏡體各處變形的差別越來越大。鏡面曲率的差異也愈來愈顯著,變成越磨越不平的鏡子。鏡面的這種曲率差異與鏡背的紋飾相對應,因此在陽光照射下反映出的明暗相間的圖像正是鏡背的圖像。
總結
總之,西漢透光鏡的透光機理可歸結為:“鑄造成因,研磨透光。”現流傳的“日光鏡”和“昭明鏡”存世很多,可以認為,它們都具有“透光”的特性,但通過實驗,絕大多數都不能透光了,原因是鏡面鏽蝕,真正能透光的存世甚微,所以現存世的透光鏡件件都是稀世之寶。
現存世的透光鏡鏡面形成了一種叫“玻璃廓”的保護層,使鏡面平滑光亮,如冰似玉,照人映物,纖毫入內,折射出一種寶光,“玻璃廓”一旦形成,鏡面將永不鏽蝕。另外,是否有“玻璃廓”也是鑑別透光鏡的首要條件之一。 透光鏡鏡面玻璃廓的成因有專家對此作了專門研究。據《文匯報》1999年12月6日報導:運用凹凸透光原理的古代銅鏡製作工藝十分複雜,材料選用嚴格,研磨周期極長,自然形成表面保護層“玻璃廓”更需一個世紀的光景,因此透光鏡一直是宮廷用品,難以流行民間……。這裡揭示了“玻璃廓”是在長期使用過程中“自然形成”的,那么,又出現了一個新的問題,為什麼千千萬萬面銅鏡之中,只有極少的幾面形成了“玻璃廓”,而絕大多數形成不了呢?能形成“玻璃廓”的銅鏡是否有特殊工藝或材料?
這些都需要我們大家共同進一步去探索,搞清楚這個問題,不僅對考古學而且對金屬表面處理都具有極其重要學術價值。