中国最早关于透光镜的记载出于隋唐《古镜记》

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汉代当其他青铜器日渐被其他漆器和陶瓷器取代的时候,铜镜却获得了迅速的发展。

被后人视为“魔镜”的透光镜是汉代铸镜工艺的一大成就。透光镜的表面与其他铜镜没有什么两样,但是将镜面对着日光时能够在墙上反映出镜背的纹饰和铭文。

古人将这种可以反射出背纹的铜镜称之为“透光镜”。其镜虽曰透光,实则为反光;但千百年来其“透光”之名早已约定俗成,今仍按其原名之。

隋唐间的《古镜记》里有云:隋汾阴侯生,天下奇士也,王度常以师礼事之。临终,赠度以古镜,曰;“持此则百邪远人”。度受而宝之。镜横径八寸,鼻作麒麟蹲伏之象。绕鼻列四方,龟、龙、凤、虎依方陈布。四方外又设八卦,卦外置十二辰位而具畜焉。辰畜之外,又置二十四字。“……承日照之,则背上文画墨入影内,纤毫无失”。这大概是我国关于“透光镜”最早的记载

《古镜记》描述了浇铸实心铜镜的方法,不幸的是,唐本《古镜记》已佚数世纪。

透光镜的出现表明汉朝在铜合金的冶炼、铸造和加工等方面已达到较高的技术水平。

自唐代至清代,我国都有学者在对铜镜的透光效应进行了研究或记载。如《岩窟藏镜》《铜仙传》《藤花亭镜谱》《金索》《云烟过眼录》《间居录》及《西清古鉴》等,在这些文献里都说到了从西汉至明代古铜镜的“透光”效果。

沈括(1031-1095年)《梦溪笔谈》中有述及,且沈家拥有三铜镜为传家之宝。

由于沈括困惑于固体金属怎样加工才可以透光,他推测这应该是用上了某种淬火技术在镜面上制造极端细小、肉眼无法观察到的纹路。

宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》卷19云:“世有透光鉴,鉴背有铬文,凡二十字。字极古,莫能读。以鉴承日光,则背文及二十字皆透在屋壁上,了了分明。人有原其理,以谓铸时薄处先冷,唯背文上差厚,后冷而铜缩多。文虽在背,而鉴面隐然有迹,所以于光中现。予观之理诚如是”。

沈括注意到了铜镜在浇铸后的收缩及凝固过程中,镜体的薄处先凝固,厚处后凝固,而后凝固部位的收缩率大于镜体相对薄的部位:较厚的纹饰虽然在镜背,但从镜面与纹饰相对映的部位可以隐然看到有缩凹下去的痕迹,这是沈括认为造成铜镜”透光”的成因所在。

其实,沈括看到的,只是一个未经磨削加工的镜体毛坯;即就镜面毛坯上有“隐然”的缩凹部位存在,但经磨削加工后,也会将镜面眼睛能看到的缩凹部位磨平的。

虽然他利用淬火不同冷却速率的解释不正确,但是在镜面有着细微、肉眼无法分辨镜面曲度的看法是正确的;威廉-布拉格于西元1932年所发现,这些镜子本身并不透明。

19世纪三十年代至八十年代,透光镜流入西方以后,其奥秘使欧州一些杰出的科学家感到困惑;英、法、德、意等国的科学家都曾通过对东方“透光镜”的传统工艺进行了深入的研究后,普遍认为,铜镜透光效应是因铜镜各部位材质不同所致,而这密度差异都是型压引起的。这里的型压,指的是研磨时镜面所受的压力。

罗伯特-坦普尔描述了这些学者的解释:“镜子最开始的形状 — 包括背面设计 — 是扁平浇铸的,而表面凸起是后来经过刮擦产生。镜面后来抛光后变得亮闪闪的。由这些程序累建起的应力造成表面较薄的部分向外凸起,且比较厚的部分更凸。最后,镜面敷上一层汞齐;这造成了更强的应力和选择性变形。结果是镜面不完美,与镜背花纹相匹配,尽管这种不完美对肉眼来说太小看不太出来。但是,当镜子将明亮的阳光反射到墙上时,由于镜面将产生的影像整体放大,其效果就好像光线穿过实心铜镜般其重现背部花纹。

遗憾的是在中国制造透光镜的技艺后来失传了。

“文革”中上海交通大学精密铸造研究室的研究人员曾破解了铜镜透光的原理,现在人们已经重新掌握了这一技术,能够复制透光镜了。

20世纪八十年代至今,我国的学者对古代铜镜的“透光”效应也作了大量的研究工作。上海博物馆与复旦大学合作,通过对铜镜铸后的淬火处理,从而复制出了一枚西汉“透光”镜;交通大学的学者铸出铜镜后,将其研磨致较薄,也得到了可以“透光”的铜镜。

以上两处虽都复制出了具备“透光”效果的铜镜,但对其所产生的“透光”原理的认识却不统一;前者认为,铜镜之所以能“透光”,是因镜体在淬火过程中产生了组织应力,至使镜面产生了凹凸不平所致。后者对铸造出的铜镜进行研磨,当研磨至一定厚度时,出现了“透光”效果;用激光干涉测定镜面曲率时,发现镜面总体为凸面,但各部位的曲率有微小起伏,认为铜镜“透光”是因镜体受到铸造残余应力及结构应力的影响所致。

从宋代的科学家沈括,至现代的科学家及诸多学者,都注意到了镜面“透光”的功能是来自于镜面凹凸不平的曲率,但对镜面如何产生的曲率,各家却众说纷纭,至今也没有一个统一的定论。

鄂州市博物馆文物复原复制研究所,通过长期对古代青铜镜进行大量的复原复制实验同时对铜镜的”透光”进行了研究后认为,造成古代铜镜产生”透光”效应的因素是镜面的曲率所至,镜面的这种曲率,不是指铸造时因各部位厚薄不一所造成的收缩曲率,而是指镜面在铸后的磨削加工中重新产生的。

2002年1月5日,河南省安阳市的文物收藏家常庆林、李淮成两位先生带来一枚西汉昭明镜,要求将这枚铜镜磨出“透光”效果来。

此镜虽经历了2000余年,但因其含锡量高,至今还保持了棱角分明的品相,锈蚀并不严重;其镜面平整光滑,虽没有长出固体的氧化锈,但已经不能够反射光源。因此,已不能正常使用,更谈不上“透光”了。如上述工艺,科研人员用石膏将这枚昭明镜背浇固后,将镜面朝上用锉刀垫着120号砂布锉磨镜面;当将镜面的氧化层全部被磨完以后,镜面呈现出与现代玻璃镜一样的效果。此时将镜面对着阳光将光源反射到白色物体上时,白色物体上只是显现出一个与镜面一样的亮光,并沒有“透光”出现。此时可以说明两个问题,其一,铸造时由于金属的冷却收缩,在毛坯上所产生的镜面凹凸不平的曲率早被古代西汉时期的工匠在加工镜面时就已经被磨平了;其二,此时的镜面沒有“透光”效果出现,是因为还沒有磨到位。

他们将此镜放在工作案上继续进行研磨,当又磨去了一定的厚度之后,再对着阳光反射光源时,已开始有了一些镜背的纹饰被反射出来,但不十分明显。我们又进行了第三次研磨,才将镜背的纹饰基本都显示了出来。图5是这枚铜镜的透光效果,可以看到镜背纹饰中的每一处高出平面的部位亮影。研究人员猜测,如果再继续往下研磨镜面,其“透光”的效果将会更加明朗。

因此,也有人认为古铜镜的“透光”效应与铸造时镜面毛坯上所产生的曲率无关,古铜镜的“透光”效应产生于镜面的后期加工研磨过程中。其镜面之所以产生曲率使之出现“透光”效果,是因为镜面被磨至一定的厚度时,由于镜面各部纹饰的厚度差异所造成的铜液在浇注后的凝固阶段产生了不同的金相结构,而不同的金相结构有不同的硬度值;凝固快或疑固早的相对较薄的部位,其合金中δ相含量相对多,其区域的合金硬度值相对较大;凝固慢或疑固晚的相对较厚的部位,其合金中α相含量相对多,其区域的合金硬度值相对较小;在同一个镜面上的硬度值有大有小,使用同一套工具进行研磨,当磨到一定的厚度时,是必然会产生出曲率来的。而这种新的曲率的产生,是铜镜合金各部位的硬度值不同所使然。

根据以上原理可以认定,古代铜镜在当时应有许多是具有“透光”效果的;特别是隋代以前至西汉时期的铜镜尤其如此。在这一历史时期内的铜镜里,其镜面薄、浮雕纹饰高,是铜镜能产生“透光”功能的重要因素。因保存至今的古铜镜大都已经历了千年以上的化学变化,又不能将文物翻新,且大多已锈迹斑斑,宏观上已无法来验证其是否能“透光”。

其实,全国大大小小的博物馆基本都有古代铜镜藏品。在这些藏品中,往往有“透光”镜隐藏于其中,只是没有被发现。如果仔细检查,相信会有古代“透光”镜被发现的。

“魔镜”的秘密还需要科研更深入的研究和更科学精准的揭示。

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