西漢魔鏡是一件神奇的“魔鏡”,出土於西漢古墓之中,最大的神奇之處在於,當把銅鏡對準陽光,反射出來的光斑中,竟會出現鏡子背面的影像,周恩來總理在博物館中看到這面透光魔鏡,也百思不得其解,科學家們為了解開這個謎團,更是用了十年時間。
基本介紹
- 中文名:西漢魔鏡
- 年代:西漢
- 研究時間:19世紀
- 透光機理:鑄造成因,研磨透光
簡介,原理,總結,
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。
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。