神奇的汉代日光镜

中国古代铜镜制作历史悠久，自齐家文化时期开始至明清结束共计四千余年，几乎贯穿了整个中国历史的发展过程。铜镜制作在每个发展时期都各具特色，富含不同时代所赋予的鲜明特点。特别是在汉代，随着社会生产力的高度发展，铜镜制作进入了巅峰时期。汉代铜镜的形制趋于统一，装饰纹样丰富多变，虽然在中国漫长的制镜史中所占据的时间并不长，但是制作工艺和艺术表现手法，都取得了很大的突破,起到了承前启后的重要作用。其中最具开创性的是西汉晚期可以“透光”的日光镜，日光镜的制作工艺精湛，设计原理复杂，曾给世人留下难以破解的千年悬念，是我国古代文化遗产中的瑰宝。

日光镜镜面微凸,既可映照人面,又能在阳光照射下将镜背上的图文完整地映到墙上。当平行光线照射镜面时，镜面的反射投影就能出现与镜背的文字和纹饰相同的影像，效果恰似光线从铜镜透过一般。由于铜镜背面有铭文：“见日之光，天下大明”八个字，所以被命名为日光镜，又名透光镜。日光镜的工艺制作技术极为高超，体现了光学和力学原理，具有极高的历史、科学和艺术研究价值，是西汉时期最为珍贵的镜种，也是我国历史文物中的精品。目前日光镜在全世界保存的数量非常稀少，特别是流传至今还能够“透光”的日光镜更是少之又少。

从考古发掘和文献纪录来看，我国“透光”镜的发明于西汉时，据当时资料记载，我国“透光”镜约二十件左右，上海博物馆藏有二件。1977年江西萍乡西汉墓中出土一件，另外在《岩窟藏镜》著有4件，一件为“重圈日光照明镜”，二件为“连弧纹昭明镜”。一件是“长宜子孙连弧纹镜”。在《西清古鉴》卷著有五件；二件为“延年益寿镜”“清白镜”二件，明光镜一件。《铜仙传》录有五件：其中二件是日光镜，另三件形制未详。《藤花亭镜谱》卷录三件：一件为延年益寿镜，一件为吉寿镜，另一件是昭明镜。目前见于考古发掘的汉镜是很多的，但“透光”镜自然是很少，但它毕竟说明人们在汉代就已制作出了这种具有特殊性能的镜子。

“透光镜”是以铜、钖、铅合金制成，这种材料人们称为青铜。青铜镜，密度较强，乌黑发亮。日光镜制作工艺在汉代后期就已失传，日光镜是怎样做到“透光”的呢？自古以来，就有很多文人学者对此表现出浓厚的兴趣，并试图揭开隐藏其中的奥秘。北宋时期的沈括是一位渊博多才的学者。在他晚年所作的《梦溪笔谈》卷十九《器用》载：“世有透光鉴，鉴背有铭文，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，以为铸时薄处先冷，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。”他所记载的透光鉴，是西汉中后期方字昭明连弧纹镜中的一种。背面有二十个字：“内清质以昭明，光象夫日月”字间以“而”字，（内而清而质而以而昭而明而光而象而夫而日月）。另外在古书上关于日光镜的记载也有很多。《太平广记》载：隋王度得到的古镜“承日照之，则背上文画墨入影内，纤毫无损。”宋周密的《云烟过眼录》也有记载，“映日则背花俱见，凡突起之花，其影皆空。”当然这些书只是记下了这一怪异的现象而已，并没有道出这“透光”的原委。唯独沈括不然，不但记述详詹，还说出了其中的一些道理。在他之后的元代考古学家吾邱衍也提出“光随其铜之清浊而分明暗也”的解释，清代物理学家郑复光也进一步发展了沈括的观点，认为“透光”现象“理乃在凸凹，不系清浊”。

   对于日光镜的“透光”特性，一直以来都存在着争论。有的人认为是因铜液冷却速度不同所致，有的人认为是密度不同所引起，众说纷纭。但是大多数学者认为铜镜的“透光”效应是由于镜体厚薄不一，使镜面各部分出现了与镜背图文相对应的凹凸不平和曲率差异造成的。由于图文处镜面微凹，非图文处镜面微凸，凹处光线会聚，而凸处光线发散，在映象中出现与镜背图文相应的亮部和暗部，从而在墙上形成镜背图文。直至20世纪70年代中期，经过上海交通大学盛宗毅教授等科技工作者及文物工作者的合作研究，西汉日光镜“透光”的谜底才被彻底揭晓。原来铸造日光镜的关键有两个：一是铜镜在铸造过程中，由于镜背的花纹图案凹凸处厚薄不同，镜体薄而冷却快，镜缘厚而冷却慢，当镜缘还在冷凝收缩时，镜体就已凝固而具有一定的刚度，这时镜缘对镜体有紧箍作用，而镜体对镜缘有反向的支撑作用，这种镜体于镜缘的相互作用被储藏在铜镜内，产生铸造残余应力；另一个是当铜镜铸造成形后经过研磨又会产生压应力，形成物理性质上的弹性形变。刚刚铸造出来的铜镜铸造残余应力还不足以使镜体产生明显的形变，此时铜镜还不能“透光”，当铜镜研磨到一定程度时，镜体的刚度不断下降，铸造残余力才得以释放，造成镜体表面区域性上凸形变，这种弹性形变迭加地发生作用而使镜面与镜背花纹之间产生相应的曲率。由于镜体各处的厚薄不同，无纹饰处比较薄，刚度小，拱起形变大，造成该处局部曲率变大。而有纹饰处比较厚，刚度大，形变很小，该处曲率基本不变，从而使镜面的曲率变化与镜背纹饰一一对应。当这两个条件都具备时，就会产生所谓“透光”的效应。因此，西汉古铜镜独特的造型是产生铸造残余力的内因。它的外形与众镜不同，它整体上凸，四周具有阔厚的镜缘，镜体较薄，这是导致“透光”的关键外形结构。经专家研究表明，只有具有这种造型的铜镜才有可能“透光”。汉代之后的众多铜镜逐渐变平，变大，纹饰更复杂，更奢华，却再也不能“透光”，就是因为逐渐失去了这种关键结构。而研磨变薄是造成铜镜形变、乃至透光的外因。上海博物馆提供给盛教授一面已经不能“透光”的西汉“见日之光，天下大明”古铜镜，经过他的精心研磨后铜镜又能重新“透光”。这说明这种铜镜历经千年之后，经过研磨，仍能使镜面形变而“透光”。上海博物馆运用展示手段将这面日光镜特殊的“透光”功能完整地呈现出来，让观众能够亲眼目睹其神奇的透光作用。

日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经达到较高的技术水平，是我国古代铸镜工艺史上的一项杰出创造，这给中国古代文化带来了极大的光彩。日光镜巧妙地将古人所追求的生活实用性和艺术欣赏性融入方寸之间，不仅体现了古代匠师丰富的想象力和卓越的创造力，而且还承载着古人对美好事物的祈愿和向往，反映生活真实的或理想的状态，是研究其盛行时期政治、经济、思想文化、社会生活及时代风尚不可缺少的实物资料。

萍乡博物馆收藏的西汉“透光”铭文铜镜，是1977年11月18日在江西省萍乡市上栗区福田乡三田村庵子山清理出土的。当时，博物馆的工作人员在一座商周时期古城遗址进行考古调查时，附近的村民看到我们捡了许多的陶片，就说：“你们捡这么多瓦片做什么，这样的瓦片那里有一大堆。”考古人员听了以后，特别兴奋，随即要他指路，到了实地一看，果然如此。原来是当地村民在取土做砖的时候挖出了很多这样的陶片。

经调查，此处原是一座西汉时期的土坑墓，墓里的陶器随葬品按棺材形制在周围摆成三圈，陶器的上部在取土时挖断丢在一边，下半部还埋在土中。在墓葬的后右角处考古工作人员发现了三件较为完整的器物，其中一件是大陶罐，里面放有30枚五铢钱，还有一个小陶罐中放有三枚纺轮，另外一件是一个陶鼎，日光镜就在陶鼎底下。

萍乡博物馆收藏的西汉“透光”铭文铜镜，直径6.9cm，厚0.5cm，重约54克。镜面微凸，鼻纽柿蒂纹纽座。纹饰分成四区，均为浅浮雕。纹饰间以细凸弦纹相隔。外区斜线梳蓖纹；二区饰“见日之光天下大明”八个字，字间以卷云纹和田字纹相隔；三区饰斜线梳蓖纹；内区饰内向八弧纹和四乳钉。该镜出台后，上海博物馆曾派专人来萍乡考察。目前是江西省唯一的日光镜，属于国家珍贵文物。

参考文献：严燕来等著的《大学物理》第20卷第10期（2001年10月）《西汉古铜镜“透光”奥秘解析》