慈溪市图书馆

1961年夏天的一个下午，上海博物馆迎来了一位尊贵的参观者——周恩来总理。多年之后，那天的情形马承源仍历历在目。工作人员们把库房中最好的文物搬出来请总理欣赏，其中有一件外观并不起眼的西汉透光镜。马承源介绍说，这不是普通的铜镜，能够在反射光中现出背面纹饰。总理对此大感兴趣，特地把透光镜拿到窗口上反复观看，对这种透光现象啧啧称奇。马承源向总理解释，透光的说法是从唐代开始的，因为光线好像是穿透了金属的镜体，从镜子背面反射出来一样，所以透光镜的称呼也就传了下来。遗憾的是，透光镜的制作方法却未能代代相传，给后人留下了一个谜团，透光镜也从此披上了一层神秘的色彩。一千多年来，这种神奇的现象吸引了古今中外的众多学者，从我国宋代的沈括到清朝的郑复光，从中国到大洋彼岸，无数学者试图揭开这个谜，但是没有人去用实验的方法来证实自己的猜测，没人能真正复制出与西汉透光古镜完全相同的镜子来。当时，总理手里捧着这面镜子翻来覆去看了许久，对透光镜的原理做了种种推想，嘱咐马承源等人说，你们以后要好好地做工作，把这个道理搞清楚。
  总理的嘱托马承源一直记在心里，然而当时正处“文革”前期，社会动荡，普通的日常工作都很难正常开展，更何谈科学研究和实验。直到1974年，上海博物馆才真正投入到西汉透光镜的研究中去。当时马承源刚刚“解放”不久，他再次想起周总理的话，就与同事陈佩芬商量。马承源说，现在离总理来上博时已经五年了，这个工作不能再拖了。上博馆藏中有大小不同的四个汉代透光镜，我们要落实周总理的指示，把透光镜的铸造原理弄清楚，仿制同样有透光效应的铜镜。陈佩芬听说要完成周总理交代的任务，也非常高兴。上博在文物研究方面学者如云，但要想搞清楚透光镜的原理，必须请专门的科学研究专家。马承源和陈佩芬请来了上海市科学技术协会的阮崇武先生，组织了很多高级工程师在博物馆开会，由阮先生主持这项工作。阮崇武当时也是刚“解放”不久，表示非常乐意参加这一考古实验。与会专家们设想了各种青铜透光镜可能成因的方案。交大、复旦、同济等高校和几个工厂都参与了进来，分别用不同的方案做实验。专家们认为，首先得搞清楚透光镜与普通铜镜的不同之处在哪儿，弄清楚这一点，答案就近在眼前了。
  上博馆藏铜镜多达上万枚，发现所谓透光现象的只有四枚，而且都出现在汉代。汉代铜镜与前代铜镜对比，有其特有的时代特点。与之前战国时期的平面镜相比，汉代有很多镜子是凸面的，透光镜也是凸面的。这就是西汉透光镜的第一个特点：凸面。
  接下来是研究铜镜的铸造过程。当温度高达上千度的金属液倒入事先做好的铸镜陶范中后，金属液在陶范中有个冷却凝固的过程，而问题也就在这个过程中出现了。仔细观察馆藏的这四面汉代透光镜，一个共同的特点，就是边缘相对镜体来说有一个又宽又厚的镜环。由于镜体较薄，所以冷却快，而宽厚的镜环则冷却速度慢。所以当镜体已经固定成型后，镜环还在冷却收缩，对镜体产生了一种紧箍作用，形成铸造残余应力。这是西汉透光镜的第二个特点：镜环宽厚。
  上海交大的盛宗毅教授参加了这项实验。他发现镜子在铸造的时候，必然会产生很大的内应力。这也是通过多次失败的实验得出的结论。他们在浇铸的时候，有时开箱早一点，这面镜子就裂掉了，这说明它的内应力是很大的。虽然镜体内部的应力很大，但镜体本身的刚度也很大，所以镜环的紧箍起初并不对镜子产生什么影响，就像用手去掰一块厚厚的铁板，铁板不会有丝毫变化。但铜镜毕竟是用以照面容、正衣冠的日常生活用具，必须不断地磨才能保持光可照人。古代中国有一种磨镜的职业，磨镜人用凹面的磨石研磨镜面，镜子在不断地研磨变薄时，镜子本身的刚度也就降低了，从而残余应力得到释放，镜体产生变形，向镜面方向拱起，这种现象就像同样用手去掰一块薄铁片，铁片就会变弯。从透光镜的剖面图来看，镜体很薄，镜背有纹饰、铭文的地方和没有纹饰、铭文的镜底厚薄差距很大。当镜体产生变形时，镜底向镜面方向拱起程度大，而镜环和纹饰的部位拱起小，所以形成了镜面的凹凸不平，这种变化用肉眼是很难察觉的。这就是透光镜的第三个特点：镜体薄，镜背凹凸处薄厚差距大。
  当一束平行光投射到镜面时，有纹饰的地方较平，反射光集中，而无纹饰的地方由于凸起，反射光发散，所以有花纹的地方反射到墙上的光明亮，而没有花纹的地方暗，墙上呈现出与镜背相同的图案。这就是西汉透光镜的又一个特点：其花纹是环向分布的，只有这时才能产生显著的环向铸造残余应力，在镜面形成较为规则的凹凸来。
  在马承源和科学家们的共同努力下，经过不断地实验，七个月后，终于出了成果。上海交大首先搞清楚了透光镜的原理：镜背能透光，是铸造和磨制的结果。在充分研究了西汉古镜的特点后，研究人员又通过不断的试验和理论论证，终于复制出几乎与西汉透光镜完全相同的镜子，并得出“铸造成因，研磨变形”的结论。上海攻克西汉透光镜的事迹轰动了中外文博界，积极参与这一考古试验的陈佩芬后来撰写了一篇《西汉透光镜及其模拟试验》论文，发表在1976年的《文物》杂志上。研究的结果是可以告慰总理的。在总理诞辰100周年的时候，上海交大制作了一面精致的镜子，反射在光影中的，是我们熟悉的总理面容。