銅鏡里的秘密

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上海博物館有一面“西漢見日之光銅鏡”，鏡子通體由銅打造，正面光滑锃亮，程度堪比今日之玻璃鏡。奇妙的是，當將鏡面對著光時，反射在墻上的光圈里會清晰地出現銅鏡背面的圖文，而這種能夠反射背面圖案的銅鏡叫透光鏡。

其實，早在公元前2900年，中國、印度等文明古國就開始制作銅鏡，后來制作技藝傳到了朝鮮半島和日本。銅鏡并不少見，透光鏡卻是其中的異類，且制作工藝失傳很久。宋代科學家沈括就曾經對著自家的三面銅鏡靜坐日久，參悟其中的秘密。

1844年，法國第25任總理、天文學家弗蘭克斯·艾瑞茍得到了一塊透光鏡。他將這個奇妙的東方神秘物體拿給法國科學院的科學家們看，他們怎么研究也不明白，這樣的“魔鏡”到底是根據什么原理制作出來的。

這個問題直到1932年才有了答案。這一年，英國物理學家斯爾·威廉姆發現，雖然透光鏡的表面摸起來很光滑，但實際上有一道道肉眼很難覺察的凹痕，這些凹痕和背面雕刻的圖案正好匹配。一般透光鏡都有一個又寬又厚的邊緣，冷卻速度較慢，而中心部分較薄，冷卻速度較快，當外圍還在冷卻時，中間已經固定成型，后固化的地方就會對中間部分產生一種叫“鑄造應力”的壓力，從而使得鏡面有鼓起來的趨勢和狀態。想要讓鏡面呈現出背部紋飾的曲率，關鍵在于打磨。當鏡面被打磨到一定程度時，鏡子正面就變成了和背面互補的浮雕，也自然呈現出了紋路，但這種差異只有0.01毫米左右，肉眼無法看出。這個細微的浮雕在明亮的平行光照射下，才會彰顯隱藏的圖案。

現在，已經很少有人從事透光鏡制作了，但是透光鏡的原理在現代科技中重新煥發了活力。日本科學家用透光鏡表面的浮雕原理發明了檢測硅晶片背面光滑程度的魔鏡拓撲技術，可以在10毫米的距離內檢測0.4微米高度的差別，這個方法也成為硅晶片行業檢測表面缺陷指標“波紋度”的一大新興技術。