可以“投影”的“透光鉴”

中国汉代（前202年－220年）出现了一种可以“投影”的“透光鉴”（透光镜），当作为照影镜子使用时，与普通青铜镜无异，但当强光打在镜面上时，其反射出的光斑就会呈现出与镜背面的图案，好像光“透过”了铜镜，把背面的图案反射出来。经过现代科学研究，这类镜子的“投影”是通过特殊的铸造技术实现的，镜面非常薄，背面的文字和图案也在正面的镜面上留下了肉眼难辨的低浮雕，虽非真的透光，但这是古人对投影的成功探索。

• 藏于河南博物院的“见日之光”透光镜
  • 西汉铜器，直径7.9厘米，重66克，1953年在洛阳采集。主要纹饰系八曲连弧纹，镜铭为：“见日之光，相思勿忘”八字。
  • 西汉见日之光透光镜. (n.d.). 河南博物院. https://www.chnmus.net/ch/collection/appraise/details.html?id=512152278364847518
• 藏于上海博物馆的西汉“见日之光”透光镜
  • 直径7.4厘米，重50克，边阔且厚，镜背中央是一圆形的镜钮，内圈为八曲连弧纹，外圈有铭文：“见日之光，天下大明”八字。每字之间以卷云纹和田字纹相隔。“见日之光天下大明”是西汉中期青铜镜铭文中的习惯用语。制此镜约在武帝以后。
  • 当作为照影镜子使用时，与一般的青铜镜无异，但当用光打在镜面上时，其反射出的光斑就会呈现出与镜背面类似的图案，就好像光“透过”了铜镜，把背面的图案反射出来了。
  • “见日之光”镜. (n,d,). 上海博物馆. https://www.shanghaimuseum.net/mu/frontend/pg/article/id/CI00000342
• 藏于上海博物馆的西汉“内清质以昭明”透光镜
  • 西汉中晚期，直径11.5厘米，重280克，边阔且厚，镜背也有内外两圈，内圈有一个同心圆环及八曲连弧纹，中心也有一个圆钮。外圈有铭文：“内清质以昭明，光像夫日月”，每字之间夹一“而”字。
  • 中国工艺美术大辞典.1989：289.

• 我国最早关于透光镜记载，见于隋唐之际王度的神异小说《古镜记》（约617-625年间）：“承日照之，则背上文画，墨入影内，纤毫无失。”

• 河南省遂平县文化馆藏有两面唐代宝相花透光镜。
  • 一面是宝相花透光镜，1975年出土于遂平县修复河堤的月儿湾工地上。直径16.9厘米，半球形钮，钮径1.5厘米，重500克。镜背有七朵全开的花朵，一朵居中，六朵分布于周围。
  • 王恺.新发现一面唐代透光镜[J].中原文物，1981（2）：20.
  • 另一面是八角形宝相花透光镜，1985年出土于遂平县诸市乡任马庄村一墓葬。直径17.9厘米，半球形钮，镜边高出，边厚0.3厘米，背有七枝花朵，一朵居中，六朵分布于周围。
  • 赵中强.遂平县又发现一面唐代透光镜[J].中原文物，1985（2）：30.

• 宋代沈括（1031-1095）的《梦溪笔谈·器用》（约11世纪）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。然予家有三鉴，又见他家所藏，皆是一样，文画铭字无纤异者，形制甚古，唯此鉴光透其他鉴虽至薄者皆莫能透，意古人别自有术。”
  • 根据沈括的描述，透光镜的制作方法在宋代可能已经失传，也可能是秘传而致使沈括只能用推测的方式描述其制作原理。

• 元代吾邱衍（1272-1311）在《闲居集》也有关于透光镜的描述：“假若镜背作盘龙，亦于镜面窥划作龙，如背所状，复以稍浊之铜填补注之，削平镜面，加铅其上。向日射影，光随其浊分明暗也。”
  • 明代的何孟春，明清之际的方以智，清代的徐康、徐元润也都赞同吾邱衍的看法。
    • 西汉见日之光透光镜. (n.d.). 河南博物院. https://www.chnmus.net/ch/collection/appraise/details.html?id=512152278364847518
  • 吾邱衍的记载是现存最早对透光镜成因的系统性解释之一，反映了元代学者对光学现象的观察与思辨。其“填补法”假说虽未被现代科学证实，但为后世研究提供了重要参考。

• 透光镜随着对外贸易流传海外，被称为“中国魔镜”，“魔镜投影”这个概念也随之传播，引起很多人的好奇和研究，因此不能排除它对后来相关研究的启发性作用。
  • 在一些欧洲的史料中，日本大概在江户时期（1603-1868）以后（约我国明朝），也被认为制作出这种透光镜，因此有“东方魔镜”一说。到了明治初期（1868-1885），“魔镜”已经比较普遍。

• 西方人研究透光镜始于在1830年代，普林赛泊在加尔各答偶然看到了这种“魔镜”，并在《亚洲学会杂志》上作了描述，欧洲科学界对铜镜之所以能“透光”进行过持续一个世纪之久的研究讨论，直到1932年布拉格才能在对“魔镜”写出他的确定的解释，即光学中的长光程放大效应。
  • 西汉见日之光透光镜. (n.d.). 河南博物院. https://www.chnmus.net/ch/collection/appraise/details.html?id=512152278364847518
  • J.Needham.“Science and Civilisation in China”，vol.IV: 1，p.94-97.

• 1975年，复旦大学光学系“复刻”了一枚西汉铜镜，再利用淬火、研磨的方式使之获得“透光”，从而提出“ 西汉透光镜是通过快速冷却方法加工出来的”观点。认为铜镜淬火过程中，产生淬火应力，在淬火应力作用下，镜面各部就可能产生曲率差异。
  • 上海博物馆，复旦大学光学系.解开西汉古镜“透光”之谜[J].复旦学报（自然科学版），1975（3）：1-10.

• 1982年，上海交通大学也对透光镜的透光效果进行区分，分为半透光和全透光，并对其非图文部分厚度测定，发现全透时镜体非图文处厚度为0.4毫米, 半透为0.5-1 毫米。
  • 何堂坤.关于透光镜机理的几个问题[J].中原文物，1982(4)：56-62.

• 2002年，鄂州博物馆对古铜镜做了实验，通过多次对古铜镜进行研磨抛光，使铜镜最终获得了透光效果。实验发现正是由于汉代铜镜背纹上出现了明显的厚薄差异，才使得镜体的合金在浇注后的结晶过程中，根据不同的厚度形成了不同的金相结构。因各种金相结构的硬度值不同，致使磨出的镜面产生曲率，从而产生“透光”效应。可以说，镜体剖面几何形状中厚薄的差异越大，镜面在加工过程中就越容易被磨出曲率来。
  • 董亚巍.古代“透光镜”产生的原理及其复制研究[J].江汉考古，2002（2）：82-86.

• Berry, M.V. (2006). Oriental magic mirrors and the Laplacian image. European Journal of Physics, 27, 109-118.