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(xiàn)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(jīng)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(jù)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(fā)現(xiàn)，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(jīng)固定成型，后固化的地方就會對中間部分產(chǎn)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(tài)。想要讓鏡面呈現(xiàn)出背部紋飾的曲率，關(guān)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(xiàn)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(xiàn)在，已經(jīng)很少有人從事透光鏡制作了，但是透光鏡的原理在現(xiàn)代科技中重新煥發(fā)了活力。日本科學家用透光鏡表面的浮雕原理發(fā)明了檢測硅晶片背面光滑程度的魔鏡拓撲技術(shù)，可以在10毫米的距離內(nèi)檢測0.4微米高度的差別，這個方法也成為硅晶片行業(yè)檢測表面缺陷指標“波紋度”的一大新興技術(shù)。