从故宫铜镜看古人如何造镜子

古往今来,爱美之心人皆有之。镜子由于具有映像功能,因而成为人们修饰仪貌的重要生活用具。在古代,镜子主要由铜铸造而成。我国铜镜铸造历史悠久,可溯源至距今约4000年的齐家文化时期。故宫博物院藏铜镜数千面,为战国至晚清的各个历史时期铸造。其形状多为圆形,还包括菱形、方形、葵花形等形式。这些铜镜的正面用于映像,背面多做丰富多彩纹饰及铭文,内容或为图腾信仰,或为吉祥文字,或为神话故事,或为楼台亭阁等。这些铜镜的铸造,历经制作镜范、浇筑原料、打磨镜面等工序,其中包含了丰富的古代科学智慧。

镜范是铸造铜镜的模型,由泥制成,也称为泥范,包括镜面范和镜背范。泥范主要由黏土和细砂构成。其科学性在于:材料透气性及热稳定性较好;黏土易于成型,可获得精美复杂的纹饰;细砂有利于防止泥范的变形。另外,泥范中还有掺入稻壳灰的做法,可提高泥范的冲型能力。明代科学家宋应星所撰的《天工开物》卷八之“镜”载有“凡铸镜,模用灰沙”。此处“灰”是指稻壳灰,“沙”是指细砂。镜范制成后需要缓慢阴干,然后入窑焙烧至920摄氏度左右。阴干有利于防止镜范开裂或变形,焙烧则可使其中的碳酸盐分解。另镜范多为侧立状,浇口上小下大,有利于金属液的充分注入;浇口、冒口的边缘与镜边缘相交处较薄,便于铸后清理。此外,镜面范有略凹进的弧度,也具有一定的科学性。平面镜虽然可保人像在镜中不失真,但是显示的范围有限。而当镜面略有凸起弧度(类似于球面镜),则可以获得较为全面的、不过于失真的人像。

当铜镜的颜色偏白时,有利于显示清晰的人物像。而当铜镜的硬度较高时,则有利于对其进行打磨。要使铜镜偏白且具有一定硬度,可适当增加铜镜中的含锡量。清代科学家郑复光所撰《镜镜詅痴》卷之一“镜资”载有“铜色本黄,杂锡则青,青近白,故宜于镜”,意思是指铜本来是黄色,掺了锡后就会变成青色,而青色与白色接近,因而适合做镜子。另秦国相邦吕不韦等人所撰《吕氏春秋》卷二十五载有“金柔锡柔,合两柔则为刚”,即铜锡合金(即青铜)比铜或锡硬度均要大。

锡颜色银白,质柔软,一般多以锡石形式存在于花岗岩里。锡的熔点较低,约为231摄氏度,提炼方便。在古代,工匠们把锡石和木炭混合在一起加热,锡达到熔化的温度时,就会从锡石中还原析出。锡的优点在于,材质柔软,易被加工成不同形状。由于锡的熔点较低,容易和铜或其他金属形成合金并覆盖在器物表面。锡在一般大气条件下化学性质较稳定,耐氧化且不易变色,因而可镀在铜镜的表面,以提高其耐腐蚀性能。我国古代的铜镜制作中,都掺有锡。如我国春秋战国时期的科技论著《考工记》卷上之“攻金之工”载有“金、锡半,谓之鉴燧之齐”。在这里,“金”指铜,“鉴”指铜镜,“燧”指凹面镜,“齐”指配合比。该书认为,制作铜镜之类的器物时,铜与锡的配合比为2∶1,即锡的含量为33.3%,这样制作的铜镜呈现灰白色,且坚固耐用。

铜镜铸造完成或使用一段时间后,均需要打磨光亮,才能达到光洁照人的效果。成书于西汉时期的《淮南子》卷十九“修务”载有“明镜之始下型,朦然未见形容,及其粉以玄锡,摩以白旃,鬓眉微毫可得而察”。这说明镜子刚铸造完时,需要磨光,否则很难显示清晰的人像。同时,“玄锡”是磨镜药,将其涂在铜镜表面反复摩擦,再用白毡擦拭后,可显示出清晰的人像。有学者认为,“玄锡”是水银。明朝官员刘基所撰《多能鄙事》卷五则对磨镜药的成分进行了更为详细的说明:“白矾六钱,水银一钱,白铁(锡)一钱,鹿角灰一钱。”磨镜药配制的具体做法是:先用水银将砂子、锡细磨如泥,然后洗净,再加入鹿角灰及白矾,研磨极细后方可使用。其中,水银主要起反光作用,白矾主要起去污(锈)作用,锡可增亮,鹿角灰有利于镜面的平滑。科学研究表明,上述混合物用毛毡在铜镜表面反复擦拭后,可对铜镜加以抛光,并在表面形成富锡层,使得铜镜呈现白亮如银的效果。

由上可知,故宫藏铜镜不仅包含了我国古代浓厚的文化艺术信息,还是我国古代光学、物理、化学、材料加工等多种学科综合运用的体现,因而具有极其重要的文化和科学价值。

(作者系故宫博物院研究馆员)

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