周乾
我國(guó)銅鏡鑄造的歷史可溯源至距今約4000年的齊家文化時(shí)期。銅鏡蘊(yùn)含著古人濃厚的文化和藝術(shù)氣息,是古人對(duì)光學(xué)、物理、化學(xué)、材料加工等多種學(xué)科綜合運(yùn)用的體現(xiàn),具有極其重要的文化和科學(xué)價(jià)值。
選材、制作工藝科學(xué)
鏡范是鑄造銅鏡的模型,也稱泥范,包括鏡面范和鏡背范,主要由黏土和細(xì)砂構(gòu)成。其科學(xué)性在于:材料透氣性及熱穩(wěn)定性較好;黏土易成型,便于雕飾精美的紋飾;細(xì)砂有利于防止其變形。另外,在鏡范中摻入稻殼灰還可提高其沖型能力。
鏡范制成后需要慢慢陰干再入窯焙燒至920 ℃左右。陰干有利于防止鏡范開裂或變形,焙燒則可使其中的碳酸鹽分解。鏡范多為側(cè)立狀,澆口上小下大,有利于金屬液的充分注入;澆口、冒口的邊緣與鏡邊緣相交處較薄,便于鑄后清理。此外,鏡面范略凹進(jìn)的弧度也有一定的科學(xué)性。平面鏡雖然可使映象更真實(shí),但其映射的范圍有限,當(dāng)鏡面略有凸起的弧度(類似于球面鏡),則可映射出范圍更廣的人像。
當(dāng)銅鏡的顏色偏白時(shí),有利于顯示清晰的人像,而當(dāng)銅鏡的硬度較高時(shí),有利于對(duì)其進(jìn)行打磨。要使銅鏡偏白且具有一定硬度,需要適當(dāng)增加銅鏡中錫的含量。清代科學(xué)家鄭復(fù)光在《鏡鏡詅癡》中記載,“銅色本黃,雜錫則青,青近白,故宜于鏡”,意思是指銅本來是黃色,摻入錫后就會(huì)變成青色,而青色與白色接近,因而適合做鏡子?!秴问洗呵铩肪碇杏涊d,“金柔錫柔,合兩柔則為剛”,即銅錫合金(即青銅)比銅或錫的硬度均要大。
在古代,工匠們把錫石和木炭混合后加熱,錫達(dá)到熔化的溫度時(shí),就會(huì)從錫石中還原析出。錫的優(yōu)點(diǎn)在于,材質(zhì)柔軟,易被加工成不同形狀。
由于錫的熔點(diǎn)較低,容易和銅或其他金屬形成合金并覆蓋在器物表面。錫在一般大氣條件下化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,耐氧化且不易變色,因而可鍍?cè)阢~鏡的表面,以提高其耐腐蝕性能。我國(guó)古代的銅鏡制作中,都摻有錫。如我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的科技論著《考工記》中“攻金之工”載有“金、錫半,謂之鑒燧之齊”。這里的“金”指銅,“鑒”指銅鏡,“燧”指凹面鏡,“齊”指配合比。書中觀點(diǎn)認(rèn)為:制作銅鏡之類的器物時(shí),銅與錫的配合比為2∶1,這樣制作的銅鏡呈現(xiàn)灰白色,且堅(jiān)固耐用。
“保養(yǎng)”很重要
古人在銅鏡鑄造完成或使用一段時(shí)間后,需將其打磨光亮以便收到更好的映象效果。《淮南子》卷十九“修務(wù)”載有“明鏡之始下型,朦然未見形容,及其粉以玄錫,摩以白旃,鬢眉微毫可得而察”。說明鏡子剛鑄造完時(shí)需要磨光,否則很難顯示清晰的人像?!靶a”是磨鏡藥,將其涂在銅鏡表面反復(fù)摩擦,再用白氈擦拭后,可顯示出清晰的人像。
神奇的“玄錫”中究竟包含了哪些成分呢?明代劉基在《多能鄙事》中對(duì)磨鏡藥的成分進(jìn)行了詳細(xì)的記載,其具體的制作過程為:先用水銀將砂子、錫細(xì)磨如泥,然后洗凈,再加入鹿角灰及白礬,研磨極細(xì)后方可使用。
在此,水銀主要起反光作用,白礬主要起去銹的作用,錫可增加亮度,鹿角灰有利于鏡面的平滑。后經(jīng)研究證實(shí),用上述混合物在銅鏡表面反復(fù)擦拭后,確實(shí)可以為其拋光,并在其表面形成富錫層,使銅鏡呈現(xiàn)出白亮如銀的效果。(據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》,作者系故宮博物院研究館員)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2022年10期