古人如何用紫禁城的铜镜制作镜子

古往今来，每个人都有爱美之心。由于镜子的形象功能，它已经成为人们装饰外表的重要生活用具。在古代，镜子主要由铜制成。铜镜铸造在中国有着悠久的历史，可以追溯到大约4000年前的齐家文化时期。故宫博物院藏有数千面铜镜，为战国至晚清各历史时期铸造。其形状多为圆形，也包括菱形、方形、向日葵形等形态。这些铜镜的正面用来反光，背面装饰着五颜六色的图案和铭文。内容有图腾信仰、吉祥话、童话或亭台楼阁。这些铜镜的铸造经历了制镜、浇原料、抛光镜面等工序。其中蕴含着丰富的古代科学智慧。

镜子是铸铜镜的模型，它是用泥做成的，也叫泥镜，包括镜镜和镜背镜。粘土主要由粘土和细砂组成。其科学性在于：材料具有较好的透气性和热稳定性；陶土易成型，可获得精细复杂的纹饰。细砂有利于防止泥扇变形。此外，粘土模具中还添加了稻壳灰，可以提高粘土模具的冲压能力。明代科学家宋所著《天工开物》卷八中的“镜”有“镜铸之处，模灰砂”。这里的“灰”是指稻壳灰，“沙”是指细砂。镜子制作完成后，需要在阴凉处慢慢晾干，然后在窑中烘烤至920摄氏度左右。阴干有利于防止镜板开裂或变形，而焙烧可以分解其中的碳酸盐。此外，大部分镜子是侧立的，顶部浇口小，底部浇口大，有利于熔融金属的充分注入。浇口和冒口边缘与镜面边缘相交较薄，便于浇注后清洗。此外，镜面还有一个略凹的弧度，这在一定程度上也是科学的。平面镜虽然可以保持人像在镜中不失真，但显示范围有限。当镜面有微微凸起的弧度(类似球面镜)时，可以获得更全面、不失真的人像。

铜镜颜色为白色时，有利于显示清晰的图形。铜镜硬度较高时，有利于打磨。为了使铜镜呈白色并具有一定的硬度，可以适当增加铜镜中的锡含量。清代科学家郑所著《镜都》卷一《镜镜詅痴》中有“铜为黄，杂锡为绿，绿近白，故宜镜”，意思是铜本来是黄色的，与锡混合后会变成青色，青色近白，故宜镜。此外，秦国相邦吕不韦等人撰写的《吕氏春秋》卷》第25卷中有“金软锡软，两软正好”的说法，即铜锡合金(即青铜)比铜或锡硬。

锡呈银白色，质软，通常以锡石的形式存在于花岗岩中。锡的熔点低，约231摄氏度，便于提取。在古代，工匠将锡石与木炭混合并加热。当锡达到熔化温度时，它被还原并从锡石中沉淀出来。锡的优点是柔软，容易加工成不同的形状。由于锡的熔点低，很容易与铜或其他金属形成合金，覆盖在器皿表面。锡的化学性质稳定，耐氧化，在一般大气条件下不易变色，因此可以镀在铜镜表面，提高其耐腐蚀性。中国古代生产铜镜时，锡是混合在一起的。比如我国春秋战国时期的科技论著《考工记》卷》中的“攻金之功”就包含了“半金半锡，谓之“学之合一”。这里“金”指铜，“剑”指铜镜，“穗”指凹镜，“齐”指配比。根据这本书，在制作物体时

铜镜在铸造或使用一段时间后，需要进行打磨和抛光，以达到光洁的效果。该书成书于西汉《淮南子》卷，第十九《修武》载“镜为始下式，从未有所述，其粉可由白墨宣熙观之，鬓眉可分之”。这说明镜子刚投的时候需要打磨，否则很难显示出清晰的人像。同时，“宣喜”是一种磨镜药，在铜镜表面反复摩擦后，再用白色毛毡擦拭，即可呈现清晰的人像。有学者认为“玄溪”就是水银。明代官员刘基所著《多能鄙事》卷五，对磨镜药的成分作了较为详细的描述：“白矾六元，水银一元，白铁(锡)一元，鹿角灰一元。”镜磨药的具体制作方法是：先用水银将砂、锡细碎磨成泥，然后清洗干净，再加入鹿角灰、明矾，磨成细粉后使用。其中，水银主要反射光线，明矾主要去污(防锈)，锡提亮，鹿角灰有利于镜面光滑。科学研究表明，将混合物用毛毡在铜镜表面反复擦拭后，可以对铜镜进行抛光，表面形成富锡层，使铜镜呈现银白色。

从以上可以看出，故宫铜镜不仅蕴含了中国古代丰富的文化艺术信息，而且体现了中国古代光学、物理学、化学、材料加工等多学科的综合应用，具有极其重要的文化和科学价值。