有一张照片珍藏在上海博物馆前馆长马承源老先生的家中，照片上周恩来总理手中拿着一面著名的西汉透光古镜，也就是能够在反射光中现出背面纹饰的镜子。那是1969年夏天的一个下午，上海博物馆迎来了一位尊贵的参观者周恩来总理，总理是一个人来的。
上海博物馆前馆长马承源先生回忆说，“我们把最好的文物搬出来请总理欣赏，其中有透光镜。我把透光镜介绍给总理，总理觉得透光镜很有意思，他亲自把这个透光镜拿到我们的窗口上反复看。总理也对透光镜的原理做了种种推想，最后他说，你们以后要好好地做工作，把这个道理搞清楚”。
透光的说法是从唐代开始的，因为光线好像是穿透了金属的镜体，从镜子背面反射出来一样，所以透光镜的称呼也就传了下来。然而遗憾的是透光镜的制作方法却未能代代相传，反而给后人留下了一个谜团，透光镜也从此披上了一层神秘的色彩，被外国人称为魔镜。
1000多年来，这种神奇的现象吸引了古今中外的众多学者，从我国宋代的沈括到清朝的郑复光，从中国到大洋彼岸，无数学者试图揭开这困扰了世界千年的古镜之谜，但是没有人去用实验的方法来证实自己的猜测，或者更确切地说，没有人真正复制出与西汉透光古镜完全相同的镜子来。
直到1974年，我国学者铭记周恩来总理的话，开始真正投入到西汉透光古镜的研究中去。
马承源先生回忆说，“我后来是请了阮崇武先生，他当时在上海科协主持这方面的工作。我们组织了很多高级工程师在博物馆开会，分配任务，设想了各种青铜透光镜可能成因的方案”。
如果能搞清透光镜与其他铜镜的不同，答案可能也就找到了。由于上海博物馆有上万枚铜镜，发现所谓透光现象的只有四枚，而且都出现在汉代。那么汉代的镜子有什么特点吗？与它之前战国时期的平面镜相比，汉代有很多镜子是凸面的，而透光镜就是凸面的。这是西汉透光镜的第一个特点：凸面镜。
在铜镜的铸造过程中，当温度高达上千摄氏度的金属液倒入事先做好的陶范，也就是古代铸铜用的模具，金属液在陶范中有个冷却凝固的过程，而问题也就在这个过程中出现了。
先来看看这四面透光镜的边缘，它们有一个共同的特点，就是相对镜体来说有一个又宽又厚的镜环。由于镜体较薄，所以冷却快，而镜环宽厚则冷却速度慢。所以当镜体已经固定成型后，镜环还在冷却收缩，对镜体产生了一种紧箍作用，形成铸造残余应力。宽厚的镜环就是西汉透光镜的第二个特点。
上海交通大学的盛宗毅教授参加了研究，他发现镜子在铸造的时候，必然会产生很大的内应力。实际上他们在浇铸的时候，开箱早一点，这个镜子就裂掉了，这就证明它的内应力是很大的。
虽然镜体内部的应力很大，但镜体本身的刚度也很大，所以镜环的紧箍起初并不对镜子产生什么影响，就像用手去掰一块厚厚的铁板，铁板不会有丝毫变化。但铜镜只有不断地磨才能保持光可照人。古时有一种磨镜的职业，宋代的磨镜人一定具备凹面的磨石，镜子在不断地研磨变薄时，镜子本身的刚度也就降低了，从而残余应力得到释放，镜体产生变形，向镜面方向拱起，这时就像同样用手去掰一块薄铁片，铁片就会变弯。
再来看透光镜的剖面图，镜体很薄，镜子有纹饰、铭文的地方和没有纹饰、铭文的镜底厚薄差距很大。当镜体产生变形时，镜底向镜面方向拱起幅度大，而镜环和纹饰的部位拱起小，所以形成了镜面的凹凸不平，当然这种变化肉眼很难看到。所以镜体薄，镜背凹凸处薄厚差距大是透光镜的第三个特点。
当一束平行光投射到镜面时，有纹饰的地方较平，反射光集中，而无纹饰的地方由于凸起，反射光发散，所以有花纹的地方反射到墙上的光明亮，而没有花纹的地方暗，墙上呈现出与镜背相同的图案。沈括和郑复光便看到了这一点。但是，在约1000年前，沈括便发出疑问，为什么他这里也有很薄的镜子，却不能透光呢？西汉透光镜还有一个特点，就是它的花纹是环向分布的，只有这样才能产生显著的环向铸造残余应力，在镜面形成较为规则的凹凸来。
马承源先生说，“我们做了7个月时间的研究，最后交大首先研究出来。透光镜的原理终于搞清楚了，是铸造跟磨制的结果”。
在充分研究了西汉古镜的特点后，研究人员又通过不断地试验和理论论证，终于复制出完全与西汉古镜相同的镜子，并得出“铸造成因，研磨变形”的结论。这也正是清朝郑复光得出的结论。
研究的结果是可以告慰总理的，在总理诞辰100周年的时候，上海交通大学制作了一面精致的镜子，反射在光影中的是我们所熟悉的周恩来总理的面容。当然，这面镜子已经不是古代所讲的透光镜。
无论西汉古镜是有意制造还是无意中得到的，后世的研究却为现代科学带来一些启示，如上海激光所原来想要做一个非常光滑的能够反射激光平行光线的镜子，他们在制造过程中感觉到反射的平行光线不平行，认为好像镜子的曲面不均匀，所以他们去把它磨得更均匀，结果呢，越磨越不均匀。后来他们分析之后就感觉到，他们的镜背和托架是铸造在一起的，这个原理恰恰和透光镜一样。就是你越磨，它的应力释放就越大，内侧的镜面变化就越大，那么就越向不好的方向发展。之后，他们就把镜体和镜架完全脱开，现在已把这个问题解决得很好了。
人们也许无法详尽理解古人铸造透光镜的方法，但古人们从发现透光现象到有意识地制造透光镜，而且还认识到透光的本质，这都说明了中国古代劳动人民的智慧。英国科学史家李约瑟博士认为：这大概是在通往掌握金属表面微细结构道路上迈出的第一步。
（吕洁）
