这个汉代黑科技,难倒了英国皇家学会,如今成了高科技检测技术
Posted 铜镜
篇首语:没有加倍的勤奋,就既没有才能,也没有天才。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了这个汉代黑科技,难倒了英国皇家学会,如今成了高科技检测技术相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
这个汉代黑科技,难倒了英国皇家学会,如今成了高科技检测技术
本文由《万物》杂志官方微信 「 ”把科学带回家” 提供 作者 美图君 见日之光,天下大明。 这句话是雕刻在古代铜镜上的常见铭文。 把镜子反转过来,这句铭文就会展现在眼前,这似乎没什么奇怪的。可是,如果是镜面上反射出了这句话,你会是什么反应呢? 这件事让古人和近代科学家们惊呆了,因为众所周知,金属和玻璃不一样,是不透光的。 这种能够反射背面图案的铜镜就叫做透光镜,在古代也叫幻镜。古中国、古埃及和古印度河谷在公元前2900年就开始制作铜镜。后来制作铜镜的技艺传到了朝鲜半岛和日本。铜镜并不少见,但是透光镜却是其中的异类。 隋唐时一个叫王度的人写了一本小说,叫做《古镜记》,里面就记载了在特定角度的光线照射下,镜子显现出隐藏图案的情形。不过,透光镜的制作工艺失传已久,因此后来宋代的沈括、清代的郑复元等人都曾尝试解释透光镜的原理。 11世纪时,宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》卷19中里记录了他家3面当作传家宝的透光镜,并对它的原理进行了一番探索。他认为镜面上有细小的纹路,这其实和真相已经非常接近了。 1844年,法国第25任总理,天文学家 François Arago 将透光镜拿给了法国科学院的科学家看,当时的文件中记录了这个奇妙的东方神秘物体。 1878年,两个英国工程师 W. E. Ayrton 和 John Perry 把透光镜从日本带到了英国,呈给了英国皇家学会。当时英国皇家学会的科学家们也搞不明白透光镜的原理。 别说古人和外国人了,近代我国的科学家也曾一度对透光镜的原理一筹莫展。 上面提到的这面能够反射背面文字的西汉的见日之光铜镜,目前收藏于上海博物馆。 见日之光铜镜 @上海博物馆 1961年7月,周恩来到上海博物馆视察时,看到了这面见日之光铜镜,特意询问了它的原理。工作人员告诉他,这面透光镜的原理还没有被破解。周恩来说:「 ”为什么会透光,要研究。” 但当时中国的科学家们不知道,实际上在1932年,就已经有科学家搞清楚了它的原理。1915年的诺奖物理学奖获得者,英国物理学家和数学家 Sir William Henry Bragg 发现,虽然透光镜的表面摸起来非常平滑,但实际上有一道道肉眼很难察觉的凹痕,而且这些凹痕和背面雕刻的图案正好匹配。 后来,透光镜的制作过程也被破解了。想要让镜面呈现出背部纹饰的曲率,关键在于打磨。 @山本合金制作所 由于张力的作用,在打磨的过程中,镜子背面有凸起的纹饰比较厚,张力更大,所以镜子正面相应的部位不容易凸起;而背面没有凸起纹饰的地方张力更小,它们在镜子正面的对应处容易向外凸起。 这样在打磨后,镜子正面实际上变成了背面的互补浮雕,也自然呈现出了纹路,只不过这种差异只有0.01毫米左右,肉眼看不见而已。这个细微的浮雕在明亮的平行光的照射下,就会彰显隐藏的图案。 @kyoto journal 虽然透光镜的谜团已经被解答,但是它的故事远远没有结束。透光镜在三国时期传到了日本,并成为日本历史中的重要文物。 根据《三国志.魏书.乌丸鲜卑东夷传》,公元3世纪时的魏国的曹叡(曹丕长子)送了好多铜镜给倭女王卑弥呼,当作国礼。实际上,日本的三大国宝神器之一就是叫做八咫镜的镜子。 日本爱知县出土的,倭女王卑弥呼的透光镜三角绿神兽镜的3D打印复制品 @京都国立博物馆 而到了16世纪,在日本被叫做魔镜的透光镜则变成了信仰的载体。来自欧洲的传教士在日本传播天主教,使得当时的日本幕府大为不安,他们害怕民众会因此不服从统治,因此禁止信奉天主教。 如果在公开场合表面自己是天主教徒,可能会被处决。教徒们为了互相识别,就制作了透光镜。透光镜在明亮的平行光的照射下,能够显示出背后的天主图案。 @kyotojournal 现在不管是我国还是日本已经很少有人在从事透光镜的制作了,日本只有一家制作透光镜的家族企业,只剩下了最后传人山本晃久。 山本晃久制作的魔镜 不过,透光镜的原理却在现代科技中重新焕发了活力。 日本人(山下电装株式会社)用魔镜的原理发明了检测硅晶片背面光滑程度的魔镜拓扑(Makyoh topology)技术,用透光镜表面浮雕的原理反射抛光后的硅晶片的不平滑之处,亮点显示的是凹面,暗点显示的是凸面。魔镜拓扑技术可以在10毫米的距离内检测0.4微米的高度差别。 利用魔镜拓扑,可以简单地检测硅晶片表面的波纹度:光洁的硅晶片(左)和不光洁的硅晶片(右) @Deal, Bruce E., and C. Robert Helms, eds. The physics and chemistry of SiO2 and the Si-SiO2 interface. Springer Science & Business Media, 2013. 这个方法,也成为硅晶片行业检测表面缺陷的一个指标——波纹度(Waviness)的一大新兴技术。 所以说只有至尊宝在透光镜里看到了猴子,是因为其他人的打开方式不对? 把科学带回家 ID:steamforkids 原创文章版权归微信公众号 「 ”把科学带回家”所有 转载请联系 bd@wanwuweb. 无标注图片来源网络。 动图来源和参考资料储存于石墨: ://shimo.im/docs/Ttg6rwTxqwy86cXt/相关参考
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