瞿蜕园、朱金城指出这组诗同储光羲《临江亭王咏》词意相似，都是怀古概今、忧伤时事之作，显有弦外之音（《李白集校注》卷二十二评笺）。
第一首描绘金陵城的壮险形势以寄慨。诗人一落笔便流露出深沉的吊古伤今之情。起句“晋家南渡日”概括了西晋末的一场历史浩劫。晋怀帝永嘉五年（311），前汉刘聪的相国刘曜引兵攻陷洛阳，怀帝被俘，士民死者三万余人。汉兵烧杀抢掠，掘陵墓，焚宫庙，将洛阳变成一片废墟。是年，汉兵又攻占长安。中原士民避乱者多南渡江。而今，李白游金陵之时，自范阳起兵的安禄山已攻陷长安，玄宗仓皇出逃四川。北方人土纷纷携家南渡，避乱江东。历史好像重演了西晋永嘉年间的故事。因此，这一句诗犹如惊雷劈空而来，撼人心魄，表明了当时唐王朝已面临山河破碎、社稷倾圮的严重局面。次句“此地旧长安”，饱含着诗人对胡骑践踏京都长安的悲痛。金陵此地，今日依然是歌舞昇平气象，这正像昔日的长安。诗人没有说如今长安是怎样一副局面，他是不忍心说。这里可参照诗人在《永王东巡歌》中所描写的“三川北虏乱如麻，四海南奔似永嘉”的情景，想象当时长安的悲惨境地。
颔联写金陵城的陆地形势。上句说，金陵为六朝帝都，这里遗留着帝王住宅、巍峨宫阙。金陵城东有钟山，城西有石头山。王琦注引张勃《吴录》载，诸葛亮曾称叹“钟山龙蟠，石头虎踞。”下句说，钟山和石头山犹如龙蟠虎踞于金陵东西，气象雄壮。这一联在写景中显现出金陵城历代的繁华，宫廷的伟丽，王朝的兴盛，山势的壮观。诗人倾注了对祖国锦绣山川和悠久帝都的热爱之情。颈联写江面。金陵城北是空阔长江，主与钟山争雄。由于有长江限隔南北，金陵历来易守难攻，号称“天堑”。然而，六朝的末代统治者都是奢侈淫乐，不修内政，专恃天险，以为可以长治久安，但结果无一不导致金陵失陷而亡国。李白眺望着滔滔江流，回顾历史，联想当世，不由得喟然长叹。这两句含蓄地揭示了六朝兴亡的秘密，其意蕴正与后来诗人刘禹锡在《金陵怀古》中以精辟议论道出的“兴废由人事，山川空地形”相同。这里写的是“金陵空壮观”，其实诗人是暗讽“长安空壮观。”当今唐代的统治者依托关中百二山河之险，也没有能够阻遇安史叛军长驱入关攻占长安，以致重蹈六朝的复辙。“空”字可谓意味深长。“天堑净波澜”句，又透露出李白对平定叛乱的思考。瞿、朱二先生曾指出，《金陵三首》“当与《永王东巡歌》合看。”他们在《永王东巡歌》的按语中说：“当时玄宗号令不出剑门，肃宗崎岖边塞，忠于唐室之诸将皆力不足以敌安、史，则身处江南如李白者，安得不思抒奇计以济时艰？”（《李白集校注》卷二十二评笺）因为此后不久，李白就加入了永王李璘军幕并献奇计，力主永王据金陵为根本，而后用舟师泛海，直取幽燕，颠覆安史老巢。可以推想李白写“天堑净波澜”句时，对于据有长江天险的金陵城面临的重要战略地位已有所预见，并作了思考。
然而，写这组诗的时候，李白还是流落江湖的布衣诗人。他自负有谢安之志、王佐之才，却请缨无路，报国无门，内心的痛苦和焦虑可想而知。尾联写他正在吊古伤今之际，忽然听到从江上舟中和江岸歌楼酒馆传来一阵阵软媚的吴歌声。诗人痛感在这衰世之年，竟仍有人不以国家危亡为念，照旧声色歌舞，寻欢作乐。他实在不愿听这种靡靡之音，于是令船家转棹而去。这里的“醉客”，是诗人自喻。说是“醉客”，其实他是最清醒的。这一联运用倒卷笔法，先写醉客回桡而去，再点出吴歌自欢，这样就更含蓄地表达出诗人对当时享乐腐败世风的辛辣讽刺，他的深沉悲痛和无限感叹。这里的意蕴，同刘禹锡的“《后庭花》一曲，幽怨不堪听”（《金陵怀古》）和杜牧的“商女不知亡国恨，隔江犹唱后庭花”（《泊秦淮）》，正是一脉相承的。
第二首用盛衰对照手法，抒写兴亡之感，借以示警当世。首联以倒装句式，描绘金陵城依山环水的地理形势。颔联写六朝兴盛时期，金陵城人户百万，朱楼夹道，一片富丽繁华景象。颈联一转，感叹亡国后满城春草萋萋，王宫埋没于古丘，触目荒凉、衰败。这两联一盛一衰，前后映照，包含着极深的历史教训。尾联描绘惟有那亘古不变的后湖月，仍旧照着湖波上那个荒凉冷落的瀛洲岛。这一幅清冷，朦胧的景色，融合着诗人对于故国萧条、人事变幻的深沉感伤。余音袅袅，发人深思，引人遐想。
第三首直以六代兴亡喻指唐王朝盛衰。首联即以唱叹出之。诗人为六代忽兴忽亡之国浇洒三杯美酒，唱一曲悲怆挽歌。颔联巧妙地将眼前的金陵城与心中系念着的洛阳、长安联系起来写。从字面上说，这两句不过是写由于历经兵燹，金陵的宫苑多已坍塌荒芜，比起秦地即长安来是少了；但围绕着这座故都的群山，却同洛阳一样多。其实，内在的深层含意是说：宫苑如林的长安城而今只怕在胡人的铁蹄下已化作一片废墟、焦土了。东都洛阳四周虽有群山作屏障，却因当政和握兵者的昏庸无能早已沦落；金陵城的山峰同洛阳一样多，到底能不能坚守得住也是难说。诗人的感慨藏而不露，寄寓在仿佛是纯客观的景物描写之中。这一联是叹今。颈联接写对历史陈迹的凭吊。吴国昔日金碧辉煌的宫殿，而今长满了野花荒草；当年东晋深宫中的绮罗珍宝，也早已荡然无存。言外之意是说，这一代代的王朝衰亡得如此迅疾，已足以使人深思，警醒。尾联总束一笔，感叹六朝繁华已尽随人事而灭，好像与长江的碧波一道向东流逝，一去不返。诗人在第一首诗中，还只是通过“金陵空壮观”暗示国家兴亡不在于山川形势的险要；而在这里他已用“人事”一词，点出了社稷的存灭取决于人事。这是组诗画龙点睛的一笔。结句展现长江沧波，无休无止，滚滚东流而去。这正是诗人不可抑止的滚滚心潮。这个结尾犹如“临去秋波”，情绪无限悲凉，意境浑茫、渺远。
总的来看，李白的《金陵三首》以十分简括、浓缩的笔墨，选择了很少的带象喻性的金陵景物意象，巧妙地将它们衔接、映衬与对照，使之容纳了大跨度的时间与空间，从而抒发出吊古伤今、借古鉴今的丰富情思。三首诗的情调慷慨悲凉，意境壮阔深远，深深地体现了诗人忧国忧民的满腔热忱。李白作诗任情而写，挥洒自如，不喜受声律约束，尤擅于七言古风。他写律诗，也常运古诗之气格入律，使律中有古，对中有散。《金陵三首》中，有颔联不对仗的，如“当时百万户，夹道起朱楼”；有颈联不工对的，如“金陵空壮观，天堑净波澜”；也有首联对仗的，如“地拥金陵势，城迥江水流。”可见他对仗不拘常格，纯任自然。这三首五律写得自然流走，有飘逸之致，节奏明快而不平直，语意斩截而不浅露，词采清丽而又雄健。它没有杜甫五律组诗那样描写工致，格律谨严，章法缜密，沉郁顿挫。它是疏宕的，粗线条的，大写意和大概括的。它虽非李白的代表作，却是唐代诗人中较早地以金陵怀古为题材的佳篇，对于后来刘禹锡、杜牧等人的金陵怀古咏史诗给予了很大的影响。
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