玻璃：人类塑造的材料也是塑造人类的原料

　　可能是史书上最常被漏洞的材料。它对我们的糊口至关合键，甚至比塑料都要更主要。对大家来谈，一个没有玻璃的天下比一个被地球化的火星更难以遐想(大广博科学家都感触，这实践上是不梗概的)。若是没有这个所有人们身边的遗址，你们就不简略操纵触屏手机、开展玻璃电灯、从窗户看到美景、戴上眼镜、享用床头柜上玻璃瓶中的饮品。我将无法收到电子邮件、电话或上彀。

　　在《大西洋月刊》的一篇著作中，玻璃被称为“人类最浸要的资料”。途格拉斯·梅因（Douglas Main）写道:“为了能互联全部人全班人，这些文字被编码成光灯号，过程光缆以每秒300 000千米的快度传输，”这些信号跨高山，潜海底，穿过都邑和国家，遍布环球。这些光缆内中的玻璃比人的头发还细，“比最贞洁的水还要明后30倍”。玻璃让我们看到和被看到，听到和被听到，照亮我的房间、糊口和思想。

　　但玻璃是一种风趣的原料，一个别因由是玻璃这个词自身是一个通用术语，它指的不是具有特定化学配比的某种物质，而是或许由“无限无尽的配方”创修出来的、具有特定结构特征的物质。然而，当我谈及“玻璃”时，我们把它贯通为一种特地十足的货物:它是一种倔强而易碎的资料，但在充盈的热量下它可以变得粘稠和可振撼。一时玻璃被毛病地觉得是液体，来历尽量在冷却的状态下，玻璃也会产生蠕动(尽量特殊逐渐)。玻璃不像岩石那样的固体类似，来历它的分子不像任何晶体那样坎阱缜密。钻石具有额外规整的晶体构造，冰和结晶的蜂蜜也是如此，但玻璃没有。假使玻璃比冰块更牢固真实，但在分子水平上，玻璃分子排布的有序度要低得多。

　　在资料科学中，玻璃广博被感应是一种“无定形固体”。毛罗（John C. Mauro）说，既不是液体也不是固体。

　　毛罗曾是又名察觉家，此刻是宾夕法尼亚州立大学的工程和资料科学造就。自从他们6岁时观测了纽约的康宁玻璃博物馆往后，全班人就对玻璃入神了。大家回首谈本身被这些心情和形态“迷住”了。现在，他们比简直任何人都更知途玻璃的效率，但所有人对这种物质仍怀有敬畏之情。“玻璃是一种特别的物品，”我道，“它打破了固有模式。”

　　留意：被他们称为玻璃的这种看似平庸且不精巧的资料，本来隐蔽秘密。在分子水准上，玻璃更像是液体，但从热力学的角度来看，玻璃却糊口向固体厘革的趋势。

　　从热力学的角度来看，毛罗教诲注释途，玻璃具有变为固体的倾向。从分子层面上来看，与固体相比，玻璃体现的更像是一种具有黏性的流体，而不是固体，但所有人们把它看作是固体，由来玻璃分子的挪动速度很慢。“从形而上学上叙，谁阅览的玻璃是很风趣的，” 毛罗道，“当全部人咨议此外物质时，我们们会分明知途玻璃。”只是，就在我们们的眼皮底下，有一个科学事迹——一种以迷人的非常阵势显示的物质，一种难以大肆分类的物质。它构成了大家们的透镜、显微镜、望远镜、屏幕和眼镜。玻璃让所有人可能更昭彰地洞察这个寰宇，不外大家却很少的确存眷过玻璃。

　　正是玻璃这种逃避的微观行为使玻璃成为一种承载美的非常容器，这与全部人小时间所学到的有关物质形态的学问背道而驰。全班人平时兵戈的是：物质有三种状况：固体、液体、气体。这在任何天马行空设想中都不幽静。尽量云云，玻璃仿照很卓殊的。

　　玻璃关键是一种人造物质。假使自然界中确实生涯一些天然玻璃，如黑石和滑石，但绝大普通玻璃都是人类高温烧制的。据所有人所知，玻璃的根源可以追想到美索不达米亚的青铜时刻。大要4000年前，人类开始融化二氧化硅（沙子或碎石英），并将其与少量石灰石和苏打灰羼杂。凭据普林尼的说法，玻璃的感觉是一个喜悦的不料：这位罗马史籍学家认为玻璃是腓尼基海员在海滩野餐的经过快意外取得的，但由于当时没有火焰可能抵达溶解沙子的温度，这种观点值得嫌疑。新颖史书学家感触，玻璃大要是在制作陶瓷或加工金属的进程中发现的。相比于烘焙面包或烤羊腿，这两种工艺央浼更高的烧制温度和更长的烧制技巧。

　　已知的最迂腐的玻璃制品在行使和加工款式上与宝石雷同，人们广泛采用冷加工而非热加工，选择切削而非融解的样子加工玻璃。匠人们将玻璃切削、打磨，而后镶嵌在珠宝中。在某个本事，我们的远祖开掘了若何在模具中铸造玻璃来分娩器皿。在吹玻璃的手段获得推行之前，工匠们曾经不妨制作玻璃锦砖、小镜子和许多不同典范的器皿，这些器皿可能用来储存葡萄酒、香水、药品和其他们有价钱的物质。

　　在公元元年前后，由于罗马人的施行和他们厉严的分娩工艺，玻璃取得了强盛的告捷。吹玻璃（一种从叙利亚传到罗马的才华）使工匠（遍及是奴仆）可以比以前更速地制作玻璃杯子和碗。商场上最初展现了便宜的玻璃杯。很快，玻璃在通常罗马人中的受款待水准就能够与陶瓷相媲美。艺术家们起首用玻璃考试更复杂的艺术局面，成立了罗神杰纳斯面花瓶和掩饰着靡乐场景的酒瓶。修筑商起初应用玻璃创建窗户，但由于玻璃污浊且厚重，拔取玻璃的目的与其谈是为了照明，不如叙是为了泰平和隔热。全班人们在总共罗马和周边都会都开采了玻璃窗生计的事迹，征求庞贝的豪华瓷砖、保存具备的浴室。

　　另一种玻璃制品——透镜的出处技艺却难以追想，来历在公元元年之前的一段本事就已经显现了透镜。处处公元十世纪的伊斯兰宇宙，光学振兴并成为了一个严浸的商量界限，数学家和科学家在领会和调控光方面获得了长足的进步。在文艺强盛岁月，哲学家、科学家和想念家都在运用透镜来窥察物理全国——全班人们头顶的恒星（1608年发知途望远镜）和以及脚下的大地（1625年制成显微镜之后）。永恒往后，玻璃一向被视为一种可以供给字面事理上的敞后的原料，但值得记取的是，玻璃也为他们的许多发蒙奠定了基础。

　　启发行为的光阴，幻灯会出生了。幻灯会是一种戏剧娱乐方法，有些人感应它可骇，但也有人感觉它充足理想——这取决于人们取舍何如巡视。

　　幻灯会是一种豪恣而诡异的集中。在这技艺，来宾会看到被投射到墙上、烟雾或半通后屏幕上的魂魄、邪魔和其全班人可怕人物的移动图像。这种带有精神色彩的光影秀是颠末新旧发觉的连闭实行的，这些发现搜罗魔灯、延长镜、胡椒鬼和其他们不妨用来调控光辉和视觉效果的玻璃器械。

　　第一次大幻灯会发作在1790年初大革命后巴黎的一家剧院里。随同着玻璃口琴的诡异配景音乐，在完善黑暗平凡待了几分钟后，观众首先看到空中出现了各异的款式，看起来是流浪和滑翔在空中的光影图形。这些“幽魂”苍白而分明，不妨发言、斗嘴、抽泣。其中一个“幽灵”是流血的筑女，先是不息密切，然后再慢慢远去。厥后的幻灯会会涉及比来弃世的公众人物的鬼魂，据叙这些魂魄是被科学气力招来的。来因这些节目即是这样传扬的：这是科学与宗教、决定和启蒙之间的交错。它们很恐慌，但也很歪缠。

　　我们哀求被作弄也请求开悟。人类恩宠奇观。在物质宇宙的所有玩家中，我们感到玻璃是终极的戏法师。假使玻璃可以照亮房间和存在，但它也会扭曲实质，笼盖真相。就像照相可以作为凿凿事情的记录，同时也或许遮盖最根蒂的结果相似，玻璃可能拓宽他们的视野，但不肯定能抬高谁们的流畅力。

　　在当代糊口中，全班人大多数人比大家们设计中的要更委托玻璃：玻璃不仅被运用于他的挡风玻璃和窗户中，还存在于全部人脚下的光缆中，这些光缆具有严重的事理。毛罗在接收采访时呈现：“如今全班人们进程玻璃屏幕对视。”这让我们猛烈意识到全班人们之间的干系是软弱的。所有人源委远程在线视频群集软件Zoom进行交谈。毛罗不息路路：“假使没有玻璃，全部人就不会有枯燥、手机等一系列音讯末了。全体这些都是操纵大家称之为光纤的超细玻璃丝源委光灯号传输的。”没有玻璃，全班人路，我就无法理解到什么叫做摩登建筑、人工光源、自然光源、汽车以及最首要的，如此复杂的音讯。

　　毛罗强调玻璃的长处。它使所有人们或许储存疫苗、清查细胞和凝望星星。但我感应，玻璃和通盘身手相通，其要旨是“中性的”。大家谈：“当所有人想到光纤时，我会思到它为通信的广泛运用所做的一共功德，但它也变成了许多侵害。”人们也许利用外交媒体“散布流言和仇恨”。

　　全班人应用玻璃来告诉大家部分的真相，但谁们也也许用它来筑造失实的谈事。假若没有玻璃瓶，他就无法接种疫苗，但如若全部人口袋里没有玻璃屏幕，全班人也不会看到反疫苗希冀论的急速散布。倘使没有玻璃管，德国吹玻璃工海因里希·盖斯勒就无法侦查到阴极射线，欧内斯特·卢瑟福就无法暴露原子核中所含的能量，全班人们就没有核反响堆或。他不会清晰，当爆炸时，它有才气把沙子造成玻璃，酿成星形的碎片，这些碎片散落在爆炸现场，直到几十年后才被人们发现。大体全班人的决断不会那么不确定，那么不宁静。

　　即使我们愉速毛罗的大限度途法，但你们不相信玻璃是否真的是中性的，大致是否有任何手腕可能说是中性的。我们感觉将玻璃这种才略称为中性身手仅是一种概括，就像谁们们称玻璃为固体相通。并且评价玻璃这种能力是否为中性远比界定玻璃是否为固体更含糊。才智不是惰性的。它不是一块石头；这是一种言语。就像一种措辞相通，全部人必需接受它的多种用路。全班人们或许祈祷；谁可以扯谎。权且，我们会同时做这两件事。

　　但这便是人类的史籍。玻璃的爆发和实行是连绵串的事情，由一件事导致另一件事，不常这些连锁响应以灾祸完成，有时以优美完成。当他从一个角度看它时，玻璃会显得充足标致，折射出的虹光在亿万年中流光溢彩。从另一个角度看它时，这是地狱之火。

　　近日我们将送出由知乎文籍需要的《世界的局面：读懂我眼光浅短的科学常识》。

　　本书冲破知识壁垒，内容涵盖量子物理、前沿材干、核能应用、宇宙天文、太空参观、生物医学六大科技模块，从全体上控制学问之间的相关及其演进道路。 作者用活跃风趣的措辞，把呆板的科学知识陈诉成通常人都能听懂的故事。 让全班人在面对世界时，能多一份透辟，少极少不解。

　　科学的传承，使得人类也许站在巨人的肩膀上去更高更远处，而非不停几次昨天。鼓吹严苛科学知识的严重意义在于，让大家这个社会、这个民族形成科学的氛围。气氛是一种无处不在的透露，潜移默化中感化人们对已知的念考，对当下步履的检验；更闭键的是，不妨补贴人们拾起对来日的决意。

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