玻璃竟然是液體,還惹下這么大禍

水晶大教堂(Crystal Cathedral)是世界上最大的玻璃建筑崎场,位于美國(guó)加州橙縣佩耳。建筑用料中僅長(zhǎng)方形的玻璃板就超過(guò)一萬(wàn)塊。圖片來(lái)源:http://en.wikipedia.org/wiki/Crystal_Cathedral


文 | 朱勇(美國(guó)南加州生物技術(shù)公司Vivoscript科研副總裁)

上初中時(shí)我最不喜歡歷史課谭跨。上邊老師在講舊石器時(shí)代干厚,下面我在偷看“射雕英雄傳”。什么新石器時(shí)代螃宙,青銅時(shí)代蛮瞄,鐵器時(shí)代……一個(gè)個(gè)名詞從我耳邊飄過(guò),卻沒(méi)有在腦海里留下多少痕跡谆扎。數(shù)年以后挂捅,我才領(lǐng)悟到人類(lèi)的歷史也是材料進(jìn)化的歷史。特定的材料標(biāo)志著一個(gè)時(shí)代堂湖,代表著一個(gè)文明闲先。

使用何種材料,決定了一個(gè)國(guó)家或民族的經(jīng)濟(jì)實(shí)力无蜂,文化和命運(yùn)伺糠。當(dāng)歐洲探險(xiǎn)者首次踏上美洲大陸時(shí),發(fā)現(xiàn)可以強(qiáng)取豪奪斥季,為所欲為训桶,因?yàn)楫?dāng)?shù)氐挠〉匕踩瞬豢耙粨簟kp方的戰(zhàn)斗力相差如此懸殊泻肯,除了歐洲人有槍炮外渊迁,還有一個(gè)重要的原因是美洲人沒(méi)有帶金屬的武器。在他們的文化里灶挟,金屬只被用來(lái)做裝飾品琉朽。別說(shuō)武器,他們連耕地都還在使用石犁稚铣。材料的落后導(dǎo)致他們毫無(wú)還手之力箱叁。

材料的選擇也決定了一個(gè)新興技術(shù)的命運(yùn)。印刷術(shù)是我國(guó)的四大發(fā)明之一惕医。宋朝的畢升發(fā)明了活字印刷耕漱,但該技術(shù)傳到歐洲以后,卻變成了古登堡印刷術(shù)抬伺。古登堡的一個(gè)主要改動(dòng)螟够,就是把畢升的膠泥字模變成了鉛字模。由膠泥到鉛,可以保證每個(gè)字模更經(jīng)久耐用妓笙,而且大大提高了印刷的質(zhì)量若河。經(jīng)古登堡改進(jìn)的印刷術(shù)迅速在歐洲推廣起來(lái),引發(fā)了書(shū)本的普及和知識(shí)的傳播寞宫。

中國(guó)一向在材料的發(fā)明和使用上遙遙領(lǐng)先其它國(guó)家萧福。瓷,紙辈赋,木鲫忍,竹,合金钥屈,絲綢……這也是中華文明在幾千年的人類(lèi)歷史中遙遙領(lǐng)先的一個(gè)重要原因悟民。同歐美國(guó)家相比,中國(guó)的落后是最近兩百年的事 (更準(zhǔn)確地說(shuō)焕蹄,是最近兩百年暴露出來(lái)的)逾雄。為什么會(huì)出現(xiàn)“領(lǐng)先數(shù)千年,落后兩百年”的這一局面呢腻脏?我認(rèn)為鸦泳,一個(gè)主要罪魁禍?zhǔn)浊∏∈侵袊?guó)對(duì)一個(gè)材料的長(zhǎng)期忽視。那就是玻璃永品。您不信做鹰?有圖有真相:

玻璃在西方生產(chǎn)和應(yīng)用的歷史。左軸為以公元年代為標(biāo)記的時(shí)間軸鼎姐,右軸標(biāo)記了每個(gè)時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的中國(guó)歷史朝代钾麸。每一事件或發(fā)明的時(shí)間均參考wikipedia。


當(dāng)然炕桨,近兩百年歐美的發(fā)展超過(guò)中國(guó)有各種各樣的復(fù)雜原因饭尝,但玻璃技術(shù)在兩千多年來(lái)歐洲地區(qū)的不斷推廣和改進(jìn)是其中一個(gè)主要原因。玻璃制造雖然起源于埃及和希臘献宫,但是羅馬人改進(jìn)和推廣了這一技術(shù)钥平。玻璃不但塑造了歐洲的文化(建筑風(fēng)格、葡萄酒文化和啤酒文化)姊途,更是其近代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步的一個(gè)必要前提涉瘾。眼鏡、顯微鏡捷兰、望遠(yuǎn)鏡立叛、試管、照相機(jī)和電燈泡都是以玻璃為主要原料贡茅。近代光學(xué)秘蛇、近代化學(xué)其做、現(xiàn)代生物學(xué)和醫(yī)學(xué)及天文學(xué)的誕生也都離不開(kāi)玻璃的作用。

相比之下赁还,制造玻璃的技術(shù)一直在中國(guó)停滯不前庶柿。雖然早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就有玻璃珠,但大規(guī)模的玻璃生產(chǎn)直到清朝才出現(xiàn)秽浇。而清朝生產(chǎn)的玻璃主要用來(lái)做鼻煙壺,而不是面向窗戶(hù)或鏡子等實(shí)用市場(chǎng)甚负。玻璃技術(shù)在中國(guó)古代沒(méi)有真正建立起來(lái)柬焕,這不能不說(shuō)是一個(gè)歷史的遺憾。在今天流行的眾多穿越小說(shuō)中梭域,從當(dāng)代穿越到中國(guó)各個(gè)朝代的主人公們斑举,用來(lái)發(fā)財(cái)致富而引進(jìn)跨時(shí)代的物件很多也都與玻璃有關(guān):玻璃工藝品、鏡子病涨、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡等富玷。

現(xiàn)代化學(xué)之父拉瓦錫和夫人(1788年)。我們不僅要關(guān)注拉瓦錫的美麗夫人既穆,還要把更多目光投向他周?chē)牟A?shí)驗(yàn)器皿赎懦。


玻璃的生產(chǎn)和使用在西方雖然源遠(yuǎn)流長(zhǎng),但其生產(chǎn)技術(shù)的成熟幻工、普及和成本的大幅下跌發(fā)生在16世紀(jì)励两,和文藝復(fù)興時(shí)代重合。而玻璃的全面應(yīng)用恰好發(fā)生在1600年以后囊颅。哈佛教授Niall Ferguson提出西方文明在近代的崛起是建立在六大理念基礎(chǔ)上当悔,而其中兩個(gè)和玻璃有關(guān):科學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)。(他書(shū)中提出的另外四個(gè)理念分別為:競(jìng)爭(zhēng)踢代、法治盲憎、消費(fèi)主義和職業(yè)道德。)

究竟是什么原因讓我們的祖先們穿不破玻璃天花板胳挎?是他們掌握不了關(guān)鍵技術(shù)嗎饼疙?其實(shí)與制造瓷相比,制造玻璃的技術(shù)壁壘只低不高串远。二者的制備過(guò)程相差不多宏多。造瓷是將粘土捏成容器形狀,加熱到1300℃的高溫澡罚,再逐漸冷卻伸但。而制備玻璃是將沙子(主要成分是石英或二氧化硅)加熱到1200℃的高溫,再逐漸冷卻而成留搔。

中國(guó)造瓷的秘訣是在東漢時(shí)期發(fā)現(xiàn)的更胖。除了粘土外,還加了高嶺土、石英和長(zhǎng)石等成分却妨。這樣造出來(lái)的瓷光滑潔白饵逐,“白如玉、薄如紙彪标、聲如磬”倍权,又不易產(chǎn)生裂紋。中國(guó)瓷器名揚(yáng)天下捞烟,被運(yùn)到歐洲的瓷器被譽(yù)為“白色黃金”薄声,成為高貴豪華的象征,而盛產(chǎn)這些精美奢侈品的東方國(guó)家也因此被稱(chēng)為“瓷器”(China)题画。歐洲人花了上千年才于1708年破譯其中的秘密默辨,開(kāi)始自己生產(chǎn)瓷器。

歐洲造玻璃也有秘訣苍息。早在羅馬帝國(guó)時(shí)代缩幸,工匠除了用沙子里的石英外,還加了泡堿(碳酸鈉)竞思,這樣不用加熱到那么高的溫度也可以造出透明的玻璃表谊。另外,古羅馬人也發(fā)明了吹玻璃技術(shù)衙四,因此可以造出各種形狀的玻璃器皿铃肯。

一天晚上我開(kāi)車(chē)回家,突然聽(tīng)到正在播放的有聲圖書(shū)里宣稱(chēng)玻璃其實(shí)不是固態(tài)传蹈,而是液態(tài)押逼。我的世界觀瞬間轟然坍塌了〉虢纾回到家后挑格,我拿起一個(gè)玻璃杯,又摸又咬沾歪,怎么也不相信它是液態(tài)漂彤。原來(lái)在玻璃制備過(guò)程中,沙子的主要成分二氧化硅在高溫的作用下灾搏,破壞了原來(lái)的晶體結(jié)構(gòu)挫望,在恢復(fù)到室溫成為玻璃時(shí),分子之間排列變成松散雜亂狂窑,就像液體里分子間的排列一樣媳板。一些年代久遠(yuǎn)的歐洲教堂的玻璃上薄下厚,就是因?yàn)椴Aг谥亓Φ淖饔孟乱院芫徛乃俣攘鲃?dòng)而造成的泉哈。

咱們?cè)俳又貋?lái)找玻璃在中國(guó)受到冷遇的原因蛉幸。下面是我的一家之言破讨,純屬推測(cè),沒(méi)有什么證據(jù)奕纫,就算拋磚引玉吧提陶,歡迎大家砸磚或者砸玉。我認(rèn)為技術(shù)壁壘是可以克服的匹层,而攻克這一壁壘的動(dòng)力不足才是主要原因隙笆。進(jìn)一步說(shuō),玻璃在古代的中國(guó)只有有限的市場(chǎng)需求升筏。玻璃的很多用處是在1600年以后如井噴般地被開(kāi)發(fā)出來(lái)仲器,而在此之前生產(chǎn)成本較高,在西方還不能普及到普通家庭仰冠。

玻璃在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里主要的用途有三個(gè),一是擺件和玩器蝶糯,二是器皿洋只,三是富人家或教堂的窗戶(hù)。除了第一個(gè)用途外昼捍,玻璃在歷代中國(guó)的市場(chǎng)潛力并不大识虚。玻璃的酒杯或花瓶,與瓷器相比較妒茬,無(wú)論是從成本上講還是從美觀上看担锤,并沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)。瓷杯比玻璃杯更適合中國(guó)的茶文化和白酒文化乍钻。當(dāng)然肛循,反過(guò)來(lái)也成立:玻璃杯比瓷器更適合西方的葡萄酒文化和啤酒文化。

而用玻璃做窗則和中國(guó)文化有一定的沖突银择。中國(guó)文化講究的是底蘊(yùn)和內(nèi)涵多糠,含蓄和朦朧。中國(guó)人不喜歡透明和直白浩考。一眼看到底夹孔,沒(méi)遮沒(méi)攔的,那就太沒(méi)有層次了析孽。很多事情都是心照不宣搭伤,隔層窗戶(hù)紙,雖然一捅就破袜瞬。但真的捅破了就大煞風(fēng)景怜俐。

具體落實(shí)到建筑上,中西的風(fēng)格大相徑庭吞滞。西方崇尚玻璃洋樓佑菩,周?chē)G草茵茵盾沫,門(mén)前的大氣花園和玻璃窗里的鋼琴可以讓所有的路人看見(jiàn)。而中國(guó)建筑講究?jī)?nèi)斂殿漠,門(mén)臉要?dú)馀筛熬荒苓^(guò)了。就連王府四合院的門(mén)口也頂多擺倆石獅子绞幌,再鋪張就算逾制了蕾哟。而象內(nèi)花園之類(lèi)的好東西要藏起來(lái),不能輕易給外人看莲蜘。窗戶(hù)用紙糊或用紗蒙谭确,用料既便宜,又符合了中國(guó)的建筑文化票渠。屋里人無(wú)論在做什么逐哈,屋外都無(wú)法瞧個(gè)透兒亮。再說(shuō)了问顷,紗窗昂秃、紙窗所帶來(lái)的文學(xué)意境可是玻璃窗無(wú)法達(dá)到的。您想想杜窄,無(wú)論是“別愁深夜雨肠骆,孤影小窗燈”還是“何當(dāng)共剪西窗燭,卻話(huà)巴山夜雨時(shí)”中塞耕,如果把紙窗變成玻璃窗蚀腿,是不是意境遜色不少?

沒(méi)有玻璃反過(guò)來(lái)對(duì)中國(guó)建筑也有著深遠(yuǎn)的影響扫外。我們看重采光莉钙,是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的紙窗擋住了太多的陽(yáng)光。沒(méi)有只擋風(fēng)沙不擋陽(yáng)光的玻璃窗筛谚,中國(guó)的建筑要“坐北朝南”胆胰,門(mén)窗朝南,這樣日照時(shí)間長(zhǎng)刻获,北側(cè)背面不設(shè)大的門(mén)窗蜀涨,可以避開(kāi)北方風(fēng)沙。

也許由于文化的沖突蝎毡,也許因?yàn)榇傻慕y(tǒng)治地位厚柳,也許還有其它原因,玻璃在現(xiàn)代歷史之前沒(méi)有在中國(guó)推廣沐兵。而在西方别垮,經(jīng)過(guò)數(shù)世紀(jì)的技術(shù)潛伏期,玻璃終于在各個(gè)領(lǐng)域大放異彩扎谎,成為近代西方在科技和國(guó)力上超過(guò)中國(guó)的主要原因之一碳想。

記得大學(xué)期間看過(guò)一個(gè)電影“古今大戰(zhàn)秦俑情”烧董,由張藝謀和鞏俐主演。影片前半段講的是一個(gè)發(fā)生在秦朝的凄美動(dòng)人的愛(ài)情故事胧奔,而后半段跨越到民國(guó)時(shí)代逊移,風(fēng)格變得滑稽搞笑。由張藝謀扮演的秦朝大將軍蒙天放被做成兵馬俑守護(hù)秦陵龙填,在民國(guó)時(shí)蘇醒過(guò)來(lái)胳泉,進(jìn)入了一個(gè)陌生的世界,鬧出了很多笑話(huà)岩遗。

影片中令全場(chǎng)觀眾哄然大笑的三個(gè)片段竟然都跟玻璃有關(guān)扇商。片段1:穿越后的他用手指蘸蘸吐沫,沾濕玻璃窗宿礁,用勁捅卻捅不破案铺,還把手弄疼了。片段2:蒙天放依舊穿著秦朝的衣服梆靖,卻帶著一副太陽(yáng)鏡红且。在跟對(duì)手激烈廝殺一擊得手后,擺出很酷的一個(gè)造型涤姊,并用單掌向上一推從鼻梁滑落的墨鏡。片段3:蒙在室內(nèi)為了掩蔽自己的行蹤嗤放,對(duì)著桌上的臺(tái)燈使勁兒一吹思喊。燈光依舊,他滿(mǎn)臉迷惑次酌。

也許蒙大將軍沒(méi)有意識(shí)到恨课,從兩千年的混混沌沌中醒來(lái),他已跨入了玻璃時(shí)代岳服。

參考文獻(xiàn):

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《知識(shí)分子》由饒毅吊宋、魯白纲辽、謝宇三位學(xué)者創(chuàng)辦并擔(dān)任主編。

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