实不相瞒 玻璃才称得上人类最伟大的发明

撰文 | 云风 图源 | Internet

这个标题或许会令你感到诧异：

人类有着那么多的发明，诸如蒸汽机、无线电、青霉素、电灯泡等等，随便哪一个都无比伟大，玻璃这种稀松平常的材料，拿什么与它们抗衡呢？

可实际上，人类文明之所以走到了今天，几乎完全仰仗于玻璃的发明。

假如失去了玻璃，当今文明大概比古罗马时期高不了多少。

与众不同的起源

在谈论玻璃的意义之前，我们有必要了解一下玻璃是如何诞生的，因为它光是起源就异乎寻常。

通常情况下，人造物质的发明无外乎不断地进行尝试。古人的方式比较笨拙，就是毫无头绪地把各种天然物质一同塞进熔炉里煅烧，能烧出什么完全随缘；与之相较，现代的方式则非常先进，能够依靠元素分析与化学合成来进行。

但无论先进与否，人造物质的诞生总是会经过反复实验，惟独玻璃是个异类——它从未经过任何实验，它的问世纯粹是个偶然。

玻璃是古希腊时期的腓尼基人在出航时碰巧"造"出来的。

在3000多年前，腓尼基人的一艘商船在地中海意外搁浅，需要涨潮之后才能重新起航。

在等待涨潮的过程中，水手们决定在沙滩上煮饭吃，可沙滩上除了砂子就是贝壳，找不到合适的材料来架锅。这时，他们想到了船上搭载的货物——天然碱。

那是一种块状的自然矿物，用来代替石头简直再好不过了。于是水手们便搬出一些天然碱，在沙滩上搭起了灶台——他们只是想舒舒服服地吃一顿热饭，却万万没料到这简直是平地一声惊雷的做法。

天然碱

正是这一行为，意外地导致天然碱和石英砂这两种井水不犯河水的物质同时处在高温下，从而出现化学反应，形成了一些“亮晶晶”的东西。

就这样，玻璃神使鬼差的在一顿饭的功夫里诞生在了腓尼基人的简易灶台下面，腓尼基人也由此学会了玻璃的制造方法，并因而赚得了不菲的财富。可见玻璃完全是在机缘巧合之下意外诞生的。

不过，光是巧合倒也没什么大不了的。真正离奇的是，人类费时费力研究出来的所有材料，统统可以用其他材料来替代，惟独玻璃这个毫无耕耘的收获是任何材料都无法取代的。

因此，从某种意义上来说，玻璃不是人类的发明，而是上帝赐给人类的礼物。

无与伦比的完美

明白了玻璃的来源之后，我想请大家思考一个问题：玻璃是什么？

面对这个问题，你可能会一时茫然，不知作何回答。因为这个问题可以有无数种答案：透明物质、基础材料、装饰物、易碎品等等。

或许正因如此，在拥有玻璃后的很长一段时期，所有人都不知道它是什么，只知道它"挺漂亮"，这导致玻璃在上千年内都只被用于建筑或容器的装饰。

玻璃饰窗

它之所以备受追捧，是由于它像宝石一般精美；它的制造工艺能得到发展，是人们想把它造得更精美。

然而精美恰恰是玻璃最无关紧要的特性，且就精美而言，玻璃远不及它"同父异母"的姊妹——古法琉璃。

诞生于中国的琉璃和玻璃极为相似，但琉璃的质感比玻璃更浑厚、色泽也更饱满。

正所谓"有色同寒冰，无物隔纤玉"，琉璃的美轮美奂，玻璃永远都望尘莫及。

琉璃艺术品

不同之处在于，原材料和制造工艺注定了琉璃无法像玻璃那般晶莹清澈，这使得琉璃只有璀璨的外表，而玻璃的皮囊之下却隐含着不同凡响的价值。

如果将琉璃比作婀娜多姿的舞者，用曼妙的舞姿为人类演绎出了光与色的霓裳大戏，那么玻璃则宛若诲人不倦的导师，源源不绝地向人类传授着光与色的终极奥义。

讲到这里，重点也就随之而出现了：假如没有玻璃，人类只能陶醉于光的绚丽，无法窥视到光的奥秘，更无法驯服光，令其为自己所用。

现在，让我们再回头看看起先那个问题：玻璃是什么？

按照正规的说法：玻璃是硅酸盐类非晶体固态材料。

但这种古板的答案对常人而言犹如废话，毫无意义。因而，我们最好是用一句简洁通俗的句子来描述它：玻璃是集优异的光学特性与极高的可塑性于一体的人造物质。

玻璃球

从这句话中，我们可以提炼出玻璃的两大特性：光学特性、可塑性。尽管玻璃远不止这两个特性，但仅仅由于集这两大特性于一身，玻璃就已经成为了无可取代的特殊物质。

天然水晶、钻石等自然物质的光学特性都挺不错，但它们的可塑性很低；琉璃的可塑性很高，可是它的光学性极差。

而玻璃不仅同时具有这两大特性，且这些特性丝毫不亚于其他物质，与此同时，玻璃还具有一个出乎意料的特性：它脆弱的外表下，隐藏着与金属无异的强度——后文我们会谈及这一点。

不得不感叹，玻璃是人类手中最完美的材料，完美得无与伦比。

所向披靡的大军

当然，仅仅完美并不能体现出玻璃的伟大，但正是由于它的完美，使得人类拥有了许多意义非凡的东西，首当其冲的便是各种精密无比的镜片。

光学镜片的意义不必多说大家也能想到：显微镜、天文望远镜、光电分析仪、激光发生器等一系列光学设备得以问世，无不归功于镜片，而这些设备是科技得以发展的根基。

没有显微镜，人类不会知道细胞和细菌的存在，疫苗、抗生素、抗菌药也都不会问世，现代医学便无法建立；同时，人类也不会知道原子、分子的存在，更不可能得到元素周期表，现代化学更是无从谈起。

没有天文望远镜，人类就观测不到遥远的星球以及更加遥远的星系，只能从无数繁星中勉强分辨出金、木、水、火、土五大行星的运行规律，天体物理学无从建立。

没有光电仪器，人类无法走进电子、质子、光子、中子等微观粒子的世界，量子力学无从建立。

总而言之，假如没有玻璃，科技只能局限于肉眼可见的范围，基因工程、生物工程、纳米工程……乃至航天技术都将不复存在——因为没有现代化学就没有航天燃料，人类无法将任何东西送入太空。

关于这一点，或许有人会反驳，认为即便没有玻璃，也可以利用天然物质打磨出镜片。

没错，完全可以，也的确有不少特殊镜片是天然物质打磨而成的，不过，这件事不能本末倒置地来看。

我们知道了光学原理，固然可以用各种材料来制作镜片，可光学原理是哪来的？是从玻璃身上学来的。是玻璃教会了我们光学知识，我们才将这些知识用到了其他材质上面。

而这一切，仅仅只是“镜片大军”所立下的功绩，玻璃的另一路大军同样立下了无比伟大的功绩——这件事情，事情任何材质都不胜其任，惟独只有玻璃能够做到。

还记得前文提到的，玻璃具有与金属无异的强度吗？

由于可塑性极高，玻璃这种"光学性超高的橡皮泥"成为了科学家手中最好的玩具。

通过"玻璃的一万种玩法"，人类不仅掌握了光的奥秘，还发现了隐藏极深的玻璃自身的秘密，这有赖于玻璃极佳的可塑性，但主要还是有人突发奇想将玻璃玩出了新高度。

第二路大军

1887年，一位名叫查尔斯·弗农·波伊斯的科学家突发奇想地在实验室里建造了一座石弩，随后又将绑在箭矢上的玻璃棒烧融，使其粘附在石弓上。然后，他把箭射了出去。

波伊斯想通过这种方式获得一根纤细的"玻璃签"，来作为某种精密仪器的部件，没想到这一射非同小可——飞驰而出的箭矢直接将粘附在石弓上的玻璃溶液拉成了一条长达27米的丝线。

原本只想用玻璃做根儿针，谁曾想用玻璃纺出了一根线，更出乎意料的是，他发现这根玻璃线的强度竟毫不逊色于同等规格的钢丝。

玻璃纤维特写

这又是无意中做出来的伟大壮举，一种全新的材料——玻璃纤维就此诞生了。

尽管当时人们实在想象不出一根坚固的玻璃丝有什么用，可人类的创造力是无穷的：只要能拉成线，就可以把它织成布；织成布之后，还可以再把它压成板。

这些由玻璃纤维制成的“布料”和“板材”不仅具有极高的强度，还具有优异的耐蚀性、隔热性、绝缘性、抗疲劳性等多种特性，因而它们被广泛应用于飞机机身、船体、汽车、航天器外壳、运动器械等众多想象不到的地方。

一部手机绝不仅仅只有屏幕、摄像头、闪光灯是玻璃制造的，它的内在部分——电路板也是。

玻纤布压制的电路板

由于具有坚固、绝缘、防潮、轻巧、耐腐蚀、不易变形等特点，绝大部分电路板都是玻璃纤维布压制而成的。非但如此，玻璃纤维还存在于道路、桥梁、水利设施、环保设施、墙体等各种建筑当中。

说得稍微夸张一点：人类居住的世界几乎是由玻璃打造而成的。

然而，这并不是玻璃纤维最大的用武之地。

胜利会师

就像人类早先没有领悟到玻璃真正的价值一样，人类长时间都只注意到了玻璃纤维的强度，却忽略了它的本质：玻璃纤维毕竟是玻璃，即使被拉成了丝，它仍然不会丧失玻璃最伟大的特性——光学特性。

还记得前文提到的光学镜片吗？在玻璃的这路大军中，有一个伟大的产品能将强光聚为一束，也就是我们所熟知的激光。

激光不一定非得像激光切割机上那样被持续发射，也可以按照某种特定的二进制规律来“分组点射”，而玻璃纤维有多长，就能精确无误地将这些激光队列传多远。

通过这种方式，光学镜片和玻璃纤维这两路大军胜利会师了。于是，又一个无比伟大的产物——光纤技术诞生了。

光纤网概念图

玻璃终于在信息传输领域展现出了它最大的价值，发展至今，连接世界各国的缆线、进入千家万户的终端……我们的整个网络系统完全是由光学镜片和玻璃纤维组成的。

说得抽象一些：我通过玻璃制品完成了这篇文章，再通过玻璃制品传入网络，你又通过玻璃制品读到了它，可见玻璃对于科技发展是多么的重要。

而玻璃还远远不止这两路大军，它的发展方向还包括摄影及摄像仪器、电子屏幕、灯泡材质、化学容器、高清晰的反射镜等等，且每一条发展方向都对人类文明有着不容小觑的贡献。

综合所有与玻璃相关的领域来看，不光人类居住的世界由玻璃搭建而成，可以说整个人类文明都是由玻璃构建而成的。

所以最后，让我们结合玻璃的起源、发展以及各方面的贡献，再来思考一遍：玻璃是什么？

我想，我们得到了一个全新的答案：

玻璃是上帝派往人间的使者，它就像一位所向披靡的斗士，身先士卒地飞驰在科技的最前沿，引领着人类文明一路朝前。