科學(xué)是玻璃的“兒子”

王小偉

玻璃的不同命運(yùn)

玻璃的命運(yùn)在西方和東方截然相反。三千多年前，腓尼基商人偶然發(fā)現(xiàn)，灶上的硝石與海灘上的沙子混熔后就會(huì)出現(xiàn)一種清澈的液體，于是玻璃便來(lái)到了人間。大約兩千年前，敘利亞的工匠發(fā)明了玻璃吹制術(shù)。很快，古羅馬人也學(xué)會(huì)了這種方法，并在征服過(guò)程中把它傳播到了整個(gè)西歐。用這種透明又脆弱的物質(zhì)制成的裝飾品、玻璃窗、瓶瓶罐罐和眼鏡在西方世界受到了廣泛的歡迎。

奇怪的是，古代東亞和印度等地區(qū)的人們盡管也很早就掌握了玻璃制造技術(shù)，卻沒(méi)有拿它當(dāng)一回事，這是為什么呢?fù)?jù)說(shuō)西歐人熱衷于使用玻璃器皿很可能跟普遍喝葡萄酒有關(guān)。而在中國(guó)和日本，人們普遍喝熱茶，喝茶最好是用陶器或瓷器。有了精美的中國(guó)瓷器，誰(shuí)還要玻璃呢?

在歐洲阿爾卑斯山以北，人們喜歡在建筑物上安裝玻璃窗，一是因?yàn)闅夂蚝洌且驗(yàn)榛浇探ㄖ呀?jīng)將哥特式彩色玻璃窗融為自己的特有風(fēng)格。但是在中國(guó)，用類(lèi)似宣紙那樣的窗戶紙卻是再好不過(guò)，又便宜又實(shí)用。在日本，頻繁的地震也使玻璃很難受到青睞。

以上種種都能從某一方面說(shuō)明玻璃在東西方為什么具有不同的命運(yùn)，不過(guò)最合理的解釋可能是這樣：古代東亞人尤其是中國(guó)人雖然也發(fā)明了玻璃，但因?yàn)樗闹饕煞质倾U鋇，燒制溫度較低，所以輕脆易碎，不耐高溫，不適應(yīng)驟冷驟熱，不適合制作飲食器皿，只適合加工成各種裝飾品、禮器和隨葬品。西方古玻璃一直以鈉鈣玻璃為主，耐高溫性能較好，對(duì)驟冷驟熱的適應(yīng)性較強(qiáng)，因此西方古玻璃的用途和生產(chǎn)量都遠(yuǎn)大于中國(guó)古玻璃。

科學(xué)是玻璃的“兒子”

玻璃對(duì)西歐的文化和科技發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。公元13世紀(jì)，蠣起的威尼斯成了西方世界的玻璃制造中心。隨著工業(yè)革命的蓬勃發(fā)展，玻璃生產(chǎn)技術(shù)得到改進(jìn)，玻璃科學(xué)儀器、玻璃瓶、玻璃窗以及許多玻璃器具的大規(guī)模生產(chǎn)變成了現(xiàn)實(shí)。

玻璃為人們提供了顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、氣壓計(jì)、溫度計(jì)、真空瓶、曲頸甑等多種科學(xué)儀器，由此推動(dòng)了人們對(duì)自然及物質(zhì)世界的探求。它實(shí)實(shí)在在地開(kāi)啟了人們的眼睛和心靈，讓人們看到了新的可能性，并使西方文明闡釋世界的方法由聽(tīng)覺(jué)模式轉(zhuǎn)為了視覺(jué)模式。英國(guó)學(xué)者舉出了20個(gè)改變世界的著名實(shí)驗(yàn)來(lái)做例子——比如湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子的實(shí)驗(yàn)、法拉第的電磁實(shí)驗(yàn)以及牛頓用棱鏡分解陽(yáng)光的實(shí)驗(yàn)——結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中15個(gè)都離不了玻璃。

化學(xué)家對(duì)玻璃儀器非常依賴。借助玻璃，人們才了解到了氮的化學(xué)性質(zhì)，研發(fā)出了生產(chǎn)氮肥的技術(shù)，這對(duì)19世紀(jì)及20世紀(jì)的農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵的一步，天文學(xué)家們也得感謝玻璃，有了天文望遠(yuǎn)鏡，他們才有可能了解太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)、測(cè)量恒星的視差，否則哥白尼和伽利略的猜想將永遠(yuǎn)得不到證明。假如沒(méi)有玻璃，生物學(xué)家就不能了解細(xì)胞的分裂現(xiàn)象，不能在遺傳學(xué)上取得進(jìn)步，更發(fā)現(xiàn)不了DNA。

沒(méi)有玻璃的幫助，物理學(xué)、礦物學(xué)、工程學(xué)、古生物學(xué)、火山學(xué)、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展速度也會(huì)大大減慢甚至走上不同的道路。例如，沒(méi)有高清晰度的玻璃，我們就發(fā)現(xiàn)不了氣體定律，而蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電力、電燈、照相機(jī)和電視機(jī)的發(fā)明也就都成了泡影。沒(méi)有玻璃，就不會(huì)有顯微鏡，胡克、列文虎克、巴斯德和科赫就無(wú)法為人類(lèi)做出他們的貢獻(xiàn)。沒(méi)有玻璃，細(xì)菌理論將不會(huì)出現(xiàn)，人們對(duì)傳染病的認(rèn)識(shí)將止步不前，后來(lái)的醫(yī)學(xué)革命也就無(wú)從談起了。

透明的文明

玻璃鏡子對(duì)于藝術(shù)中透視法的理解是極其關(guān)鍵的。在各種玻璃儀器的幫助下，人們才對(duì)光學(xué)原理有了新的認(rèn)識(shí)，而達(dá)，芬奇、丟勒以及同時(shí)期其他巨匠也才在繪畫(huà)上達(dá)到了更高的精度。沒(méi)有威尼斯人制造的高品質(zhì)玻璃，難以想象西方文藝復(fù)興如何發(fā)生。

玻璃并不只是思考與認(rèn)知的工具，它對(duì)改善日常生活也居功至偉。13世紀(jì)到19世紀(jì)之間，玻璃帶給了歐洲許多變化，使許多人的生活水平得到了提高。舉例來(lái)說(shuō)，玻璃窗延長(zhǎng)了一天的工作時(shí)間，并改善了工人的工作條件。光線透過(guò)玻璃射入室內(nèi)，房間里的塵土變得清晰可見(jiàn)，衛(wèi)生條件和人們的健康狀況因此也得到了改善。堅(jiān)硬的玻璃具有較強(qiáng)的保護(hù)作用，而且易于清洗，因此它不僅改變了私人住宅的面貌，最終也以玻璃櫥窗和玻璃柜臺(tái)的形式改變了商業(yè)的面貌。

玻璃也促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。溫室并不是近代歐洲人的發(fā)明，羅馬人已經(jīng)懂得用溫室來(lái)催熟作物，并用玻璃來(lái)保護(hù)葡萄植株。在中世紀(jì)晚期，羅馬人的做法再次復(fù)興，用以種植花卉和蔬果的玻璃大棚也于此時(shí)問(wèn)世。

15世紀(jì)以來(lái)，玻璃在其他許多方面得到了應(yīng)用，比如防風(fēng)燈、封閉馬車(chē)、觀察鏡、燈塔和路燈。航海用的六分儀需要玻璃，精確的計(jì)時(shí)器也離不了玻璃，它們的出現(xiàn)使得人們可以提高海上測(cè)量精度，玻璃對(duì)航海事業(yè)的貢獻(xiàn)由此可見(jiàn)。

先是玻璃容器和玻璃窗，然后是燈具、燈塔和溫室，最后是照相機(jī)、電視機(jī)以及其他各式各樣的玻璃制品，現(xiàn)代世界就這樣在玻璃的海洋中誕生了。

編輯姚晟