玻璃其實(shí)在人類科技史上占有舉足輕重的地位，從喝水的杯子到手機(jī)和電腦屏幕，無處不有玻璃的身影，今天給大家介紹神奇的玻璃之旅，伴隨著人類科技的發(fā)展史。
在介紹這神奇的玻璃之旅前，我先引入一個(gè)理論--蜂鳥效應(yīng)。這個(gè)理論其實(shí)來源于生物學(xué)，達(dá)爾文曾經(jīng)在《物種起源》中介紹“共同進(jìn)化”的概念，比如說，開花的植物和蜂鳥之間相互影響共同進(jìn)化，植物為了吸引傳粉的昆蟲開始產(chǎn)生的花蜜，而花蜜不僅僅吸引了昆蟲，而且還吸引了更大型的生物體，也就是蜂鳥。蜂鳥為了吸食花蜜，進(jìn)化出了一種特別的飛行機(jī)制：通過及時(shí)快速地扇動翅膀，使自己能夠漂浮于半空中，懸停于花朵旁邊，從而輕松地吸食花蜜。植物為了吸引昆蟲傳粉進(jìn)行的有性生殖過程，竟然影響了蜂鳥翅膀和飛行方式的進(jìn)化。這就是著名的蜂鳥效應(yīng)，你很難將植物為了吸引昆蟲傳粉的花蜜跟蜂鳥的進(jìn)化聯(lián)系起來，但事實(shí)就是這么奇妙。其實(shí)，人類的科技和創(chuàng)新也是同樣方式開展的，發(fā)展過程體現(xiàn)出了蜂鳥效應(yīng)。古騰堡發(fā)明的印刷術(shù)，讓人們對眼鏡的需求激增，最后導(dǎo)致顯微鏡和天文望遠(yuǎn)鏡的產(chǎn)生，直接促進(jìn)了生物學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展，多么奇妙?。∫粋€(gè)領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新，能夠完全引發(fā)另一個(gè)截然不同領(lǐng)域的科技發(fā)展和變革，真可謂是無巧不成書！我們無法預(yù)測未來和技術(shù)的發(fā)展方向，但是我們能做的是做好手頭的事情，不斷的去發(fā)明出新東西，因?yàn)槟悴恢?，它將會引發(fā)出一場怎樣偉大的顛覆和變革。
今天，我們一起開始這段玻璃的神秘旅程，我們將會跟隨一塊玻璃從2600萬年前利比亞沙漠到古埃及法老陵墓。從羅馬帝國到夏威夷大島天文臺。
玻璃旅程之一：從利比亞沙漠的二氧化硅，到穆拉諾島生產(chǎn)的水晶玻璃。
如果你學(xué)過高中化學(xué)，應(yīng)該知道沙子中含有二氧化硅，如果沒有學(xué)過也不要緊，就把它理解成一種物質(zhì)就好了，二氧化硅有一種非常奇妙的特性，在一千多度的高溫下，二氧化硅會逐漸軟化，融合在一起，變成一種晶體，也就是我們稱之為的玻璃。二氧化硅的這種特性，將會深遠(yuǎn)的影響我們的歷史。2400多萬年前，利比亞的沙漠中，就有玻璃出現(xiàn)了，是沙子在高溫中自然形成的。大約在1萬年前，有人在穿越這片沙漠的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了這種玻璃，并把它獻(xiàn)給了古埃及的法老，法老命人把它雕刻成圣甲蟲的形狀，放到了自己的陵墓中，作為神圣的法器。直到1922年，考古學(xué)家才在古埃及圖坦卡蒙法老的陵墓中發(fā)現(xiàn)這塊玻璃圣甲蟲，這是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最古老的玻璃。
相比較而言，在3100多年前西周時(shí)期的中國，我們的祖先就掌握了玻璃制造技術(shù)，比古埃及的玻璃雕刻技術(shù)要早得多。在河南洛陽莊淳溝、陜西寶雞茹家莊等地的西周早期墓葬中，均發(fā)現(xiàn)了大量的玻璃管、玻璃珠。最早的玻璃大概出現(xiàn)在春秋末年，舉個(gè)例子，越王勾踐劍，它的劍格兩面其實(shí)有鑲嵌著含有較多小氣泡的淺藍(lán)色玻璃。這上面的玻璃塊不含鉛，只算是鉀玻璃。吳王夫差劍上也有嵌入的玻璃塊，不過是透明的。這兩柄劍上不約而同使用了玻璃作為裝飾，可見當(dāng)時(shí)玻璃是一種極為珍貴少見的物質(zhì)，只有王家貴族能夠用上。戰(zhàn)國有名的玻璃器就是蜻蜓眼了，真正意義上的鉛鋇玻璃就是在戰(zhàn)國時(shí)期出現(xiàn)的。還有玻璃璧，玻璃劍飾，玻璃印章等。這個(gè)時(shí)期的玻璃器大多以鑲嵌形式作為器物裝飾，獨(dú)立器物較少。西方世界，一直到羅馬帝國，人們才開始掌握玻璃制作技術(shù)，制作玻璃工具，這一時(shí)期，玻璃窗被制作出來，古羅馬大量的教堂里面都有彩色的玻璃窗，這是現(xiàn)代社會玻璃大廈的前身。古羅馬也開始制作玻璃容器，用來儲存，水和酒。2000多年前，玻璃開始傳入漢朝，人們開始用玻璃來裝飾門窗。那位據(jù)說能夠做掌上舞的“趙飛燕婕妤”居住在“昭陽殿”的時(shí)候，“窗扉多是綠琉璃，亦皆照達(dá)，毛發(fā)不得藏焉”。說明那時(shí)候透明的門窗已可以照得眉發(fā)畢露。
直到下一個(gè)世紀(jì)，羅馬帝國滅亡之后，玻璃才真正變成我們今天的樣子。1204年，君士坦丁堡被奧斯曼土耳其的蘇丹穆罕默德二世攻陷，改名伊斯坦布爾，引發(fā)了一系列的移民潮，其中有一件表面看起來無足輕重的事件：一群土耳其玻璃制造商，穿越地中海，在威尼斯定居下來。這些玻璃制造商的玻璃制造技藝十分精致，但給威尼斯的木質(zhì)結(jié)構(gòu)房屋帶來了火災(zāi)隱患。因此，威尼斯政府把這些玻璃制造商集中遷移到穆拉諾島。在下個(gè)世紀(jì)，穆拉諾島已經(jīng)成為遠(yuǎn)近聞名的玻璃島，就像當(dāng)今世界的硅谷。島上的一個(gè)玻璃制造商巴洛維亞，通過實(shí)驗(yàn)，將富含鉀和錳的海藻燒成灰，加入到熔化的玻璃液中，制作出晶瑩剔透的水晶玻璃?，F(xiàn)在這種玻璃仍舊出現(xiàn)在我們的房子中。
寫到這里為止，玻璃已經(jīng)從利比亞沙漠來到了穆拉諾島，同時(shí)，玻璃從原始的二氧化硅結(jié)晶變成了水晶玻璃，擁有更強(qiáng)大的能量和用途。
玻璃旅程之二：從12世紀(jì)修道士用的眼鏡，到20世紀(jì)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的光纖。
12世紀(jì)的修道士需要研讀經(jīng)文，他們常常借助于一塊弧形的玻璃塊，來輔助閱讀。同樣是玻璃制造商發(fā)現(xiàn)了這個(gè)商機(jī)，他們將玻璃做成中央凸起的小圓片，并鑲上鏡框，制造出了眼鏡，改變了我們觀察這個(gè)世界的方式。但眼鏡并沒有就此流行起來，直到15世紀(jì)40年代，古騰堡發(fā)明印刷機(jī)。古騰堡印刷機(jī)使書籍變得非常便宜、便于攜帶，提高了人們的識字率和文化水平。人們開始意識到自己的視力缺陷，需要眼鏡輔助閱讀，于是，在古騰堡印刷機(jī)發(fā)明100年內(nèi)，整個(gè)歐洲出現(xiàn)了成千上萬家眼鏡店，這就是典型的蜂鳥效應(yīng)：一個(gè)小發(fā)明，引發(fā)了另一種巨大的科技創(chuàng)新。眼鏡普及以后，這些眼鏡制造商并沒有就此止步。1590年，荷蘭眼鏡商詹森在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，將兩片鏡片重疊起來放置，發(fā)現(xiàn)看到的物體被放大了，就這樣發(fā)明了顯微鏡。在隨后的70年里，顯微鏡不斷改進(jìn)，英國科學(xué)家胡克利用顯微鏡，觀察到了細(xì)胞，而這又成了微生物學(xué)的開端。既然顯微鏡可以看到近處微小的事物，那么我們能不能利用鏡片看到遠(yuǎn)處的事物呢？同樣也是荷蘭眼鏡商利伯希，在觀察他的孩子們玩鏡片的時(shí)候，突發(fā)靈感，發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡。一年后，伽利略改進(jìn)了利伯希的望遠(yuǎn)鏡，觀察到了衛(wèi)星圍繞木星旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，而這又成了天文學(xué)的開端。一環(huán)扣著一環(huán)，你永遠(yuǎn)不知道，什么是開端，什么是結(jié)尾。當(dāng)然，鏡片還將逐步發(fā)展，發(fā)展成為照相機(jī)的鏡頭和電視屏幕，最終成為手機(jī)屏幕，這些都應(yīng)用了玻璃傳送光，處理光的獨(dú)特能力，給了我們?nèi)碌囊暯恰?/p>
玻璃不僅僅在視覺方面在逐步發(fā)展迭代，在材料方面，也有廣泛的應(yīng)用。1887年，物理學(xué)家波伊斯，在做物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，將溶解的玻璃拉長，得到一種玻璃纖維，擁有很強(qiáng)的硬度，甚至超過鋼鐵。在人們的印象中，玻璃是易碎的，但是玻璃纖維改變了這種刻板印象。20世紀(jì)中葉，玻璃纖維已廣泛用于隔熱設(shè)備，電路板，甚至用來制造波音公司空客A380飛機(jī)的外殼。同一時(shí)期，貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，玻璃纖維能夠傳導(dǎo)激光，而且效率遠(yuǎn)高于傳輸電信號，這種技術(shù)最終發(fā)展成我們現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的光纖技術(shù)。人們利用光纖技術(shù)，搭建了全球互聯(lián)網(wǎng)的框架，可以說，當(dāng)今世界的互聯(lián)網(wǎng)就是建立在光纖之上的，這是一個(gè)多么偉大的發(fā)明，而玻璃最初，只是靜靜地躺在利比亞的沙漠里，默默無聞。
玻璃旅程之三：從家用鏡子，到夏威夷天文臺望遠(yuǎn)鏡。
玻璃，啟發(fā)了歐洲的個(gè)人主義思潮和文藝復(fù)興。1400年之前的繪畫都是以宗教繪畫和宮廷繪畫為主，1400年以后，人們突然對自畫像的興趣大增，其實(shí)是由于鏡子的出現(xiàn)。鏡子也是由穆拉諾島的玻璃制造商發(fā)明的，他們在玻璃背面涂上金屬，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)反光面。人們在鏡子發(fā)明之前，幾乎沒有見過自己的臉長什么樣，鏡子發(fā)明以后，人們開始對自己感興趣了，注重美和外表?？梢赃@么說，鏡子直接培育了歐洲個(gè)人主義的萌芽。
意大利畫家菲利波通過觀察鏡子，發(fā)明了繪畫中的直線透視法，啟發(fā)了繪畫的變革，導(dǎo)致文藝復(fù)興的產(chǎn)生，這就像花朵促使蜂鳥產(chǎn)生進(jìn)化。相似的例子在《雙軌》一書中也提到過，蘇格蘭的一家威士忌酒廠委托一名叫約瑟夫的科學(xué)教授研究如何提高酒廠的蒸餾效率，約瑟夫教授研究發(fā)現(xiàn)蒸汽中貯藏了巨大熱量。巧合的是，約瑟夫有一個(gè)叫做瓦特的同事，瓦特正苦于不知道如何改進(jìn)教學(xué)應(yīng)用的蒸汽泵，他獲知了約瑟夫的研究進(jìn)展。在約瑟夫的啟發(fā)下，瓦特制造出一臺高級蒸汽泵，改進(jìn)了當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)，由此拉開了工業(yè)革命的序幕，工業(yè)革命的發(fā)展則改變了全球政治格局。這一切既是偶然，也是必然。
鏡子發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)應(yīng)用到了天文望遠(yuǎn)鏡上，夏威夷大島天文臺有著世界上最強(qiáng)大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。為了避免圖像失真，他們利用鏡子來捕捉極其微弱的光，每個(gè)望遠(yuǎn)鏡有36塊六邊形的鏡子，它們組成望遠(yuǎn)鏡的反光布，通過反射讓光線按照指定的路線形成圖像。望遠(yuǎn)鏡的控制系統(tǒng)還可以通過調(diào)整這些鏡子的角度，將模糊的圖像變清晰，就像是把眼鏡戴在近視的人臉上，模糊的物體，突然變得清晰無比。
玻璃，又一次延伸了我們的世界。從細(xì)胞和微生物的世界，到我們手里的手機(jī)、照相機(jī)，甚至讓我們能夠抵達(dá)銀河系的邊緣。而這一切的產(chǎn)生，僅僅是由于二氧化硅獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，地球上沒有任何元素，比硅元素影響力更大。人類雖然是碳基生命，但我們現(xiàn)在已經(jīng)離不開硅元素。自始至終，玻璃都在為我們指引前進(jìn)的方向，不斷打開新世界的大門。
