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玻璃竟然是液體,還惹下這么大禍

來源:知識分子      2016-01-03
導(dǎo)讀:人類的歷史也是材料進(jìn)化的歷史。特定的材料標(biāo)志著一個時代,代表著一個文明。
上初中時我最不喜歡歷史課。上邊老師 在講舊石器時代,下面我在偷看“射雕英雄傳”。什么新石器時代,青銅時代,鐵器時代……一個個名詞從我耳邊飄過,卻沒有在腦海里留下多少痕跡。數(shù)年以后, 我才領(lǐng)悟到人類的歷史也是材料進(jìn)化的歷史。特定的材料標(biāo)志著一個時代,代表著一個文明。

使用何種材料,決定了一個國家或民族的經(jīng)濟(jì)實力,文化和命運。當(dāng)歐洲探險者首次踏上美洲大陸時,發(fā)現(xiàn)可以強(qiáng)取豪奪,為所欲為,因為當(dāng)?shù)氐挠〉匕踩瞬豢耙粨?。雙方的戰(zhàn)斗力相差如此懸殊,除了歐洲人有槍炮外,還有一個重要的原因是美洲人沒有帶金屬的武器。在他們的文化里,金屬只被用來做裝飾品。別說武器,他們連耕地都還在使用石犁。材料的落后導(dǎo)致他們毫無還手之力。

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

中國一向在材料的發(fā)明和使用上遙遙領(lǐng)先其它國家。瓷,紙,木,竹,合金,絲綢……這也是中華文明在幾千年的人類歷史中遙遙領(lǐng)先的一個重要原因。同歐美國家相比,中國的落后是最近兩百年的事 (更準(zhǔn)確地說,是最近兩百年暴露出來的)。為什么會出現(xiàn)“領(lǐng)先數(shù)千年,落后兩百年”的這一局面呢?我認(rèn)為,一個主要罪魁禍?zhǔn)浊∏∈侵袊鴮σ粋€材料的長期忽視。那就是玻璃。您不信?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)記的時間軸,右軸標(biāo)記了每個時間點所對應(yīng)的中國歷史朝代。每一事件或發(fā)明的時間均參考wikipedia。

當(dāng)然,近兩百年歐美的發(fā)展超過中國有各種各樣的復(fù)雜原因,但玻璃技術(shù)在兩千多年來歐洲地區(qū)的不斷推廣和改進(jìn)是其中一個主要原因。玻璃制造雖然起源于埃及和希臘,但是羅馬人改進(jìn)和推廣了這一技術(shù)。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),更是其近代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步的一個必要前提。眼鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、試管、照相機(jī)和電燈泡都是以玻璃為主要原料。近代光學(xué)、近代化學(xué)、現(xiàn)代生物學(xué)和醫(yī)學(xué)及天文學(xué)的誕生也都離不開玻璃的作用。

相比之下,制造玻璃的技術(shù)一直在中國停滯不前。雖然早在戰(zhàn)國時期就有玻璃珠,但大規(guī)模的玻璃生產(chǎn)直到清朝才出現(xiàn)。而清朝生產(chǎn)的玻璃主要用來做鼻煙壺,而不是面向窗戶或鏡子等實用市場。玻璃技術(shù)在中國古代沒有真正建立起來,這不能不說是一個歷史的遺憾。在今天流行的眾多穿越小說中,從當(dāng)代穿越到中國各個朝代的主人公們,用來發(fā)財致富而引進(jìn)跨時代的物件很多也都與玻璃有關(guān):玻璃工藝品、鏡子、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡等。

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,還要把更多目光投向他周圍的玻璃實驗器皿。

玻璃的生產(chǎn)和使用在西方雖然源遠(yuǎn)流長,但其生產(chǎn)技術(shù)的成熟、普及和成本的大幅下跌發(fā)生在16世紀(jì),和文藝復(fù)興時代重合。而玻璃的全面應(yīng)用恰好發(fā)生在1600年以后。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,而其中兩個和玻璃有關(guān):科學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)。(他書中提出的另外四個理念分別為:競爭、法治、消費主義和職業(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?是他們掌握不了關(guān)鍵技術(shù)嗎?其實與制造瓷相比,制造玻璃的技術(shù)壁壘只低不高。二者的制備過程相差不多。造瓷是將粘土捏成容器形狀,加熱到1300℃的高溫,再逐漸冷卻。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。

中國造瓷的秘訣是在東漢時期發(fā)現(xiàn)的。除了粘土外,還加了高嶺土、石英和長石等成分。這樣造出來的瓷光滑潔白,“白如玉、薄如紙、聲如磬”,又不易產(chǎn)生裂紋。 中國瓷器名揚天下,被運到歐洲的瓷器被譽為“白色黃金”,成為高貴豪華的象征,而盛產(chǎn)這些精美奢侈品的東方國家也因此被稱為“瓷器”(China)。歐洲人花了上千年才于1708年破譯其中的秘密,開始自己生產(chǎn)瓷器。

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

一天晚上我開車回家,突然聽到正在播放的有聲圖書里宣稱玻璃其實不是固態(tài),而是液態(tài)。我的世界觀瞬間轟然坍塌了。回到家后,我拿起一個玻璃杯,又摸又咬,怎么也不相信它是液態(tài)。原來在玻璃制備過程中,沙子的主要成分二氧化硅在高溫的作用下,破壞了原來的晶體結(jié)構(gòu),在恢復(fù)到室溫成為玻璃時,分子之間排列變成松散雜亂,就像液體里分子間的排列一樣。一些年代久遠(yuǎn)的歐洲教堂的玻璃上薄下厚,就是因為玻璃在重力的作用下以很緩慢的速度流動而造成的。

咱們再接著回來找玻璃在中國受到冷遇的原因。下面是我的一家之言,純屬推測,沒有什么證據(jù),就算拋磚引玉吧,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,而攻克這一壁壘的動力不足才是主要原因。進(jìn)一步說,玻璃在古代的中國只有有限的市場需求。玻璃的很多用處是在1600年以后如井噴般地被開發(fā)出來, 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。

玻璃在很長的一段時間里主要的用途有三個,一是擺件和玩器,二是器皿,三是富人家或教堂的窗戶。除了第一個用途外,玻璃在歷代中國的市場潛力并不大。玻璃的酒杯或花瓶,與瓷器相比較,無論是從成本上講還是從美觀上看,并沒有什么優(yōu)勢。瓷杯比玻璃杯更適合中國的茶文化和白酒文化。當(dāng)然,反過來也成立: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文化有一定的沖突。中國文化講究的是底蘊和內(nèi)涵,含蓄和朦朧。中國人不喜歡透明和直白。一眼看到底,沒遮沒攔的,那就太沒有層次了。很多事情都是心照不宣,隔層窗戶紙,雖然一捅就破。但真的捅破了就大煞風(fēng)景。

具體落實到建筑上,中西的風(fēng)格大相徑庭。西方崇尚玻璃洋樓,周圍綠草茵茵,門前的大氣花園和玻璃窗里的鋼琴可以讓所有的路人看見。而中國建筑講究內(nèi)斂,門臉要氣派,但不能過了。就連王府四合院的門口也頂多擺倆石獅子,再鋪張就算逾制了。而象內(nèi)花園之類的好東西要藏起來,不能輕易給外人看。窗戶用紙糊或用紗蒙,用料既便宜,又符合了中國的建筑文化。屋里人無論在做什么,屋外都無法瞧個透兒亮。再說了,紗窗、紙窗所帶來的文學(xué)意境可是玻璃窗無法達(dá)到的。您想想,無論是“別愁深夜雨,孤影小窗燈”還是“何當(dāng)共剪西窗燭,卻話巴山夜雨時”中,如果把紙窗變成玻璃窗,是不是意境遜色不少?

沒有玻璃反過來對中國建筑也有著深遠(yuǎn)的影響。我們看重采光,是因為傳統(tǒng)的紙窗擋住了太多的陽光。沒有只擋風(fēng)沙不擋陽光的玻璃窗,中國的建筑要“坐北朝南”,門窗朝南,這樣日照時間長,北側(cè)背面不設(shè)大的門窗,可以避開北方風(fēng)沙。

也許由于文化的沖突,也許因為瓷的統(tǒng)治地位,也許還有其它原因,玻璃在現(xiàn)代歷史之前沒有在中國推廣。而在西方,經(jīng)過數(shù)世紀(jì)的技術(shù)潛伏期,玻璃終于在各個領(lǐng)域大放異彩,成為近代西方在科技和國力上超過中國的主要原因之一。

記得大學(xué)期間看過一個電影“古今大戰(zhàn)秦俑情”,由張藝謀和鞏俐主演。影片前半段講的是一個發(fā)生在秦朝的凄美動人的愛情故事,而后半段跨越到民國時代,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,在民國時蘇醒過來,進(jìn)入了一個陌生的世界,鬧出了很多笑話。

影片中令全場觀眾哄然大笑的三個片段竟然都跟玻璃有關(guān)。片段1:穿越后的他用手指蘸蘸吐沫,沾濕玻璃窗,用勁捅卻捅不破,還把手弄疼了。片段2:蒙天放依舊 穿著秦朝的衣服,卻帶著一副太陽鏡。在跟對手激烈廝殺一擊得手后,擺出很酷的一個造型,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,對著桌上的臺燈使勁兒一吹。燈光依舊,他滿臉迷惑。

也許蒙大將軍沒有意識到,從兩千年的混混沌沌中醒來,他已跨入了玻璃時代。


轉(zhuǎn)載自饒毅、魯百、謝宇主編的《知識分子》(微信公共號:The-Intellectual) 

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