玻璃的故事(上)
2021-12-24
在埃及法老图坦卡蒙木乃伊的珠宝饰品上,这只圣甲虫就是用利比亚沙漠中的玻璃制造而成的
玻璃太常见了:我们盖楼时用到玻璃窗;喝水用玻璃杯;装陈年老醋用玻璃瓶。
玻璃不值钱。你踢球把别人家窗户踢个大窟窿,只不过挨顿骂;吃饭时打碎个玻璃杯,也没人为玻璃杯心疼;老醋用光了,玻璃瓶被毫不留情地扔进垃圾桶。
今天,我要让你知道,玻璃可是个伟大的发明。你就准备好目瞪口呆吧!
大自然,造玻璃
制造玻璃非常简单:沙子,不管是撒哈拉的,还是夏威夷的,放到锅里,用火加热到1500摄氏度(有时候沙子里杂质多,得加热到2000摄氏度),沙子就熔化了,变得像糖浆。把“糖浆”摊平了,是玻璃板;灌到模具里,就能做成玻璃杯、玻璃瓶,总之,想弄成啥样就弄成啥样。
人类用火的历史大概有170万年,也有历史学家说约180万年,反正挺多年,可人类3000年前才造出玻璃。这实在令人生气,感觉之前的人类光顾吃烧烤了。不过,这也不能怪人类,问题出在火上。沙子熔化要多高的温度?1500摄氏度到2000摄氏度。普通的火焰有多少度?1000摄氏度多一点儿。烧半天,沙子只是烫,不熔化,这也解释了为什么在沙滩吃烧烤,火堆底下没有出现玻璃。
大自然是位老工匠,几亿年前就在造玻璃,有时候用火山造,有时候用闪电造。
火山爆发时,喷出的岩浆迅速冷却后,就能形成天然玻璃。地质学家管这个叫“火山玻璃”。
大自然用闪电造玻璃的时候同样壮观。一道闪电劈到沙漠里,温度超过10 000摄氏度,沙子立刻熔化。先被闪电击中的沙子蒸发了,热量向外传,形成光滑的玻璃层,最后变成中空的管子,形状也像闪电,科学家管这个叫“闪电熔岩”。古代人不懂科学,以为这是雷神的权杖。闪电熔岩有的短,仅有几厘米;有的长,达到15米。科学家有时候跑到沙漠里,顶着大太阳捡闪电熔岩。由于它里面密封着幾亿年前的空气,因此科学家把里面的空气抽出来,检验一下,就能知道几亿年前地球的空气中都有啥成分。
陨石工匠
有时候,天外来客也来帮忙。
在利比亚,有片沙漠特别白。在2600万年前,一颗陨石撞到了这片沙漠里,高温让沙子变成了晶莹剔透的玻璃。这些玻璃经风吹日晒、雨浇雪盖后,碎了很多。后来古埃及人来了,捡走不少。其中一块品相特别好的玻璃,被献给了法老:在古埃及法老图坦卡蒙木乃伊的珠宝饰品上,中央镶嵌的圣甲虫就是那块玻璃制成的。
卖玻璃,发大财
历史学家说,最早大规模制造玻璃的是3000多年前的腓尼基人。
腓尼基人生活在地中海东岸。因为出门就是大海,所以他们特别喜欢开着船做生意。
那腓尼基人是如何发现制造玻璃的秘密的?
据说有一天,一群腓尼基人开着船,船上装满了苏打石(苏打石是一种常见的矿石,主要用来制碱)。这群人开着开着,海水落潮,船搁浅了。眼看到了吃饭时间,船也走不了,船长说:“要不咱们下船做饭吧。”船员们把锅碗瓢盆搬到沙滩上,又从船上搬下来几块苏打石,用石头支起锅生火煮饭。等大家吃饱了,潮也涨起来了,船员们正在收拾锅,端盘子,突然有人大叫一声:“快看!火堆底下有亮晶晶的东西!”
大伙儿凑过去一看,赶紧把灰扒拉开,一闪一闪亮晶晶,扒拉出好多“小星星”。原来,平时要把沙子烧熔化,要1500摄氏度到2000摄氏度的温度。可要是在沙子里面掺上苏打石,沙子的熔点就会下降到1100摄氏度。木柴很容易烧到这个温度,所以在专业领域,苏打石叫助熔剂,也就是帮助熔化的制剂。
当然,这只是个好玩儿的传说,不能拿来当确凿的证据。
但腓尼基人的确是最早大量生产玻璃的民族。他们把玻璃制造业发展得红红火火:把苏打石碾碎,和沙子混在一起,放在炉子里烧,烧成玻璃浆。这玻璃浆非常珍贵,腓尼基人主要用它做艺术品,比如大玻璃球、小玻璃球。腓尼基人开着船,沿着海岸线卖玻璃球。因为人们没见过这么神奇的东西——晶莹剔透,看着非常高端,于是人们要么出高价,要么拿黄金珠宝换。腓尼基人靠卖玻璃球,赚了一大笔。
那时候的玻璃是奢侈品,寻常百姓根本买不起。
古罗马的玻璃窗
让玻璃大规模普及的,是1700年前的古罗马人。他们使用大量的助熔剂用于生产玻璃,并率先把玻璃应用在门窗上。
在古罗马的工匠造出玻璃窗前,如何在保证采光的同时不被冻僵,是全欧洲的难题。
房子有窗户,光才能进来,但冬天怎么办?欧洲的冬天寒风怒号,人们只能用石头把窗户堵上,但这样屋里黑咕隆咚,大中午都得摸黑吃饭,舒适感极差。想让屋里亮堂,只能把石头拆下来,所以窗户在英语里叫“window”,就是“风眼”的意思。冷啊,欧洲人冒着鼻涕泡说。
古罗马人给窗户装上框,嵌上玻璃。这样,不仅可以让明媚的阳光透进来,还能遮风避雨挡雹子。从此,欧洲人不再冒鼻涕泡,而是可以在明媚的窗前优雅地喝咖啡。
在随后的1000多年里,玻璃垄断了门窗行业,并跨界进入高脚杯、醋瓶子、近视镜、老花镜等领域,卖得都不赖。
你以为玻璃的故事就到这里了?
错!
在下一期,我会让你知道玻璃是如何改变了世界!