汪衛(wèi)華

只要留心觀察，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，生活中處處都涉及物理學(xué)知識(shí)：力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)……每一項(xiàng)物理學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用都經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的探索與更新，不斷改變?nèi)祟惿?，促使人類文明進(jìn)步。

例如一塊玻璃。你能想象到，它從新石器時(shí)代就開始了自己的使命嗎？智人（現(xiàn)存所有人類以及更新世晚期化石人的種名，也是已知人屬中唯一現(xiàn)存的人種）發(fā)現(xiàn)并利用了玻璃質(zhì)的材料，他們利用源自火山的黑曜石做成切割石刃，打磨精美的手斧。

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，公元前1341年的古埃及法老圖坦卡蒙胸前佩戴的圣甲蟲形珠寶飾物中使用的玻璃材質(zhì)，竟然是3000萬(wàn)年以前發(fā)生在現(xiàn)今利比亞沙漠上空的隕石撞擊形成的。

玻璃來(lái)源于沙子，二氧化硅是其主要成分。高溫熔化后，二氧化硅可以像蜂蜜一樣流動(dòng)；冷卻凝固后，又可以像鋼鐵一樣堅(jiān)硬。人類早在2000多年前就制備出玻璃，也就是說(shuō)，不用通過火山噴發(fā)或隕石撞擊也能得到玻璃。

后來(lái)，人類還發(fā)明了玻璃吹塑技術(shù)，即可以通過吹管對(duì)玻璃熔體進(jìn)行各種塑造。吹玻璃成為人類醉心的工藝之一：用一根鐵吹管挑起一團(tuán)熔化的膏狀玻璃，然后朝管子里吹氣，玻璃熔體內(nèi)部就產(chǎn)生了氣泡，氣泡越來(lái)越大，通過對(duì)氣泡的控制，可以得到各種復(fù)雜形狀的玻璃器具。

從公元前300年的敘利亞，到中世紀(jì)的意大利，再到文藝復(fù)興時(shí)期的整個(gè)歐洲，玻璃給人們帶來(lái)了生活的喜悅、便利、福祉以及創(chuàng)作的靈感：平板玻璃窗能接納陽(yáng)光、抵擋風(fēng)寒；眼鏡能彌補(bǔ)人類視力的衰退，延長(zhǎng)人的創(chuàng)造力；玻璃鏡使人類能清晰地審視和欣賞自己，從而改變了人關(guān)于自我和世界的認(rèn)識(shí)，也促進(jìn)了藝術(shù)（如繪畫透視技術(shù)）的發(fā)展；依賴于高質(zhì)量透明玻璃材料的望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、三棱鏡、玻璃器皿等是早期科學(xué)發(fā)展至關(guān)重要的科學(xué)儀器，給人類更精準(zhǔn)的新視野，促成了近代科學(xué)的產(chǎn)生，并使科學(xué)的路徑變得坦蕩。可以說(shuō)，玻璃精致奇特且無(wú)與倫比的造型成了人類文明的瑰寶。

然而，玻璃的使命并未止步于此，物理學(xué)家認(rèn)為玻璃中潛藏著科學(xué)奧秘，背后隱含著亟待探索的物理世界。就原子、分子層面看，它的構(gòu)成是無(wú)序的，在高達(dá)1700攝氏度的溫度中，分子運(yùn)動(dòng)異常激烈；溫度降低時(shí)，則逐漸凝結(jié)不動(dòng)。“玻璃態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)是什么”成為最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題之一。

英國(guó)詩(shī)人喬治·赫伯特的詩(shī)句寫道：倘若他能看透玻璃，他定能窺見自然的秘密！一塊隨處可見的玻璃，能折射出物理世界的無(wú)限，永無(wú)止境的研究正期待著你們的加入！本期，《知識(shí)就是力量》雜志將帶領(lǐng)大家走進(jìn)物理，“判天地之美，析萬(wàn)物之理”，領(lǐng)略無(wú)窮的科學(xué)奧妙！