科学发现:玻璃为什么值得骄傲?
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科学发现:玻璃为什么值得骄傲?
我们⽣活⾥有⼏种常见的材料,⽐如⽊材、卡纸、塑料尺⼦等。
你试着拿起材料掂掂重量,折弯它们观察是否发⽣变形。
你是不是已经发现了这些材料的差异呢?
正是因为不同材料的特性,我们会把它们⽤在不同的地⽅。
⽐如塑料韧性好、重量轻,你的⽂具很多都是塑料做的。
⽊材呢,硬度、韧性都好,我们会⽤它来做家具、盖房⼦。
正是它们不同的性质,决定了我们怎么使⽤它们。
今天我带你观察⼀种新的材料,就是常见的玻璃。
国王炫耀的玻璃
提起玻璃,可以说太常见太普通了。
你的家⾥、学校⾥都有玻璃窗,也有玻璃制成的镜⼦。
玻璃⼜挡风,⼜不会挡住阳光,有些建筑索性把玻璃做成墙,把⾃⼰的全⾝都包起来。
这么做是因为,玻璃价格不⾼,完全可以⼤量使⽤。
但是在古代,玻璃也曾经很贵,连国王都珍藏玻璃制品,炫耀⾃⼰拥有多少玻璃,这是怎么回事呢?炫耀玻璃的国王在历史上⾮常有名,他就是法国国王路易⼗四。
这个国王,喜欢出风头,也喜欢⾦银财宝,他最著名的财富就是凡尔赛宫。
这座宫殿⾥还有⼀座著名的⼤厅——镜厅。
听名字你就知道了,这个⼤厅有⼗七⾯巨⼤的镜⼦,镶嵌了三百多块玻璃。
整个⼤厅⽤了不计其数的玻璃来装饰。
在今天,建造这么⼀座玻璃⼤厅可能不算什么。
但是在当年,这个⼤厅可就是法国的镇国之宝了。
这是因为,当年制造⼤块玻璃的技术才发明不久,想要⽣产这么巨⼤的玻璃,⾮常困难,也特别昂贵。
普通⼈有⼀⾯⼩镜⼦就不容易了,⽤镜⼦装饰⼀整个⼤厅,这种事只有国王才做得出来。
⼤厅建好之后,不光法国的⽂武⼤⾂经常要到这⾥拜见国王,路易⼗四还⽤这个⼤厅接待外国使节。
⽐如 1686 年,就有这么⼀队⼈,穿着奇装异服来到了法国,这些⼈就是从遥远的亚洲来到法国的泰国使节。
路易⼗四特意在镜厅安排了盛⼤的招待会,晚上在⼤厅⾥点燃数千⽀蜡烛,⼤厅反射着烛光,可以说是美轮美奂。
泰国使节被法国的珍宝给镇住了,他们在法国购买了许多玻璃制品,回去献给泰国国王。
你可能觉得啊,路易⼗四是在炫富,这和把⾦银珠宝摆满全家的⼈也差不多。
要是这么想,你就低估了这个国王了。
路易⼗四给外国⼈看法国国宝,他的⽤意是展⽰法国的国⼒,展⽰他们国家的技术实⼒,表⽰法国有本事⽣产这么⼤、这么优质的玻璃。
路易⼗四为了富国强民,要求他⽤的东西尽可能都要在法国国内⽣产。
传说中,当时制造⼤⾯积镜⼦的技术只有威尼斯⼈才有,负责建造镜厅的⼤⾂偷偷从威尼斯把⼯匠请到法国来。
威尼斯⼈害怕镜⼦的秘密外流,还曾经派杀⼿对付这些⼯匠。
难以制造的玻璃
路易⼗四要炫耀玻璃,是因为当时制造玻璃特别困难,也特别昂贵。
那玻璃这么贵的原因是什么呢?这和玻璃这种材料的性质有关。
制造玻璃的原材料⼀点也不贵,还特别常见,就是你平时见到的沙⼦。
把沙⼦加热融化,就可以制造出玻璃了。
但是有⼀个问题,要想融化沙⼦,温度得达到⼀千⼆百摄⽒度。
这么热,⾜以把铁融化成铁⽔了,古⼈很难把沙⼦的温度到加热到这么⾼。
考古学家发现最早的玻璃珠宝,好多都是因为闪电击中沙⼦偶然形成的。
他们推测,古⼈⼀开始是在冶炼⾦属的时候偶然制造出了⼀点玻璃。
最早发现玻璃秘密的⼈
那是什么⼈最早发现了制造玻璃的秘密呢?是罗马⼈。
他们发现,只要在加热沙⼦的时候,加⼊碱⾯⼉和⽯灰,就不⽤把温度加热到⼀千⼆百度了,只要⼋百摄⽒度就能烧出玻璃。
这个温度有多⾼呢?就是把铁烧得通红的温度。
温度降低了,烧制玻璃就容易多了。
在罗马时代,⼈们制造了许许多多玻璃制品。
玻璃加热之后很粘稠,罗马⼈还发明了吹制玻璃的技术。
有了这个技术,就可以制造⼩块的玻璃镜了。
许多地⽅的古⼈都制造过镜⼦,⽐如中国古⼈就制造铜镜,把铜打磨得特别光亮来照⼈。
这些镜⼦需要⽤不少⾦属,⽽且⽤⼀段时间就需要重新打磨。
罗马⼈有了玻璃,就不⽤这么费劲了。
他们把玻璃吹得很薄很薄,盖在⾦属上,制作成⼩镜⼦。
只不过,当时的⼈还做不出来⼤块的平整的镜⼦。
⼀直到路易⼗四时代,威尼斯⼈才发明了制造平⾯玻璃的办法,于是有了辉煌的镜厅。
你看,法国国王炫耀玻璃不是没有道理的。
沙⼦遍地都是,但是⼈类⾜⾜探索了两千年,才学会制作⼤块的玻璃。
镜厅在当年,确实体现了法国的财富和国⼒。
玻璃推动的科学
法国国王⽤昂贵的玻璃装饰宫殿,但是玻璃不光是国王炫耀的宝物,还推动了科学的进步。
玻璃这种材料有⼀个重要的性质,它是透明的,你平时⽤的玻璃窗就利⽤了这⼀点。
其实透明的玻璃不光能做窗户,还能做⼀种神奇的东西——透镜。
你可以拿⼀个玻璃球放在书上,观察书上的字,透过玻璃球来看,字就变⼤了。
古代的欧洲⼈也发现了这个现象,他们管这种玻璃球叫做阅读⽯头,近视眼或者⽼花眼的⼈可以⽤它来把书上的字放⼤。
到了⼗三世纪,意⼤利的⼯匠把这种玻璃球升级了,他们打磨出了⼤⼀点的玻璃透镜,再进⼀步,他们⼜把两块玻璃透镜加上⼀个架⼦,挂在⽿朵上、⿐⼦上,这就是我们今天的眼镜了。
眼镜能帮助⼈们阅读,但这还只是第⼀步。
⼗七世纪,玻璃⼯匠⼜发现,把两块眼镜⽚叠在⼀起,就可以把东西放⼤到特别特别⼤。
于是,两个超级放⼤镜就诞⽣了,它们就是望远镜和显微镜。
有了望远镜,⼈类就可以观测星空了。
伽利略这些科学家⽴刻都⽤起了望远镜。
显微镜呢,更是打开了⼀个全新的世界。
荷兰⼈列⽂虎克就是⼀个显微镜⼤师,他不光使⽤显微镜,还制造显微镜。
当时的镜⽚制作起来⾮常不容易,列⽂虎克⼀⽣打磨了⼏百个镜⽚,还制造了各种不同的显微镜,因为他的发明,显微镜变得更好⽤了。
正是列⽂虎克利⽤显微镜,最早发现了细菌,当时的⼈还不知道存在这些⼩⽣命。
如果没有玻璃,这些发明都是不可能的。
你可能想不到,正是因为玻璃的不同,中国⼈在现代科学上失去了⼀个机会。
中国的古⼈也制作玻璃制品,但是罗马⼈在玻璃⾥放的是碱⾯⼉和⽯灰,中国⼈制造的玻璃放进去的是⾦属,⼀般叫做琉璃。
中国的皇帝、达官贵⼈也把琉璃做的艺术品当宝贝。
但是问题来了,因为⼯艺不同,琉璃⼀般都是不透明的。
所以,中国⼈的建筑⽤不到玻璃窗,也⼀直没有玻璃镜⼦。
但是损失最⼤的,就是中国的古⼈没有透镜,也就不太可能发明出望远镜和显微镜了。
最初都是做⼯艺品的玻璃,因为技术的差异,中国⼈少了⼀种推动科学发展的重要材料。
最后个⼈总结⼀下:
1、在历史上,不管是中国还是欧洲,玻璃⼀开始都是贵族才⽤得起的昂贵材料。
改进⽣产玻璃的技术,也是为了⽣产更好的玻璃,是作为装饰⽤的。
但是,⼀个偶然的差异,西⽅⼈⽣产出的是透明的玻璃,中国⼈⽣产的是不透明的琉璃。
2、正是这个⼩⼩的差异,让西⽅⼈有了透镜,⼜把透镜组装成了望远镜和显微镜,推动了科学的发展。
3、在历史上,因为⼀种材料的进步,最终让科学受益的例⼦还有很多。
很多时候,科学因为材料取得进步,还有运⽓的成分。
这⼀次,中国古⼈没能发现透明玻璃的秘密,就失去了科学进步的机会。
到今天,世界各国不光发展科学,还都必须重视材料的技术,玻璃的故事就是⼀个很好的例⼦。