缺了这种材料 导致中国丧失发生近代科学革命的可能!


从最开始的石器时代、青铜时代,到铁器时代,再到现代的硅器时代,人们用最具代表性的材料来划分我们的历史。但是,还有一种材料,虽然现在已经普通到不能再普通,同样极大地影响了历史的进程。甚至有人认为,中国就是因为这种材料,才导致了近代科学进展缺乏贡献。它就是玻璃。

玻璃的历史也非常漫长。曾有书籍记载腓尼基人偶然之间用苏打块架设炉灶做饭后,沙粒和苏打块结合成为了一种亮晶晶的玻璃。但经过后人实验证明,较低温度的炉火是不能生成玻璃的。

更靠谱的说法,应该是古埃及工匠烧制陶瓷的时候,表面偶然沾上了苏打和沙粒,烧制出来的物品表面变得光滑。我们今天称之为釉,实际上是玻璃质薄层。后来又做成了单独的釉块,也就是玻璃。

到了公元1世纪,罗马人发明了玻璃吹制法,从而制造出薄壁的玻璃制品,使之从装饰转变为瓶、罐 、器皿等生活用品。在玻璃应用史上,玻璃吹制法具有重大意义,它将玻璃从奢侈品变成了生活必需品。

但是,长期以来玻璃并不是像现在那样透明,而是半透明、模糊不清。因为烧制透明玻璃至少需要1500度的高温。直到公元15世纪,威尼斯人用石英砂、结晶纯碱等制成了透明度较高的玻璃,类似水晶,是人类最早得到的透明玻璃。

威尼斯人高超的玻璃制造工艺,加上严格的保护,使之在15-16世纪威尼斯不仅是欧洲最发达的玻璃制造中心,而且可以说是世界玻璃制造中心。

发明透明玻璃之后,它所发挥出的作用就远远甩开了不透明的陶器、瓷器了。毫不夸张地说,它推动了整个近代科学!

没有透明玻璃,也就没有近代生物学

1599年,荷兰一位磨眼镜片的技师詹森做出了第一具显微镜。据说启发自他的孩子们偶然间用2片眼镜镜片玩耍时发现可以放大。

1665年,英国科学家罗伯特•胡克设计了一台复杂的复合显微镜。他用显微镜观察到了木片中的细胞,是为史上第一次成功观察细胞。他把发现写成报告送到英国皇家学会。

1674年,荷兰工匠列文•虎克精心磨制透镜,做成了一台放大倍数约300倍的显微镜。他用这台显微镜观测到血细胞、池塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的精子,这是人类第一次观察到完整的活细胞。

放大的苍蝇头

没有透明玻璃,就没有近代天文学。

对于第一台望远镜是谁发明的,目前已经没有确切答案了。但在1609年,意大利科学家伽利略用玻璃制作出了一个放大倍数为32倍的望远镜,将其对准了夜空,撬开了近代天文的大门。

他用望远镜观测到了月球环形山、木星的四颗卫星、太阳黑子等等一系列天文现象。其时,人们还信奉着地球是宇宙的中心,哥白尼的“日心说”遭到了无情的嘲讽。就是这两片玻璃一根铜管,让大家亲眼看到地球不是宇宙中心。

而后,根据玻璃物理特性而发展出的照相术、分光术、测光术等应用于天文学, 诞生了研究天体的物理特征、化学组成和内部结构等的天体物理学 、天体演化学等。

不仅如此,没有透明玻璃制成的各类器皿,化学的发展也要大打折扣!

在历史发展长河中,中国的炼丹术、西方的炼金术都给化学给化学打下了一定的基础。在英语中化学家(chemist)与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼金术”。但是,所谓炼金术、炼丹术没有脱离“巫术”的荒诞。所不同的是,西方的炼金术在透明玻璃器皿的帮助下,逐步蜕变成化学。

为什么这么说呢?作为化学反应发生器皿,陶器、瓷器以及部分金属器皿都可以胜任,关键在于透明。在没有精密仪器出现之前,化学现象需要靠肉眼来观测。陶器、瓷器、铜器由于不透明,很难观测到真实现象,也就很难探究化学反应的机理,也因此给中国的炼丹术始终停留在“江湖骗术”的水平,最终衰败。

真正让化学开始成为一名学科的标志是波义耳为化学元素指明科学的概念。波义耳的燃素说、拉瓦锡的定量化学等理论、方法,开启了近代化学。而它的诞生,离不开透明玻璃器具和定量计算。

还有光学。依靠三棱镜,牛顿观测到白光可以分解红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的七色,揭开了研究光学的开端。后面光的干涉、衍射 、偏振等现象的研究,也同样离不开玻璃仪器。

牛津大学Harre曾遴选了20个改造人类世界观的实验。其中12个离不开玻璃仪器,其余8个大都需要前人用玻璃仪器进行实验以打下知识基础。如若没有玻璃仪器,人类世界观将是何种情形?

近代中国就是一个很好的例子。虽然从先秦开始我们就有了玻璃,但透明玻璃技术的落后,使中国科学成就受到影响。引以为傲的瓷器固然让我们造就了千年灿烂,但这些不透明的器具也使得古人限于对自然的神秘猜测,最终在技术条件上失去了发生近代科学革命的可能性。

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本文由材料人新锐编辑钢铁侠供稿,材料牛编辑整理。

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