الزجاج: المادة التي على شكل الإنسان، ولكنها أيضًا المادة التي على شكل الإنسان

ربما يكون الزجاج هو المادة الأكثر إغفالًا في التاريخ. إنه ضروري لحياتنا، وهو أكثر أهمية من البلاستيك. بالنسبة لي، فإن تصور عالم بدون زجاج أصعب بكثير من تصور إعادة تأهيل كوكب المريخ (وهو ما يتفق معظم العلماء على أنه مستحيل عمليا). بدون هذه المعجزة الموجودة في كل مكان حولنا، لن تتمكن من استخدام شاشة الهاتف التي تعمل باللمس، أو تشغيل الضوء الزجاجي، أو الرؤية من النافذة، أو ارتداء النظارات، أو الاستمتاع بمشروب من زجاجة زجاجية على طاولة بجانب سريرك. لن تتمكن من تلقي البريد الإلكتروني أو المكالمات الهاتفية أو الوصول إلى الإنترنت.

في مقال في مجلة أتلانتيك، تم وصف الزجاج بأنه "أهم مادة للإنسانية". كتب دوجلاس ماين: "من أجل التواصل بيني وبينك، يتم تشفير هذه الكلمات في إشارات ضوئية تنتقل بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية عبر كابلات الألياف الضوئية،" عبر الجبال وتحت الماء وعبر المدن والبلدان وعبر الجبال. العالم. الزجاج الموجود داخل هذه الكابلات أرق من شعرة الإنسان و"أكثر شفافية 30 مرة من أنقى المياه". يتيح لنا الزجاج أن نرى ونرى، وأن نسمع ونسمع، وأن نضيء غرفنا وحياتنا وأفكارنا.

من وجهة نظر الديناميكا الحرارية، يميل الزجاج إلى التحول إلى مادة صلبة.

لكن الزجاج مادة مثيرة للاهتمام، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الكلمة نفسها مصطلح عام، لا يشير إلى مادة ذات نسبة كيميائية محددة، بل إلى مادة ذات خصائص هيكلية محددة يمكن تصنيعها من "تركيبات لا نهاية لها". ومع ذلك، عندما نتحدث عن "الزجاج"، فإننا نفهمه كشيء محدد للغاية: فهو مادة صلبة وهشة، ولكن مع الحرارة الكافية يمكن أن تصبح لزجة وسائلة. في بعض الأحيان يُعتقد خطأً أن الزجاج سائل لأنه سوف يزحف (ولو ببطء شديد) حتى في حالته المبردة. الزجاج ليس مادة صلبة كالصخر لأن جزيئاته ليست منظمة بشكل جيد مثل أي بلورة. يمتلك الماس بنية بلورية منتظمة جدًا، مثل الثلج والعسل المتبلور، لكن الزجاج ليس كذلك. على الرغم من أن الزجاج أكثر صلابة وموثوقية من الجليد، إلا أن ترتيب جزيئات الزجاج على المستوى الجزيئي أقل ترتيبًا بكثير.

في علم المواد، غالبًا ما يُنظر إلى الزجاج على أنه "مادة صلبة غير متبلورة". يقول جون سي ماورو إنه ليس سائلاً ولا صلبًا.

ماورو، مخترع سابق، هو الآن أستاذ الهندسة وعلوم المواد في جامعة ولاية بنسلفانيا. لقد كان مفتونًا بالزجاج منذ أن زار متحف كورنينج للزجاج في نيويورك عندما كان في السادسة من عمره. ويتذكر أنه "مفتون" بالألوان والأشكال. واليوم، أصبح يعرف عن وظيفة الزجاج أكثر من أي شخص آخر تقريبًا، لكنه لا يزال يشعر بالرهبة من المادة. وقال "الزجاج شيء فريد من نوعه". "إنه يكسر القالب."

احذر: هذه المادة التي تبدو عادية وخاملة والتي نسميها الزجاج هي في الواقع سر. على المستوى الجزيئي، الزجاج أشبه بالسائل، ولكن من وجهة نظر الديناميكا الحرارية، يميل الزجاج إلى التحول إلى مادة صلبة.

وأوضح البروفيسور ماورو، أنه من وجهة نظر الديناميكا الحرارية، يميل الزجاج إلى أن يصبح صلبًا. على المستوى الجزيئي، يتصرف الزجاج وكأنه سائل لزج أكثر من كونه مادة صلبة، لكننا نعتبره مادة صلبة لأن جزيئات الزجاج تتحرك ببطء شديد. وقال ماورو: "من الناحية الفلسفية، الزجاج الذي ننظر إليه مثير للاهتمام". "عندما ننظر إلى مواد أخرى، فإننا نتعلم عن الزجاج." ومع ذلك، تحت أنوفنا مباشرة هناك أعجوبة علمية - مادة تتصرف بطريقة رائعة وفريدة من نوعها، وهي مادة تتحدى التصنيف السهل. وهي تشكل العدسات والمجاهر والتلسكوبات والشاشات والنظارات. يسمح لنا الزجاج برؤية العالم بشكل أكثر وضوحًا، لكننا نادرًا ما ننتبه إليه.

إن هذا السلوك المجهري الخفي للزجاج هو الذي يجعل الزجاج وعاءً غريبًا للجمال، وهو ما يتعارض مع كل ما تعلمناه عندما كنا أطفالًا عن حالة المادة. ما نتعامل معه عادةً هو أن المادة لها ثلاث حالات: الصلبة والسائلة والغازية. وهذا ليس غريبا في أي خيال خيالي. ومع ذلك، الزجاج له خصوصية.

الزجاج هو في المقام الأول مادة من صنع الإنسان.

في حين أن بعض الزجاج الطبيعي موجود في الطبيعة، مثل الحجر الأسود والتلك، فإن الغالبية العظمى من الزجاج يتم حرقه بواسطة البشر في درجات حرارة عالية. بقدر ما نعلم، يعود أصل الزجاج إلى العصر البرونزي في بلاد ما بين النهرين. منذ حوالي 4000 عام، بدأ البشر بصهر السيليكا (الرمل أو الحجر المسحوق) وخلطها بكميات صغيرة من الحجر الجيري ورماد الصودا. وفقًا لبليني، كان اختراع الزجاج حادثًا سعيدًا: فقد أشار المؤرخ الروماني إلى أن البحارة الفينيقيين حصلوا على الزجاج عن طريق الخطأ أثناء نزهة على الشاطئ، ولكن نظرًا لعدم وجود ألسنة لهب في ذلك الوقت قادرة على الوصول إلى درجات حرارة عالية بما يكفي للذوبان الرمال، وهذا الرأي مشكوك فيه. يعتقد المؤرخون المعاصرون أنه ربما تم اكتشاف الزجاج أثناء عملية صناعة السيراميك أو تشغيل المعادن. تتطلب هاتان العمليتان درجات حرارة أعلى للحرق وأوقات حرق أطول من خبز الخبز أو لحم الضأن المشوي.

من بين جميع اللاعبين في العالم المادي، يعتبر الزجاج يدًا سحرية.

تتشابه أقدم قطع الزجاج المعروفة في الاستخدام والمعالجة مع الأحجار الكريمة، وغالبًا ما تكون باردة وليست ساخنة، ويتم تقطيعها بدلاً من صهرها. يقوم الحرفيون بتقطيع الزجاج وتلميعه ووضعه في المجوهرات. في مرحلة ما، اكتشف أسلافنا البعيدين كيفية صب الزجاج في قوالب لإنتاج الأواني. قبل انتشار فن نفخ الزجاج، كان الحرفيون قادرين على صنع البلاط الزجاجي والمرايا الصغيرة والعديد من أنواع الأوعية المختلفة التي يمكن استخدامها لتخزين النبيذ والعطور والأدوية وغيرها من المواد القيمة.

في حوالي السنة الأولى من الميلاد، وبسبب ترقية الرومان وعملية إنتاجهم الصارمة، حقق الزجاج نجاحًا كبيرًا. نفخ الزجاج (تقنية جلبت إلى روما من سوريا) مكنت الحرفيين (العبيد في كثير من الأحيان) من صنع الأكواب والأوعية الزجاجية بشكل أسرع بكثير من ذي قبل. بدأت النظارات الرخيصة في الظهور في السوق. وسرعان ما أصبحت شعبية الزجاج بين الرومان العاديين تنافس شعبية السيراميك. بدأ الفنانون بتجربة أشكال فنية أكثر ثراءً باستخدام الزجاج، حيث قاموا بإنشاء مزهريات وجه روز يانوس وزجاجات نبيذ مزينة بمناظر الميلاد. بدأ عمال البناء في استخدام الزجاج للنوافذ، ولكن نظرًا لأن الزجاج كان غائمًا وثقيلًا، لم يكن الغرض الإضاءة بقدر ما كان للسلامة والعزل. نجد آثارًا للنوافذ الزجاجية في جميع أنحاء روما والمدن المحيطة بها، بما في ذلك البلاط الفاخر والحمامات المحفوظة جيدًا في بومبي.

من الصعب تتبع أصل نوع آخر من الزجاج، وهو العدسة، لأن العدسات ظهرت في وقت ما قبل السنة الأولى بعد الميلاد. في العالم الإسلامي خلال القرن العاشر، ظهرت البصريات كمجال مهم للدراسة، وقام علماء الرياضيات والعلماء بخطوات كبيرة في فهم الضوء وتنظيمه. خلال عصر النهضة، استخدم الفلاسفة والعلماء والمفكرون العدسات لرؤية العالم المادي - النجوم فوقنا (تم اختراع التلسكوب في عام 1608) والأرض تحتنا (بعد صنع المجهر في عام 1625). لطالما كان يُنظر إلى الزجاج على أنه مادة قادرة على توفير الضوء بالمعنى الحرفي، ولكن من الجدير بالذكر أن الزجاج أيضًا وضع الأساس لكثير من التنوير لدينا.

عصر التنوير، ولد عرض الشرائح. يمكن أن تكون عروض الشرائح شكلاً من أشكال الترفيه الدرامي الذي يجده البعض مرعبًا، لكن البعض الآخر يجده مفعما بالأمل - اعتمادًا على الطريقة التي يختار بها الأشخاص مشاهدتها.

يمكن للزجاج أن يوسع آفاقنا، ولكن ليس بالضرورة أن يعمق فهمنا.

ستكون حفلة مجنونة وغريبة. خلال هذا الوقت، سيشاهد الضيوف صورًا متحركة للأرواح والشياطين وغيرها من الشخصيات المرعبة معروضة على الجدران أو الدخان أو الشاشات الشفافة. يتم تحقيق هذا العرض الضوئي الروحي من خلال مجموعة من الاختراعات القديمة والجديدة، بما في ذلك المصابيح السحرية والنظارات المكبرة وأشباح الفلفل وغيرها من الأدوات الزجاجية التي يمكن استخدامها لمعالجة الضوء والمؤثرات البصرية.

جرت أول شريحة كبيرة في مسرح بباريس في تسعينيات القرن الثامن عشر بعد الثورة. بعد الانتظار لبضع دقائق في ظلام دامس مع موسيقى خلفية مخيفة للهارمونيكا الزجاجية، يبدأ الجمهور في رؤية أشكال مختلفة تظهر في السماء، والتي تبدو وكأنها أنماط ضوء وظل تطفو وتنزلق في الهواء. هذه "الأشباح" شاحبة ونابضة بالحياة، ويمكنها التحدث والصراخ والبكاء. إحدى "الأشباح" هي راهبة تنزف، تقترب أولاً ثم تبتعد تدريجياً. تتضمن الشرائح اللاحقة أشباح الشخصيات العامة المتوفاة مؤخرًا، والتي يقال إنه تم استدعاؤها بقوة العلم. لأن هذه هي الطريقة التي يتم بها تسويق هذه العروض: إنها تقاطع بين العلم والدين، والإيمان والتنوير. إنهم مخيفون، لكنهم مضحكون أيضًا.

نرجو أن ننخدع وأن نستنير. البشر يحبون المشهد. من بين جميع اللاعبين في العالم المادي، أعتقد أن الزجاج هو الساحر المطلق. على الرغم من أن الزجاج يمكن أن يضفي البهجة على الغرفة والحياة، إلا أنه يمكن أيضًا أن يشوه الواقع ويخفي الحقيقة. مثلما يمكن للتصوير الفوتوغرافي أن يكون بمثابة سجل للأحداث الحقيقية بينما يحجب أيضًا الحقائق الأساسية، يمكن للزجاج أن يوسع آفاقنا ولكن ليس بالضرورة أن يحسن فهمنا.

في الحياة المعاصرة، يعتمد معظمنا على الزجاج أكثر مما نعتقد: فالزجاج لا يستخدم فقط في الزجاج الأمامي والنوافذ، ولكن أيضًا في الكابلات الضوئية الموجودة أسفل أقدامنا، والتي لها أهمية كبيرة. وقال ماورو في مقابلة: "الآن ننظر إلى بعضنا البعض من خلال شاشة زجاجية". لقد جعلني أدرك تمامًا هشاشة علاقتنا. تحدثنا عبر Zoom، وهو برنامج لعقد مؤتمرات الفيديو عبر الإنترنت عن بعد. وتابع ماورو: "بدون الزجاج، لن يكون لدينا أجهزة لوحية وهواتف محمولة ومجموعة من محطات المعلومات. كل هذا ينتقل عن طريق الإشارات الضوئية باستخدام أسلاك زجاجية فائقة الدقة نسميها الألياف الضوئية". ويقول إنه بدون الزجاج، لن نكون قادرين على تقدير الهندسة المعمارية الحديثة، والضوء الاصطناعي، والضوء الطبيعي، والسيارات، والأهم من ذلك، مثل هذه الثروة من المعلومات.

وشدد ماورو على فوائد الزجاج. فهو يسمح لنا بتخزين اللقاحات وفحص الخلايا والتحديق في النجوم. لكنه يرى أن الزجاج، مثله مثل كل التكنولوجيا، "محايد" في جوهره. وقال: "عندما أفكر في الألياف الضوئية، أفكر في كل الخير الذي يتم تقديمه لمجموعة واسعة من تطبيقات الاتصالات، ولكنها تسبب أيضًا الكثير من الضرر". وتمكن الناس من استخدام وسائل التواصل الاجتماعي "لنشر الأكاذيب والكراهية".

نحن نستخدم الزجاج لنقول حقائقنا الشخصية، ولكن يمكننا استخدامه أيضًا لإنشاء روايات كاذبة. لم أكن لأتمكن من التطعيم بدون الزجاجات، لكننا لم نكن لنشهد الانتشار السريع لنظريات المؤامرة ضد اللقاحات بدون الشاشات الزجاجية في جيوبنا. لولا الأنابيب الزجاجية، لم يكن صانع الزجاج الألماني هاينريش جايزلر ليتمكن من رصد أشعة الكاثود، ولم يكن إرنست رذرفورد ليتمكن من اكتشاف الطاقة الموجودة في النوى الذرية، ولما كان لدينا مفاعلات نووية أو قنابل ذرية. لم نكن نعلم أنه عندما انفجرت القنبلة الذرية، كانت لديها القدرة على تحويل الرمل إلى زجاج، وتشكيل شظايا على شكل نجمة تناثرت في موقع الانفجار وظلت غير مكتشفة حتى عقود لاحقة. ربما لن تكون معتقداتنا غير مؤكدة وغير مستقرة إلى هذا الحد.

على الرغم من أنني أتفق مع معظم ما يقوله ماورو، إلا أنني لست متأكدًا مما إذا كان الزجاج محايدًا حقًا، أو إذا كان من الممكن القول بوجود أي تقنية كذلك. أعتقد أن تسمية الزجاج بتقنية محايدة هو مجرد تعميم، تمامًا كما نطلق على الزجاج مادة صلبة. والحكم على ما إذا كانت تكنولوجيا الزجاج محايدة هو أمر أكثر غموضا بكثير من تحديد ما إذا كان الزجاج صلبا. التكنولوجيا ليست خاملة. إنه ليس حجرًا. إنها لغة. تمامًا مثل اللغة، يجب علينا قبول استخداماتها المتعددة. يمكننا أن نصلي؛ يمكننا أن نكذب. في بعض الأحيان، نقوم بالأمرين معًا في نفس الوقت.

لكن هذا هو تاريخ البشرية. إن صناعة الزجاج وترويجه عبارة عن سلسلة من الأحداث، من شيء إلى آخر، وأحيانا تنتهي هذه التفاعلات المتسلسلة بالكارثة، وأحيانا بالجمال. عندما تنظر إليه من زاوية، يبدو الزجاج جميلاً، ويعكس قوس قزح من الضوء الذي كان يتدفق بشكل مشرق لدهور من الزمن. وعندما تنظر إليها من زاوية أخرى، فهي نار جهنم.