Glas: Materialet af menneskelig form, men også materialet af menneskelig form

Glas er nok det mest oversete materiale i historien. Det er afgørende for vores liv, endnu vigtigere end plastik. For mig er en verden uden glas endnu sværere at forestille sig end en terraforming Mars (hvilket de fleste videnskabsmænd er enige om er praktisk talt umuligt). Uden dette mirakel overalt omkring os, ville du ikke være i stand til at bruge en telefon med touchskærm, tænde et glaslys, se fra et vindue, bære briller eller nyde en drink fra en glasflaske på dit natbord. Du vil ikke være i stand til at modtage e-mail, telefonopkald eller få adgang til internettet.

I en artikel i Atlanten blev glas kaldt "menneskehedens vigtigste materiale." "For at forbinde dig og mig," skriver Douglas Main, "er disse ord kodet til optiske signaler, der rejser med 300.000 kilometer i sekundet gennem fiberoptiske kabler," på tværs af bjerge, under vandet, på tværs af byer og lande og på tværs jordkloden. Glasset inde i disse kabler er tyndere end et menneskehår og "30 gange mere gennemsigtigt end det reneste vand." Glas giver os mulighed for at se og blive set, at høre og blive hørt, at lyse op i vores rum, vores liv og vores tanker.

Fra et termodynamisk synspunkt har glas en tendens til at forvandle sig til et fast stof.

Men glas er et interessant materiale, til dels fordi ordet i sig selv er en generel betegnelse, der ikke refererer til et stof med et specifikt kemisk forhold, men til et stof med specifikke strukturelle egenskaber, der kan fremstilles af "endeløse formuleringer." Men når vi taler om "glas", forstår vi det som noget meget specifikt: det er et materiale, der er hårdt og skørt, men med tilstrækkelig varme kan det blive tyktflydende og flydende. Nogle gange opfattes glas fejlagtigt som en væske, fordi det vil krybe (omend meget langsomt) selv i sin afkølede tilstand. Glas er ikke som et fast stof som en sten, fordi dets molekyler ikke er så velorganiserede som enhver krystal. Diamanter har en meget regelmæssig krystalstruktur, ligesom is og krystalliseret honning har, men det har glas ikke. Selvom glas er mere solidt og pålideligt end is, er arrangementet af glasmolekyler på molekylært niveau meget mindre ordnet.

I materialevidenskab opfattes glas ofte som et "amorft fast stof". John C. Mauro siger, at det hverken er en væske eller et fast stof.

Mauro, en tidligere opfinder, er nu professor i teknik og materialevidenskab ved Pennsylvania State University. Han har været fascineret af glas, siden han besøgte Corning Museum of Glass i New York i en alder af 6. Han huskede at være "fascineret" af farverne og formerne. I dag ved han mere om glassets funktion end næsten alle andre, men han er stadig i ærefrygt for stoffet. "Glas er en unik ting," sagde han. "Det bryder formen."

Pas på: Dette tilsyneladende verdslige og inerte materiale, vi kalder glas, er faktisk en hemmelighed. På molekylært niveau er glas mere som en væske, men fra et termodynamisk synspunkt har glas en tendens til at forvandle sig til et fast stof.

Fra et termodynamisk synspunkt, forklarede professor Mauro, har glas en tendens til at blive solidt. På molekylært niveau opfører glas sig mere som en viskøs væske end et fast stof, men vi tænker på det som et fast stof, fordi glasmolekyler bevæger sig så langsomt. "Filosofisk er glasset, vi kigger på, interessant," sagde Mauro. "Når vi ser på andre stoffer, lærer vi om glas." Alligevel er der lige under vores næse et videnskabeligt vidunder - et stof, der opfører sig på en fascinerende og unik måde, et stof, der trodser let klassificering. Det udgør vores linser, mikroskoper, teleskoper, skærme og briller. Glas giver os mulighed for at se verden klarere, men alligevel er vi sjældent opmærksomme på den.

Det er denne skjulte mikroskopiske opførsel af glas, der gør glas til et så mærkeligt skønhedskar, som strider mod alt, hvad vi blev lært som børn om materiens tilstand. Det, vi normalt kommer i kontakt med, er, at stof har tre tilstande: fast, flydende og gas. Dette er ikke usædvanligt i enhver fantasifuld fantasi. Alligevel er glas noget særligt.

Glas er primært et menneskeskabt stof.

Mens noget naturligt glas findes i naturen, såsom sort sten og talkum, brændes langt størstedelen af ​​glas af mennesker ved høje temperaturer. Så vidt vi ved, stammer glasets oprindelse tilbage til bronzealderen i Mesopotamien. For omkring 4.000 år siden begyndte mennesker at smelte silica (sand eller knust sten) og blande det med små mængder kalksten og soda. Ifølge Plinius var opfindelsen af ​​glas en lykkelig ulykke: den romerske historiker foreslog, at glas ved et uheld blev erhvervet af fønikiske sømænd i løbet af en strandpicnic, men da der ikke var nogen flammer på det tidspunkt, der var i stand til at nå temperaturer høje nok til at smelte sand, er denne opfattelse tvivlsom. Samtidshistorikere mener, at glas kan være blevet opdaget i færd med at fremstille keramik eller bearbejde metaller. Disse to processer kræver højere brændingstemperaturer og længere brændetider end bagning af brød eller stegt lammelår.

Af alle spillere i den materielle verden er glas en magisk hånd.

De ældste kendte stykker glas ligner i brug og forarbejdning ædelstene, ofte kolde frem for varme, og skåret i stedet for smeltede. Håndværkere skærer og polerer glas og sætter det i smykker. På et tidspunkt opdagede vores fjerne forfædre, hvordan man støbte glas i forme for at fremstille redskaber. Før glasblæsningskunsten blev populær, var håndværkere i stand til at lave glasfliser, små spejle og mange forskellige typer kar, som kunne bruges til at opbevare vin, parfume, medicin og andre værdifulde stoffer.

Omkring det første år af e.Kr., på grund af romernes promovering og deres strenge produktionsproces, opnåede glas stor succes. Glasblæsning (en teknik bragt til Rom fra Syrien) gjorde det muligt for håndværkere (ofte slaver) at lave glaskopper og skåle meget hurtigere end før. Billige briller begyndte at dukke op på markedet. Snart konkurrerede glassets popularitet blandt almindelige romere med keramik. Kunstnere begyndte at eksperimentere med rigere former for kunst med glas, og skabte Rose Janus ansigtsvaser og vinflasker dekoreret med fødselsscener. Bygherrer begyndte at bruge glas til vinduer, men fordi glasset var uklart og tungt, var formålet ikke så meget til belysning som til sikkerhed og isolering. Vi finder spor af glasvinduer i hele Rom og omkringliggende byer, herunder luksuriøse fliser og velbevarede badehuse i Pompeji.

Oprindelsen af ​​en anden type glas, linsen, er svær at spore, fordi linser dukkede op noget tid før det første år af e.Kr. I den islamiske verden i løbet af det 10. århundrede opstod optik som et vigtigt fagområde, og matematikere og videnskabsmænd gjorde store fremskridt med at forstå og regulere lys. Under renæssancen brugte filosoffer, videnskabsmænd og tænkere linser til at se den fysiske verden – stjernerne over os (teleskopet blev opfundet i 1608) og jorden under os (efter at mikroskopet blev lavet i 1625). Glas har længe været set som et materiale, der er i stand til at give lys i bogstavelig forstand, men det er værd at huske på, at glas også lagde grunden til meget af vores oplysning.

Oplysningstiden, diasshowet blev født. Slideshows kan være en form for dramatisk underholdning, som nogle finder skræmmende, men andre finder håbefulde – alt efter hvordan folk vælger at se det.

Glas kan udvide vores horisont, men ikke nødvendigvis uddybe vores forståelse.

Det bliver en skør, underlig fest. I løbet af denne tid vil gæsterne se levende billeder af ånder, dæmoner og andre skræmmende figurer projiceret på vægge, røg eller gennemsigtige skærme. Dette spirituelle lysshow opnås gennem en kombination af gamle og nye opfindelser, herunder magiske lamper, forstørrelsesglas, peberspøgelser og andre glasværktøjer, der kan bruges til at manipulere lys og visuelle effekter.

Den første store rutsjebane fandt sted i et teater i Paris i 1790'erne efter revolutionen. Efter at have ventet et par minutter i totalt mørke med den uhyggelige baggrundsmusik fra en glasmundharmonika, begynder publikum at se forskellige former dukke op på himlen, som ser ud til at være lys- og skyggemønstre, der svæver og glider gennem luften. Disse "spøgelser" er blege og naturtro og kan tale, råbe og græde. Et af "spøgelserne" er en blødende nonne, der først kommer tættere på og derefter gradvist bevæger sig væk. Senere dias involverer spøgelserne fra nyligt afdøde offentlige personer, som siges at være blevet tilkaldt af videnskabens magt. For det er sådan, disse shows markedsføres: det er et kryds mellem videnskab og religion, tro og oplysning. De er skræmmende, men de er også sjove.

Vi beder om at blive narret og om at blive oplyst. Mennesker elsker et skuespil. Af alle spillerne i den materielle verden tror jeg, at glas er den ultimative tryllekunstner. Selvom glas kan lysne et rum og et liv, kan det også fordreje virkeligheden og maskere sandheden. Ligesom fotografering kan tjene som en registrering af virkelige begivenheder, samtidig med at de tilslører de mest basale fakta, kan glas udvide vores horisont, men ikke nødvendigvis forbedre vores forståelse.

I nutiden stoler de fleste af os mere på glas, end vi tror: glas bruges ikke kun i vores forruder og vinduer, men også i de optiske kabler under vores fødder, som er af stor betydning. "Nu ser vi på hinanden gennem en glasskærm," sagde Mauro i et interview. Det gjorde mig meget opmærksom på vores forbindelses skrøbelighed. Vi talte via Zoom, en ekstern online videokonferencesoftware. Mauro fortsatte: "Uden glas ville vi ikke have tablets, mobiltelefoner, en række informationsterminaler. Alt dette transmitteres af lyssignaler ved hjælp af ultrafine glastråde, som vi kalder fiberoptik." Uden glas, siger han, ville vi ikke være i stand til at værdsætte moderne arkitektur, kunstigt lys, naturligt lys, biler og vigtigst af alt, sådan en rigdom af information.

Mauro understregede fordelene ved glas. Det giver os mulighed for at opbevare vacciner, undersøge celler og stirre på stjernerne. Men glas, som al teknologi, er "neutralt" i sin kerne, hævder han. "Når jeg tænker på fiberoptik, tænker jeg på alt det gode, det er gjort for en lang række applikationer til kommunikation, men det har også gjort meget skade," sagde han. Folk var i stand til at bruge sociale medier til at "sprede løgne og had".

Vi bruger glas til at fortælle vores personlige sandheder, men vi kan også bruge det til at skabe falske fortællinger. Jeg ville ikke have været i stand til at vaccinere uden glasflasker, men vi ville ikke have set den hurtige spredning af anti-vaccine konspirationsteorier uden glasskærme i vores lommer. Uden glasrør ville den tyske glaspuster Heinrich Geisler ikke have været i stand til at observere katodestråler, Ernest Rutherford ville ikke have været i stand til at opdage energien indeholdt i atomkerner, og vi ville ikke have atomreaktorer eller atombomber. Vi ville ikke have vidst, at da atombomben eksploderede, havde den magten til at forvandle sand til glas, og danne stjerneformede skår, der lå ved sprængningsstedet og forblev uopdaget indtil årtier senere. Måske vil vores overbevisning ikke være så usikker, så ustabil.

Selvom jeg er enig i det meste af hvad Mauro siger, er jeg ikke sikker på, om glas virkelig er neutralt, eller om nogen teknologi kan siges at være det. Jeg tror, ​​at at kalde glas en neutral teknologi blot er en generalisering, ligesom vi kalder glas for et fast stof. Og at bedømme, om glasteknologien er neutral, er langt mere tvetydigt end at afgøre, om glasset er solidt. Teknologi er ikke inert. Det er ikke en sten; Det er et sprog. Ligesom et sprog må vi acceptere dets mange anvendelser. Vi kan bede; Vi kan lyve. Nogle gange gør vi begge dele på samme tid.

Men dette er menneskehedens historie. Skabelsen og promoveringen af ​​glas er en kæde af begivenheder, fra den ene ting til den anden, og nogle gange ender disse kædereaktioner i katastrofe, nogle gange i skønhed. Når du ser på det fra en vinkel, fremstår glasset smukt, og det reflekterer en regnbue af lys, der har strømmet klart i evigheder af tid. Når man ser på det fra en anden vinkel, er det et helvede.