Γυαλί: Το υλικό του ανθρώπινου σχήματος, αλλά και το υλικό του ανθρώπινου σχήματος

Το γυαλί είναι ίσως το πιο παραγνωρισμένο υλικό στην ιστορία. Είναι απαραίτητο για τη ζωή μας, ακόμα πιο σημαντικό από το πλαστικό. Για μένα, ένας κόσμος χωρίς γυαλί είναι ακόμα πιο δύσκολο να φανταστεί κανείς από έναν Άρη που σχηματίζει εδάφη (κάτι που οι περισσότεροι επιστήμονες συμφωνούν ότι είναι πρακτικά αδύνατο). Χωρίς αυτό το θαύμα παντού γύρω μας, δεν θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα τηλέφωνο με οθόνη αφής, να ανάψετε ένα γυάλινο φως, να δείτε από ένα παράθυρο, να φορέσετε γυαλιά ή να απολαύσετε ένα ποτό από ένα γυάλινο μπουκάλι στο κομοδίνο σας. Δεν θα μπορείτε να λαμβάνετε email, τηλεφωνικές κλήσεις ή να έχετε πρόσβαση στο Διαδίκτυο.

Σε ένα άρθρο στο Atlantic, το γυαλί ονομάστηκε «το πιο σημαντικό υλικό της ανθρωπότητας». «Για να συνδέσουμε εσάς και εμένα», γράφει ο Douglas Main, «αυτές οι λέξεις κωδικοποιούνται σε οπτικά σήματα που ταξιδεύουν με 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο μέσω καλωδίων οπτικών ινών», σε βουνά, υποβρύχια, σε πόλεις και χώρες και σε την υδρόγειο. Το γυαλί μέσα σε αυτά τα καλώδια είναι πιο λεπτό από ανθρώπινη τρίχα και «30 φορές πιο διαφανές από το πιο καθαρό νερό». Το γυαλί μας επιτρέπει να βλέπουμε και να μας βλέπουν, να ακούμε και να ακούμε, να φωτίζουμε τα δωμάτιά μας, τις ζωές μας και τις σκέψεις μας.

Από θερμοδυναμική άποψη, το γυαλί έχει την τάση να μετατρέπεται σε στερεό.

Αλλά το γυαλί είναι ένα ενδιαφέρον υλικό, εν μέρει επειδή η ίδια η λέξη είναι ένας γενικός όρος, που δεν αναφέρεται σε μια ουσία με συγκεκριμένη χημική αναλογία, αλλά σε μια ουσία με συγκεκριμένα δομικά χαρακτηριστικά που μπορεί να παρασκευαστεί από "ατελείωτα σκευάσματα". Ωστόσο, όταν μιλάμε για «γυαλί», το καταλαβαίνουμε ως κάτι πολύ συγκεκριμένο: είναι ένα υλικό που είναι σκληρό και εύθραυστο, αλλά με αρκετή θερμότητα μπορεί να γίνει παχύρρευστο και ρευστό. Μερικές φορές το γυαλί θεωρείται λανθασμένα ως υγρό επειδή θα σέρνεται (αν και πολύ αργά) ακόμη και στην ψυχρή του κατάσταση. Το γυαλί δεν είναι σαν ένα στερεό όπως ο βράχος γιατί τα μόριά του δεν είναι τόσο καλά οργανωμένα όσο κάθε κρύσταλλος. Τα διαμάντια έχουν μια πολύ κανονική κρυσταλλική δομή, όπως και ο πάγος και το κρυσταλλωμένο μέλι, αλλά το γυαλί δεν έχει. Αν και το γυαλί είναι πιο στερεό και αξιόπιστο από τον πάγο, σε μοριακό επίπεδο, η διάταξη των μορίων του γυαλιού είναι πολύ λιγότερο διατεταγμένη.

Στην επιστήμη των υλικών, το γυαλί θεωρείται συχνά ως «άμορφο στερεό». Ο John C. Mauro λέει ότι δεν είναι ούτε υγρό ούτε στερεό.

Ο Μάουρο, πρώην εφευρέτης, είναι τώρα καθηγητής μηχανικής και επιστήμης υλικών στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. Γοητεύεται από το γυαλί από τότε που επισκέφτηκε το Corning Museum of Glass στη Νέα Υόρκη σε ηλικία 6 ετών. Θυμήθηκε ότι είχε «γοητευτεί» από τα χρώματα και τα σχήματα. Σήμερα, γνωρίζει περισσότερα για τη λειτουργία του γυαλιού από σχεδόν οποιονδήποτε, αλλά παραμένει με δέος για την ουσία. «Το γυαλί είναι μοναδικό πράγμα», είπε. «Σπάζει το καλούπι».

Προσοχή: Αυτό το φαινομενικά κοινότοπο και αδρανές υλικό που ονομάζουμε γυαλί είναι στην πραγματικότητα ένα μυστικό. Σε μοριακό επίπεδο, το γυαλί μοιάζει περισσότερο με υγρό, αλλά από θερμοδυναμική άποψη, το γυαλί έχει την τάση να μετατρέπεται σε στερεό.

Από θερμοδυναμική άποψη, εξήγησε ο καθηγητής Mauro, το γυαλί έχει την τάση να γίνεται στερεό. Σε μοριακό επίπεδο, το γυαλί συμπεριφέρεται περισσότερο σαν παχύρρευστο ρευστό παρά σαν στερεό, αλλά το θεωρούμε στερεό επειδή τα μόρια του γυαλιού κινούνται τόσο αργά. «Φιλοσοφικά, το ποτήρι που εξετάζουμε είναι ενδιαφέρον», είπε ο Mauro. «Όταν κοιτάμε άλλες ουσίες, μαθαίνουμε για το γυαλί». Ωστόσο, ακριβώς κάτω από τη μύτη μας, υπάρχει ένα επιστημονικό θαύμα - μια ουσία που συμπεριφέρεται με έναν συναρπαστικό και μοναδικό τρόπο, μια ουσία που αψηφά την εύκολη ταξινόμηση. Αποτελεί τους φακούς, τα μικροσκόπια, τα τηλεσκόπια, τις οθόνες και τα γυαλιά μας. Το γυαλί μας επιτρέπει να βλέπουμε τον κόσμο πιο καθαρά, ωστόσο σπάνια του δίνουμε πραγματικά σημασία.

Είναι αυτή η κρυφή μικροσκοπική συμπεριφορά του γυαλιού που κάνει το γυαλί ένα τόσο περίεργο δοχείο ομορφιάς, που έρχεται σε αντίθεση με όλα όσα μας είχαν μάθει ως παιδιά για την κατάσταση της ύλης. Αυτό με το οποίο ερχόμαστε συνήθως σε επαφή είναι ότι η ύλη έχει τρεις καταστάσεις: στερεά, υγρή και αέρια. Αυτό δεν είναι ασυνήθιστο σε οποιαδήποτε φανταστική φαντασία. Ωστόσο, το γυαλί είναι ιδιαίτερο.

Το γυαλί είναι κατά κύριο λόγο μια ανθρωπογενής ουσία.

Ενώ κάποιο φυσικό γυαλί υπάρχει στη φύση, όπως η μαύρη πέτρα και ο τάλκης, η συντριπτική πλειοψηφία του γυαλιού καίγεται από τον άνθρωπο σε υψηλές θερμοκρασίες. Από όσο γνωρίζουμε, η προέλευση του γυαλιού ανάγεται στην Εποχή του Χαλκού της Μεσοποταμίας. Πριν από περίπου 4.000 χρόνια, οι άνθρωποι άρχισαν να λιώνουν πυρίτιο (άμμο ή θρυμματισμένη πέτρα) και να το αναμειγνύουν με μικρές ποσότητες ασβεστόλιθου και ανθρακικού νατρίου. Σύμφωνα με τον Πλίνιο, η εφεύρεση του γυαλιού ήταν ένα ευτυχές ατύχημα: ο Ρωμαίος ιστορικός πρότεινε ότι το γυαλί αποκτήθηκε κατά λάθος από Φοίνικες ναύτες κατά τη διάρκεια ενός πικνίκ στην παραλία, αλλά επειδή δεν υπήρχαν φλόγες εκείνη την εποχή ικανές να φτάσουν σε θερμοκρασίες αρκετά υψηλές για να λιώσουν άμμο, αυτή η άποψη είναι αμφισβητήσιμη. Οι σύγχρονοι ιστορικοί πιστεύουν ότι το γυαλί μπορεί να έχει ανακαλυφθεί κατά τη διαδικασία κατασκευής κεραμικών ή επεξεργασίας μετάλλων. Αυτές οι δύο διαδικασίες απαιτούν υψηλότερες θερμοκρασίες ψησίματος και μεγαλύτερους χρόνους ψησίματος από το ψήσιμο του ψωμιού ή του ψητού αρνιού.

Από όλους τους παίκτες στον υλικό κόσμο, το γυαλί είναι ένα μαγικό χέρι.

Τα παλαιότερα γνωστά κομμάτια γυαλιού είναι παρόμοια σε χρήση και επεξεργασία με πολύτιμους λίθους, συχνά κρύα παρά ζεστά και κομμένα παρά λιωμένα. Οι τεχνίτες κόβουν και γυαλίζουν γυαλί και το τοποθετούν σε κοσμήματα. Κάποια στιγμή, οι μακρινοί μας πρόγονοι ανακάλυψαν πώς να ρίχνουν γυαλί σε καλούπια για να παράγουν σκεύη. Πριν διαδοθεί η τέχνη του φυσήματος γυαλιού, οι τεχνίτες μπορούσαν να κατασκευάζουν γυάλινα πλακάκια, μικρούς καθρέφτες και πολλούς διαφορετικούς τύπους αγγείων που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση κρασιού, αρωμάτων, φαρμάκων και άλλων πολύτιμων ουσιών.

Γύρω στο πρώτο έτος του μ.Χ., λόγω της προβολής των Ρωμαίων και της αυστηρής διαδικασίας παραγωγής τους, το γυαλί σημείωσε μεγάλη επιτυχία. Το φυσητό γυαλιού (μια τεχνική που έφερε στη Ρώμη από τη Συρία) επέτρεψε στους τεχνίτες (συχνά σκλάβους) να φτιάχνουν γυάλινα κύπελλα και μπολ πολύ πιο γρήγορα από πριν. Τα φτηνά ποτήρια άρχισαν να εμφανίζονται στην αγορά. Σύντομα, η δημοτικότητα του γυαλιού μεταξύ των απλών Ρωμαίων συναγωνίστηκε εκείνη των κεραμικών. Οι καλλιτέχνες άρχισαν να πειραματίζονται με πλουσιότερες μορφές τέχνης με γυαλί, δημιουργώντας βάζα με πρόσωπο Rose Janus και μπουκάλια κρασιού διακοσμημένα με σκηνές της γέννησης. Οι οικοδόμοι άρχισαν να χρησιμοποιούν γυαλί για παράθυρα, αλλά επειδή το τζάμι ήταν θολό και βαρύ, ο σκοπός δεν ήταν τόσο ο φωτισμός όσο η ασφάλεια και η μόνωση. Βρίσκουμε ίχνη από γυάλινα παράθυρα σε όλη τη Ρώμη και τις γύρω πόλεις, συμπεριλαμβανομένων πολυτελών πλακιδίων και καλοδιατηρημένων λουτρών στην Πομπηία.

Η προέλευση ενός άλλου τύπου γυαλιού, του φακού, είναι δύσκολο να εντοπιστεί, επειδή οι φακοί εμφανίστηκαν λίγο πριν από το πρώτο έτος του μ.Χ. Στον ισλαμικό κόσμο κατά τη διάρκεια του 10ου αιώνα, η οπτική αναδείχθηκε ως σημαντικό πεδίο μελέτης και οι μαθηματικοί και οι επιστήμονες έκαναν μεγάλα βήματα στην κατανόηση και τη ρύθμιση του φωτός. Κατά τη διάρκεια της Αναγέννησης, φιλόσοφοι, επιστήμονες και στοχαστές χρησιμοποίησαν φακούς για να δουν τον φυσικό κόσμο - τα αστέρια από πάνω μας (το τηλεσκόπιο εφευρέθηκε το 1608) και τη γη από κάτω μας (αφού το μικροσκόπιο κατασκευάστηκε το 1625). Το γυαλί θεωρείται από καιρό ως υλικό ικανό να παρέχει φως με κυριολεκτική έννοια, αλλά αξίζει να θυμόμαστε ότι το γυαλί έθεσε επίσης τα θεμέλια για μεγάλο μέρος της φώτισής μας.

Η εποχή του Διαφωτισμού, το slide show γεννήθηκε. Οι προβολές διαφανειών μπορεί να είναι μια μορφή δραματικής ψυχαγωγίας που κάποιοι βρίσκουν τρομακτικό, αλλά άλλοι βρίσκουν ελπιδοφόρα - ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι επιλέγουν να το παρακολουθήσουν.

Το γυαλί μπορεί να διευρύνει τους ορίζοντές μας, αλλά όχι απαραίτητα να εμβαθύνει την κατανόησή μας.

Θα είναι ένα τρελό, περίεργο πάρτι. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι επισκέπτες θα δουν κινούμενες εικόνες πνευμάτων, δαιμόνων και άλλων τρομακτικών μορφών που προβάλλονται σε τοίχους, καπνό ή ημιδιαφανείς οθόνες. Αυτό το πνευματικό σόου φωτός επιτυγχάνεται μέσω ενός συνδυασμού παλιών και νέων εφευρέσεων, συμπεριλαμβανομένων μαγικών λαμπτήρων, μεγεθυντικών γυαλιών, πιπεριών φαντασμάτων και άλλων εργαλείων από γυαλί που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον χειρισμό φωτός και οπτικών εφέ.

Η πρώτη μεγάλη τσουλήθρα έγινε σε ένα θέατρο στο Παρίσι τη δεκαετία του 1790 μετά την Επανάσταση. Αφού περιμένει για λίγα λεπτά στο απόλυτο σκοτάδι με την απόκοσμη μουσική υπόκρουση μιας γυάλινης φυσαρμόνικας, το κοινό αρχίζει να βλέπει διάφορα σχήματα να εμφανίζονται στον ουρανό, τα οποία φαίνονται να είναι μοτίβα φωτός και σκιάς που επιπλέουν και γλιστρούν στον αέρα. Αυτά τα «φαντάσματα» είναι χλωμά και ζωντανά και μπορούν να μιλήσουν, να φωνάξουν και να κλάψουν. Ένα από τα «φαντάσματα» είναι μια μοναχή που αιμορραγεί, πρώτα έρχεται πιο κοντά και μετά απομακρύνεται σταδιακά. Οι μεταγενέστερες διαφάνειες περιλαμβάνουν τα φαντάσματα δημοσίων προσώπων που πέθαναν πρόσφατα, τα οποία λέγεται ότι έχουν κληθεί από τη δύναμη της επιστήμης. Γιατί έτσι κυκλοφορούν αυτές οι εκπομπές: είναι μια διασταύρωση μεταξύ επιστήμης και θρησκείας, πίστης και διαφωτισμού. Είναι τρομακτικά, αλλά είναι και ξεκαρδιστικά.

Παρακαλούμε να μας κοροϊδέψουν και να διαφωτιστούμε. Οι άνθρωποι αγαπούν το θέαμα. Από όλους τους παίκτες στον υλικό κόσμο, νομίζω ότι το γυαλί είναι ο απόλυτος μάγος. Αν και το γυαλί μπορεί να φωτίσει ένα δωμάτιο και μια ζωή, μπορεί επίσης να διαστρεβλώσει την πραγματικότητα και να κρύψει την αλήθεια. Όπως η φωτογραφία μπορεί να χρησιμεύσει ως καταγραφή πραγματικών γεγονότων, ενώ συγκαλύπτει και τα πιο βασικά γεγονότα, το γυαλί μπορεί να διευρύνει τους ορίζοντές μας, αλλά όχι απαραίτητα να βελτιώσει την κατανόησή μας.

Στη σύγχρονη ζωή, οι περισσότεροι από εμάς βασιζόμαστε στο γυαλί περισσότερο από όσο νομίζουμε: το γυαλί δεν χρησιμοποιείται μόνο στα παρμπρίζ και τα παράθυρά μας, αλλά και στα οπτικά καλώδια κάτω από τα πόδια μας, τα οποία έχουν μεγάλη σημασία. «Τώρα κοιταζόμαστε μέσα από μια γυάλινη οθόνη», είπε ο Μάουρο σε συνέντευξή του. Με έκανε να συνειδητοποιήσω την ευθραυστότητα της σύνδεσής μας. Μιλήσαμε μέσω του Zoom, ενός λογισμικού απομακρυσμένης διαδικτυακής τηλεδιάσκεψης. Ο Mauro συνέχισε: "Χωρίς γυαλί, δεν θα είχαμε tablet, κινητά τηλέφωνα, μια σειρά από τερματικά πληροφοριών. Όλα αυτά μεταδίδονται με φωτεινά σήματα χρησιμοποιώντας εξαιρετικά λεπτά γυάλινα καλώδια που ονομάζουμε οπτικές ίνες." Χωρίς γυαλί, λέει, δεν θα μπορούσαμε να εκτιμήσουμε τη σύγχρονη αρχιτεκτονική, το τεχνητό φως, το φυσικό φως, τα αυτοκίνητα και το πιο σημαντικό, έναν τέτοιο πλούτο πληροφοριών.

Ο Μάουρο τόνισε τα οφέλη του γυαλιού. Μας επιτρέπει να αποθηκεύουμε εμβόλια, να εξετάζουμε κύτταρα και να κοιτάμε τα αστέρια. Αλλά το γυαλί, όπως όλη η τεχνολογία, είναι «ουδέτερο» στον πυρήνα του, υποστηρίζει. «Όταν σκέφτομαι τις οπτικές ίνες, σκέφτομαι όλα τα καλά που έχει κάνει για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών για τις επικοινωνίες, αλλά έχει επίσης κάνει πολύ κακό», είπε. Οι άνθρωποι μπόρεσαν να χρησιμοποιήσουν τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης για να «διαδώσουν ψέματα και μίσος».

Χρησιμοποιούμε γυαλί για να πούμε τις προσωπικές μας αλήθειες, αλλά μπορούμε επίσης να το χρησιμοποιήσουμε για να δημιουργήσουμε ψευδείς αφηγήσεις. Δεν θα μπορούσα να εμβολιαστώ χωρίς γυάλινες φιάλες, αλλά δεν θα είχαμε δει την ταχεία εξάπλωση των αντιεμβολιαστικών θεωριών συνωμοσίας χωρίς γυάλινες οθόνες στις τσέπες μας. Χωρίς γυάλινους σωλήνες, ο Γερμανός φυσητήρας γυαλιού Heinrich Geisler δεν θα μπορούσε να παρατηρήσει τις καθοδικές ακτίνες, ο Ernest Rutherford δεν θα μπορούσε να ανακαλύψει την ενέργεια που περιέχεται στους ατομικούς πυρήνες και δεν θα είχαμε πυρηνικούς αντιδραστήρες ή ατομικές βόμβες. Δεν θα ξέραμε ότι όταν εξερράγη η ατομική βόμβα, είχε τη δύναμη να μετατρέψει την άμμο σε γυαλί, σχηματίζοντας θραύσματα σε σχήμα αστεριού που σκόρπισαν το σημείο της έκρηξης και παρέμειναν άγνωστα μέχρι δεκαετίες αργότερα. Ίσως οι πεποιθήσεις μας να μην είναι τόσο αβέβαιες, τόσο ασταθείς.

Αν και συμφωνώ με τα περισσότερα από αυτά που λέει ο Mauro, δεν είμαι σίγουρος αν το γυαλί είναι πραγματικά ουδέτερο ή αν μπορεί να ειπωθεί ότι είναι κάποια τεχνολογία. Νομίζω ότι το να αποκαλούμε το γυαλί ουδέτερη τεχνολογία είναι απλώς μια γενίκευση, όπως ακριβώς αποκαλούμε το γυαλί στερεό. Και το να κρίνουμε αν η τεχνολογία του γυαλιού είναι ουδέτερη είναι πολύ πιο διφορούμενο από το να κρίνουμε αν το γυαλί είναι συμπαγές. Η τεχνολογία δεν είναι αδρανής. Δεν είναι πέτρα. Είναι μια γλώσσα. Ακριβώς όπως μια γλώσσα, πρέπει να αποδεχτούμε τις πολλαπλές χρήσεις της. Μπορούμε να προσευχόμαστε. Μπορούμε να πούμε ψέματα. Μερικές φορές, κάνουμε και τα δύο ταυτόχρονα.

Αλλά αυτή είναι η ιστορία της ανθρωπότητας. Η δημιουργία και η προώθηση του γυαλιού είναι μια αλυσίδα γεγονότων, από το ένα πράγμα στο άλλο, και άλλοτε αυτές οι αλυσιδωτές αντιδράσεις καταλήγουν σε καταστροφή, άλλοτε σε ομορφιά. Όταν το κοιτάτε από μια γωνία, το γυαλί φαίνεται όμορφο, αντανακλώντας ένα ουράνιο τόξο φωτός που ρέει έντονα εδώ και αιώνες. Όταν το κοιτάς από άλλη γωνία, είναι κόλαση.