Verre : Le matériau de la forme humaine, mais aussi le matériau de la forme humaine

Le verre est probablement le matériau le plus négligé de l’histoire. Il est essentiel à nos vies, encore plus important que le plastique. Pour moi, un monde sans verre est encore plus difficile à imaginer qu’une Mars terraformante (ce qui, selon la plupart des scientifiques, est pratiquement impossible). Sans ce miracle qui nous entoure, vous ne seriez pas en mesure d'utiliser un téléphone à écran tactile, d'allumer une lumière en verre, de voir depuis une fenêtre, de porter des lunettes ou de prendre un verre dans une bouteille en verre posée sur votre table de chevet. Vous ne pourrez pas recevoir d'e-mails, d'appels téléphoniques ni accéder à Internet.

Dans un article paru dans l'Atlantic, le verre était qualifié de « matériau le plus important de l'humanité ». "Afin de nous connecter, vous et moi", écrit Douglas Main, "ces mots sont codés dans des signaux optiques qui se propagent à 300 000 kilomètres par seconde à travers des câbles à fibres optiques", à travers les montagnes, sous l'eau, à travers les villes et les pays, et à travers le globe. Le verre à l’intérieur de ces câbles est plus fin qu’un cheveu humain et « 30 fois plus transparent que l’eau la plus pure ». Le verre nous permet de voir et d'être vu, d'entendre et d'être entendu, d'éclairer nos pièces, nos vies et nos pensées.

D'un point de vue thermodynamique, le verre a tendance à se transformer en solide.

Mais le verre est un matériau intéressant, en partie parce que le mot lui-même est un terme général, faisant référence non pas à une substance avec un rapport chimique spécifique, mais à une substance avec des caractéristiques structurelles spécifiques qui peuvent être fabriquées à partir de « formulations infinies ». Cependant, lorsque nous parlons de « verre », nous l'entendons comme quelque chose de très spécifique : c'est un matériau dur et cassant, mais avec suffisamment de chaleur, il peut devenir visqueux et fluide. Parfois, le verre est considéré à tort comme un liquide car il flue (bien que très lentement) même à l’état refroidi. Le verre n’est pas comme un solide comme une roche car ses molécules ne sont pas aussi bien organisées que n’importe quel cristal. Les diamants ont une structure cristalline très régulière, tout comme la glace et le miel cristallisé, mais pas le verre. Bien que le verre soit plus solide et plus fiable que la glace, au niveau moléculaire, la disposition des molécules de verre est beaucoup moins ordonnée.

En science des matériaux, le verre est souvent considéré comme un « solide amorphe ». John C. Mauro dit que ce n'est ni un liquide ni un solide.

Mauro, un ancien inventeur, est aujourd'hui professeur d'ingénierie et de science des matériaux à la Pennsylvania State University. Il est fasciné par le verre depuis qu'il a visité le Corning Museum of Glass à New York à l'âge de 6 ans. Il se souvient avoir été « fasciné » par les couleurs et les formes. Aujourd’hui, il en sait plus que quiconque sur la fonction du verre, mais il reste impressionné par sa substance. "Le verre est une chose unique", a-t-il déclaré. "Ça brise le moule."

Attention : ce matériau apparemment banal et inerte que nous appelons le verre est en réalité un secret. Au niveau moléculaire, le verre ressemble davantage à un liquide, mais d'un point de vue thermodynamique, le verre a tendance à se transformer en solide.

D'un point de vue thermodynamique, explique le professeur Mauro, le verre a tendance à devenir solide. Au niveau moléculaire, le verre se comporte plus comme un fluide visqueux que comme un solide, mais nous le considérons comme un solide parce que les molécules de verre se déplacent très lentement. "Philosophiquement, le verre que nous regardons est intéressant", a déclaré Mauro. "Quand nous regardons d'autres substances, nous en apprenons davantage sur le verre." Pourtant, juste sous nos yeux se trouve une merveille scientifique : une substance qui se comporte d’une manière fascinante et unique, qui défie toute classification facile. Il constitue nos lentilles, microscopes, télescopes, écrans et lunettes. Le verre nous permet de voir le monde plus clairement, mais nous y prêtons rarement vraiment attention.

C’est ce comportement microscopique caché du verre qui fait du verre un si curieux récipient de beauté, ce qui va à l’encontre de tout ce qu’on nous a appris quand nous étions enfants sur l’état de la matière. Ce à quoi nous sommes généralement confrontés, c’est que la matière a trois états : solide, liquide et gazeux. Cela n’est pas inhabituel dans toute imagination fantaisiste. Pourtant, le verre est spécial.

Le verre est avant tout une substance artificielle.

Bien que certains verres naturels existent dans la nature, comme la pierre noire et le talc, la grande majorité du verre est cuite par l'homme à des températures élevées. À notre connaissance, l’origine du verre remonte à l’âge du bronze de la Mésopotamie. Il y a environ 4 000 ans, les humains ont commencé à faire fondre de la silice (sable ou pierre concassée) et à la mélanger avec de petites quantités de calcaire et de carbonate de sodium. Selon Pline, l'invention du verre était un heureux accident : l'historien romain a suggéré que le verre avait été acquis accidentellement par des marins phéniciens au cours d'un pique-nique sur la plage, mais comme il n'y avait pas à l'époque de flammes capables d'atteindre des températures suffisamment élevées pour fondre sable, cette vision est discutable. Les historiens contemporains pensent que le verre pourrait avoir été découvert lors de la fabrication de céramiques ou du travail des métaux. Ces deux procédés nécessitent des températures de cuisson plus élevées et des temps de cuisson plus longs que la cuisson du pain ou du gigot d'agneau rôti.

Parmi tous les acteurs du monde matériel, le verre est une main magique.

Les morceaux de verre les plus anciens connus sont similaires dans leur utilisation et leur traitement à ceux des pierres précieuses, souvent froids plutôt que chauds, et coupés plutôt que fondus. Les artisans coupent et polissent le verre et le sertissent en bijoux. À un moment donné, nos lointains ancêtres ont découvert comment couler le verre dans des moules pour produire des ustensiles. Avant que l'art du soufflage du verre ne soit popularisé, les artisans étaient capables de fabriquer des carreaux de verre, des petits miroirs et de nombreux types de récipients pouvant être utilisés pour stocker du vin, des parfums, des médicaments et d'autres substances de valeur.

Vers la première année de notre ère, grâce à la promotion des Romains et à leur processus de production strict, le verre connut un grand succès. Le soufflage de verre (une technique importée de Syrie à Rome) permettait aux artisans (souvent des esclaves) de fabriquer des tasses et des bols en verre beaucoup plus rapidement qu'auparavant. Des lunettes bon marché ont commencé à apparaître sur le marché. Bientôt, la popularité du verre parmi les Romains ordinaires rivalisa avec celle de la céramique. Les artistes ont commencé à expérimenter des formes d'art plus riches avec le verre, créant des vases à visage de Rose Janus et des bouteilles de vin décorées de scènes de la Nativité. Les constructeurs ont commencé à utiliser du verre pour les fenêtres, mais comme le verre était trouble et lourd, le but n'était pas tant d'éclairer que d'assurer la sécurité et l'isolation. Nous trouvons des traces de fenêtres en verre partout à Rome et dans les villes environnantes, notamment des carrelages luxueux et des bains publics bien conservés à Pompéi.

L'origine d'un autre type de verre, la lentille, est difficile à retracer, car les lentilles sont apparues quelque temps avant la première année de notre ère. Dans le monde islamique, au Xe siècle, l’optique est devenue un domaine d’étude important, et les mathématiciens et les scientifiques ont fait de grands progrès dans la compréhension et la régulation de la lumière. À la Renaissance, les philosophes, les scientifiques et les penseurs utilisaient des lentilles pour voir le monde physique : les étoiles au-dessus de nous (le télescope a été inventé en 1608) et la terre en dessous de nous (après la fabrication du microscope en 1625). Le verre a longtemps été considéré comme un matériau capable de fournir de la lumière au sens littéral du terme, mais il convient de rappeler que le verre a également jeté les bases d’une grande partie de notre illumination.

Au siècle des Lumières, le diaporama était né. Les diaporamas peuvent être une forme de divertissement dramatique que certains trouvent terrifiant, mais que d'autres trouvent plein d'espoir - selon la façon dont les gens choisissent de le regarder.

Le verre peut élargir nos horizons, mais pas nécessairement approfondir notre compréhension.

Ça va être une fête folle et bizarre. Pendant ce temps, les invités verront des images animées d’esprits, de démons et d’autres figures terrifiantes projetées sur les murs, de la fumée ou des écrans translucides. Ce spectacle de lumière spirituelle est réalisé grâce à une combinaison d'inventions anciennes et nouvelles, notamment des lampes magiques, des loupes, des fantômes de poivre et d'autres outils en verre pouvant être utilisés pour manipuler la lumière et les effets visuels.

La première grande diapositive a eu lieu dans un théâtre de Paris dans les années 1790, après la Révolution. Après avoir attendu quelques minutes dans l'obscurité totale avec la musique de fond étrange d'un harmonica de verre, le public commence à voir diverses formes apparaître dans le ciel, qui semblent être des motifs d'ombre et de lumière flottant et glissant dans l'air. Ces « fantômes » sont pâles et réalistes et peuvent parler, crier et pleurer. L'un des "fantômes" est une nonne ensanglantée, qui se rapproche d'abord puis s'éloigne progressivement. Les diapositives ultérieures montrent les fantômes de personnalités publiques récemment décédées, qui auraient été convoquées par le pouvoir de la science. Parce que c'est ainsi que ces émissions sont commercialisées : c'est une intersection entre la science et la religion, la foi et l'illumination. Ils font peur, mais ils sont aussi hilarants.

Nous demandons à être dupes et à être éclairés. Les humains aiment le spectacle. De tous les acteurs du monde matériel, je pense que le verre est le magicien ultime. Bien que le verre puisse éclairer une pièce et une vie, il peut aussi déformer la réalité et masquer la vérité. Tout comme la photographie peut servir à enregistrer des événements réels tout en obscurcissant les faits les plus élémentaires, le verre peut élargir nos horizons mais n’améliore pas nécessairement notre compréhension.

Dans la vie contemporaine, la plupart d'entre nous dépendent du verre plus que nous ne le pensons : le verre n'est pas seulement utilisé dans nos pare-brise et nos fenêtres, mais aussi dans les câbles optiques sous nos pieds, qui revêtent une grande importance. "Maintenant, nous nous regardons à travers un écran de verre", a déclaré Mauro dans une interview. Cela m’a fait prendre pleinement conscience de la fragilité de notre connexion. Nous avons parlé via Zoom, un logiciel de visioconférence en ligne à distance. Mauro poursuit : "Sans verre, nous n'aurions pas de tablettes, de téléphones portables, ni de terminaux d'information. Tout cela est transmis par des signaux lumineux utilisant des fils de verre ultra-fins que nous appelons fibres optiques." Sans verre, dit-il, nous ne pourrions pas apprécier l'architecture moderne, la lumière artificielle, la lumière naturelle, les voitures et, surtout, une telle richesse d'informations.

Mauro a souligné les avantages du verre. Cela nous permet de stocker des vaccins, d’examiner des cellules et d’observer les étoiles. Mais le verre, comme toute technologie, est fondamentalement « neutre », affirme-t-il. "Quand je pense à la fibre optique, je pense à tout le bien qu'elle apporte à un large éventail d'applications de communication, mais elle fait aussi beaucoup de mal", a-t-il déclaré. Les gens ont pu utiliser les réseaux sociaux pour « répandre des mensonges et de la haine ».

Nous utilisons le verre pour dire nos vérités personnelles, mais nous pouvons aussi l’utiliser pour créer de faux récits. Je n’aurais pas pu vacciner sans bouteilles en verre, mais nous n’aurions pas assisté à la propagation rapide des théories du complot anti-vaccin sans des écrans de verre dans nos poches. Sans tubes de verre, le souffleur de verre allemand Heinrich Geisler n'aurait pas pu observer les rayons cathodiques, Ernest Rutherford n'aurait pas pu découvrir l'énergie contenue dans les noyaux atomiques et nous n'aurions pas de réacteurs nucléaires ni de bombes atomiques. Nous n'aurions pas su que lorsque la bombe atomique a explosé, elle avait le pouvoir de transformer le sable en verre, formant des éclats en forme d'étoile qui jonchaient le site de l'explosion et qui sont restés inconnus jusqu'à des décennies plus tard. Peut-être que nos croyances ne seront pas si incertaines, si instables.

Bien que je sois d'accord avec la plupart de ce que dit Mauro, je ne sais pas si le verre est vraiment neutre, ni si l'on peut dire qu'une technologie l'est. Je pense qu’appeler le verre une technologie neutre n’est qu’une généralisation, tout comme nous appelons le verre un solide. Et juger si la technologie du verre est neutre est bien plus ambigu que déterminer si le verre est solide. La technologie n’est pas inerte. Ce n'est pas une pierre ; C'est une langue. Tout comme une langue, nous devons accepter ses multiples usages. Nous pouvons prier ; Nous pouvons mentir. Parfois, nous faisons les deux en même temps.

Mais c'est l'histoire de l'humanité. La création et la promotion du verre sont une chaîne d'événements, d'une chose à une autre, et ces réactions en chaîne se terminent parfois en désastre, parfois en beauté. Lorsque vous le regardez sous un angle, le verre apparaît magnifique, reflétant un arc-en-ciel de lumière qui coule brillamment depuis des éternités. Quand on le regarde sous un autre angle, c'est le feu de l'enfer.