Стекло: материал человеческой формы, но также и материал человеческой формы.

Стекло, пожалуй, самый игнорируемый материал в истории. Он необходим для нашей жизни, даже более важен, чем пластик. На мой взгляд, мир без стекла представить еще труднее, чем терраформирование Марса (что, по мнению большинства ученых, практически невозможно). Без этого чуда, окружающего нас, вы не смогли бы пользоваться телефоном с сенсорным экраном, включать стеклянный свет, видеть из окна, носить очки или наслаждаться напитком из стеклянной бутылки на прикроватной тумбочке. Вы не сможете получать электронную почту, телефонные звонки или выходить в Интернет.

В статье в журнале Atlantic стекло было названо «самым важным материалом человечества». «Чтобы соединить вас и меня, — пишет Дуглас Мэйн, — эти слова кодируются в оптические сигналы, которые передаются со скоростью 300 000 километров в секунду по оптоволоконным кабелям», через горы, под водой, через города и страны, через Глобус. Стекло внутри этих кабелей тоньше человеческого волоса и «в 30 раз прозрачнее самой чистой воды». Стекло позволяет нам видеть и быть увиденными, слышать и быть услышанными, освещать наши комнаты, нашу жизнь и наши мысли.

С термодинамической точки зрения стекло имеет тенденцию превращаться в твердое вещество.

Но стекло — интересный материал, отчасти потому, что само это слово является общим термином, относящимся не к веществу с определенным химическим соотношением, а к веществу с определенными структурными характеристиками, которое можно получить из «бесконечных рецептур». Однако, когда мы говорим о «стекле», мы понимаем под ним нечто весьма специфическое: это материал твердый и хрупкий, но при достаточном нагревании он может стать вязким и текучим. Иногда стекло ошибочно принимают за жидкость, поскольку оно будет растекаться (хотя и очень медленно) даже в охлажденном состоянии. Стекло не похоже на твердое вещество, подобное камню, потому что его молекулы не так хорошо организованы, как у любого кристалла. Алмазы имеют очень правильную кристаллическую структуру, как и лед и кристаллизованный мед, а стекло – нет. Хотя стекло более твердое и надежное, чем лед, на молекулярном уровне расположение молекул стекла гораздо менее упорядочено.

В материаловедении стекло часто рассматривают как «аморфное твердое тело». Джон К. Мауро говорит, что это не жидкость и не твердое тело.

Мауро, бывший изобретатель, сейчас является профессором инженерии и материаловедения в Университете штата Пенсильвания. Он был очарован стеклом с тех пор, как в возрасте 6 лет посетил Музей стекла Корнинг в Нью-Йорке. Он вспоминал, что был «очарован» цветами и формами. Сегодня он знает о функциях стекла больше, чем кто-либо другой, но по-прежнему трепещет перед этим веществом. «Стекло — уникальная вещь», — сказал он. «Это ломает шаблон».

Остерегайтесь: этот, казалось бы, обыденный и инертный материал, который мы называем стеклом, на самом деле является секретом. На молекулярном уровне стекло больше похоже на жидкость, но с термодинамической точки зрения стекло имеет тенденцию превращаться в твердое тело.

С термодинамической точки зрения, объяснил профессор Мауро, стекло имеет тенденцию становиться твердым. На молекулярном уровне стекло ведет себя скорее как вязкая жидкость, чем как твердое тело, но мы считаем его твердым, потому что молекулы стекла движутся очень медленно. «С философской точки зрения стекло, на которое мы смотрим, интересно», — сказал Мауро. «Когда мы смотрим на другие вещества, мы узнаем о стекле». Тем не менее, прямо у нас под носом находится научное чудо — вещество, которое ведет себя удивительным и уникальным образом и не поддается простой классификации. Из него состоят наши линзы, микроскопы, телескопы, экраны и очки. Стекло позволяет нам видеть мир более четко, но мы редко обращаем на него внимание.

Именно это скрытое микроскопическое поведение стекла делает стекло таким любопытным сосудом красоты, который противоречит всему, чему нас учили в детстве о состоянии материи. Обычно мы сталкиваемся с тем, что материя имеет три состояния: твердое, жидкое и газообразное. Это не является чем-то необычным для любого причудливого воображения. Все-таки стекло особенное.

Стекло – это прежде всего искусственное вещество.

Хотя некоторые виды натурального стекла, такие как черный камень и тальк, существуют в природе, подавляющее большинство стекла обжигается людьми при высоких температурах. Насколько нам известно, происхождение стекла относится к бронзовому веку Месопотамии. Около 4000 лет назад люди начали плавить кремнезем (песок или щебень) и смешивать его с небольшим количеством известняка и кальцинированной соды. По мнению Плиния, изобретение стекла было счастливой случайностью: римский историк предположил, что стекло было случайно приобретено финикийскими моряками во время пляжного пикника, но поскольку в то время не было пламени, способного достичь температуры, достаточно высокой, чтобы расплавиться. песок, эта точка зрения сомнительна. Современные историки полагают, что стекло могло быть обнаружено в процессе изготовления керамики или обработки металлов. Эти два процесса требуют более высоких температур обжига и более продолжительного времени обжига, чем выпечка хлеба или жареной бараньей ноги.

Из всех игроков материального мира стекло — волшебная рука.

Самые старые из известных кусков стекла по использованию и обработке схожи с драгоценными камнями, часто холодными, а не горячими, и режется, а не плавится. Мастера режут и полируют стекло и вставляют его в украшения. В какой-то момент наши далекие предки научились отливать стекло в формах для изготовления посуды. До популяризации искусства выдувания стекла мастера умели изготавливать стеклянные плитки, небольшие зеркала и множество различных сосудов, в которых можно было хранить вино, парфюмерию, лекарства и другие ценные вещества.

Примерно в первый год нашей эры, благодаря поощрению римлян и их строгому производственному процессу, стекло добилось большого успеха. Выдувание стекла (техника, привезенная в Рим из Сирии) позволяло ремесленникам (часто рабам) изготавливать стеклянные чашки и миски намного быстрее, чем раньше. На рынке стали появляться дешевые очки. Вскоре популярность стекла среди простых римлян стала конкурировать с популярностью керамики. Художники начали экспериментировать с более богатыми формами искусства со стеклом, создавая вазы с лицом Rose Janus и винные бутылки, украшенные сценами Рождества. Строители начали использовать стекло для окон, но поскольку стекло было мутным и тяжелым, оно служило не столько для освещения, сколько для безопасности и изоляции. Мы находим следы стеклянных окон по всему Риму и прилегающим городам, в том числе роскошную плитку и хорошо сохранившиеся бани в Помпеях.

Происхождение другого типа стекла — линз — проследить сложно, поскольку линзы появились незадолго до первого года нашей эры. В исламском мире в X веке оптика стала важной областью исследований, а математики и ученые добились больших успехов в понимании и регулировании света. В эпоху Возрождения философы, учёные и мыслители использовали линзы, чтобы видеть физический мир — звёзды над нами (телескоп был изобретен в 1608 году) и землю под нами (после создания микроскопа в 1625 году). Стекло издавна рассматривалось как материал, способный в буквальном смысле слова давать свет, но стоит помнить, что стекло также заложило основу для большей части нашего просвещения.

В эпоху Просвещения родилось слайд-шоу. Слайд-шоу может быть формой драматического развлечения, которое одних находят пугающим, а других обнадеживающим – в зависимости от того, как люди предпочитают его смотреть.

Стекло может расширить наш кругозор, но не обязательно углубить наше понимание.

Это будет сумасшедшая, странная вечеринка. В это время гости увидят движущиеся изображения духов, демонов и других ужасающих фигур, проецируемые на стены, дым или полупрозрачные экраны. Это духовное световое шоу достигается за счет сочетания старых и новых изобретений, включая волшебные лампы, увеличительные стекла, перцовые призраки и другие стеклянные инструменты, которые можно использовать для управления светом и визуальными эффектами.

Первый большой слайд произошел в театре Парижа в 1790-х годах после революции. Подождав несколько минут в полной темноте под жуткую фоновую музыку стеклянной гармошки, зрители начинают видеть в небе различные формы, которые кажутся узорами света и тени, плавающими и скользящими по воздуху. Эти «призраки» бледны и похожи на живых, могут говорить, кричать и плакать. Один из «призраков» — истекающая кровью монахиня, сначала приближающийся, а затем постепенно удаляющийся. На последующих слайдах изображены призраки недавно умерших общественных деятелей, которые, как говорят, были вызваны силой науки. Потому что именно так продаются эти шоу: это пересечение науки и религии, веры и просвещения. Они страшные, но и веселые.

Мы просим нас обмануть и просветить. Люди любят зрелища. Я считаю, что из всех игроков материального мира стекло — настоящий волшебник. Хотя стекло может украсить комнату и жизнь, оно также может исказить реальность и скрыть правду. Точно так же, как фотография может служить записью реальных событий, одновременно скрывая самые основные факты, стекло может расширить наш кругозор, но не обязательно улучшить наше понимание.

В современной жизни большинство из нас полагается на стекло больше, чем мы думаем: стекло используется не только в наших лобовых стеклах и окнах, но также в оптических кабелях под нашими ногами, которые имеют огромное значение. «Теперь мы смотрим друг на друга через стеклянный экран», — сказал Мауро в интервью. Это заставило меня остро осознать хрупкость нашей связи. Мы разговаривали через Zoom, программное обеспечение для удаленных онлайн-видеоконференций. Мауро продолжил: «Без стекла у нас не было бы планшетов, мобильных телефонов, ряда информационных терминалов. Все это передается световыми сигналами с помощью сверхтонких стеклянных проводов, которые мы называем оптоволокном». Без стекла, говорит он, мы не смогли бы оценить современную архитектуру, искусственный свет, естественный свет, автомобили и, самое главное, такое богатство информации.

Мауро подчеркнул преимущества стекла. Это позволяет нам хранить вакцины, исследовать клетки и смотреть на звезды. Но стекло, как и все технологии, «нейтрально» по своей сути, утверждает он. «Когда я думаю о оптоволокне, я думаю о том, какую пользу оно принесло для широкого круга приложений связи, но оно также принесло и много вреда», — сказал он. Люди смогли использовать социальные сети для «распространения лжи и ненависти».

Мы используем стекло, чтобы говорить свою личную правду, но мы также можем использовать его для создания ложных повествований. Я бы не смог сделать прививку без стеклянных бутылок, но мы бы не увидели быстрого распространения теорий заговора против вакцинации без стеклянных экранов в наших карманах. Без стеклянных трубок немецкий стеклодув Генрих Гейслер не смог бы наблюдать катодные лучи, Эрнест Резерфорд не смог бы открыть энергию, содержащуюся в атомных ядрах, и у нас не было бы ядерных реакторов и атомных бомб. Мы бы не знали, что когда взорвалась атомная бомба, она смогла превратить песок в стекло, образуя звездообразные осколки, которые засоряли место взрыва и оставались неоткрытыми до тех пор, пока десятилетия спустя. Возможно, наши убеждения не будут такими неопределенными, такими нестабильными.

Хотя я согласен с большей частью того, что говорит Мауро, я не уверен, действительно ли стекло нейтрально или можно ли назвать таковой какую-либо технологию. Я думаю, что называть стекло нейтральной технологией — это всего лишь обобщение, точно так же, как мы называем стекло твердым телом. И судить о том, является ли технология стекла нейтральной, гораздо более неоднозначно, чем определять, является ли стекло твердым. Технология не инертна. Это не камень; Это язык. Как и в случае с языком, мы должны принять его многократное использование. Мы можем молиться; Мы можем лгать. Иногда мы делаем и то, и другое одновременно.

Но это история человечества. Создание и продвижение стекла — это цепочка событий, от одного предмета к другому, и иногда эти цепные реакции заканчиваются катастрофой, иногда красотой. Когда вы смотрите на него под углом, стекло кажется красивым, отражая радугу света, который ярко струился на протяжении тысячелетий. Если посмотреть на это под другим углом, это адский огонь.