在东方为高温瓷器自豪的同时，西方也有同样精湛，甚至更加古老的烧结工艺——那就是钠钙玻璃。

石英砂、苏打、石灰，在高温下烧至熔融，再重新冷却凝固，就形成了性质均匀的玻璃材料。在历史上的大多数时间，它都是一种昂贵的人造珠宝，用在各种奢侈品上，直到工业革命，它才因为生产流水线化迅速贬值，价格一落千丈，成为随处可见的工具材料。

玻璃是如何炼成的 | 混乱博物馆 https://www.zhihu.com/video/1198281590785122304

－文字稿－

早在公元前 30 世纪左右，新月沃地的先民就在烧制陶器时意外制造了少量的玻璃，这种熠熠生辉的新材料很快成为贵重的装饰材料，用在最高规格的宗教仪式上——到公元前 16 世纪，埃及人的玻璃工艺已经达到很高的成就。主要原料就是遍地的沙子，适当加入盐碱湖中的碳酸钠，以及石灰岩煅烧出的氧化钙。

玻璃在那之后的 2000 年里作为珠宝级的奢侈品流传于整个地中海，堆叠和切割的工艺也制造了更华丽的装饰，但玻璃在绝大多数情况下都是一种不透明的彩色浇铸材料，直到公元后，罗马人才开始用更加精纯的石英砂制造透明的玻璃，吹出大型的玻璃容器——现存壁画中仍可见罗马妇女用圆形的镜子梳妆，那镜子能透过身体的轮廓，显然是玻璃做的。

这种工艺在中世纪也没有断绝，甚至源源不断向周边辐射。到中世纪盛期，德国的玻璃工艺开始出现重要的革新：北方人用草木灰中的碳酸钾代替了天然碱中的碳酸钠，使玻璃成本大幅下降。同时，他们将玻璃吹得又薄又大，趁热剪开摊平，就有了小块的平板玻璃——如此一来，贵族就有了大量的窗玻璃可用了。

当时的欧洲人识字率不高，教堂作为一切知识的集散地，每一个结构都要分担传教的任务。教会让工人将铅丝弯成复杂的窗框，然后把含有过渡金属的彩色玻璃片镶嵌进去，拼成各种叙事或者寓意的图画。

同时，文艺复兴以来的吹制玻璃也是一项令人痴迷的工艺，人们将玻璃烧至半熔融，用一根铁管吹成空泡，不断旋转，巧妙利用重力塑造出各种形态；当然也可以在预制的模具里吹玻璃，制造纹理复杂的表面；抑或两者结合，千变万化。

另一项关键的革新发生于 1674 年，英国玻璃大亨乔治·鸦田（George Ravenscroft, 1632–1683）在玻璃加入了 24%的氧化铅，让玻璃更加容易熔化。

这一方面使普通工业煤炭就足以加热玻璃熔炉，另一方面也使玻璃的半熔融的状态持续更长时间，更容易工业化。英国因此在 18 世纪以后取代传统的威尼斯，成为世界玻璃工业的新重心。

工业革命和技术革新让民用玻璃丰富廉价，也让工艺玻璃倍加奢华——在 19 世纪末的新艺术运动里，法国的艾米里·加利、勒内·拉利克，美国的蒂凡尼，都将玻璃工艺当作最核心的创作材料。

在今天的生活中，玻璃越发是最重要的无机非金属材料，充斥在文明社会的每一个角落里，然而我们对它认识越深刻，却发现玻璃中的秘密越精深：

玻璃的主要成分是二氧化硅。地壳中最常见的矿物石英就是二氧化硅的原子晶体，硅原子和氧原子以共价键构成整齐的四面体框架，强度极高，所以沙子格外的坚硬。

但是当我们将沙子高温熔化，打断这些共价键之后重新冷却，硅原子和氧原子却很难再次形成整齐的四面体框架，仍以液体时的空间关系随意地互相连接起来——就得到了玻璃。

玻璃具有固体的高硬度，又像液体一样在每个方向上都有相同的折射率，格外地晶莹剔透。而玻璃既然没有完整的晶体，也就不具有特定的熔点，从 1700℃开始越来越软直至成为粘稠的液体。

提到熔化，硅和氧之间的共价键相当强，我们必须加入各种强碱性的金属氧化物，以局部的离子键削弱这些联系，才能使玻璃更易熔化——所以从埃及人开始，玻璃的配方中就包括了钠、钾或钙，1000℃即可软化。而英国人引入的二价铅离子半径更大，削弱的效果当然也就更强，铅玻璃 600℃就变软了。

于是在玻璃的软硬之间，我们提出了一个有趣的问题：玻璃究竟是固体，还是最粘稠的液体？一种经典的看法支持后者，并指出教堂上的玻璃总是下面更厚，就是因为玻璃在数百年的时间里缓缓流淌——然而那只是早期吹制玻璃厚度不均而已——事实上，硅原子与氧原子联系非常紧密，常温下根本不能错动。

但既然玻璃的固态和液态并没有温度界限，那么究竟是什么束缚了原子，使玻璃具有现在的性质呢？——抱歉，这就是当代凝聚态物理最重要的未解之谜。