窗戶玻璃03 玻璃起源
03 玻璃起源
關於玻璃的起源至今仍無定論。古代與現代的作家提出了許多理論來解釋它的發現,但這些說法充其量只能
轉述傳統傳說而已。有些作家稱是埃及人發現了玻璃;另一些人則聲稱這是中國人的發現。在關於其起源的記載中,或許最準確、也絕對極具說服力的,莫過於老普林尼(C. Pliny the Second)在其著作《博物誌》(History of the World)第三十六卷第二十七章中所敘述的故事。根據普林尼的記載,腓尼基境內有一條名為貝盧斯(Belus)的短河,自坎德博亞湖(Lake Candeboea)流入大海。這條河的河水渾濁且不宜飲用,河岸兩旁除了沙子別無長物。這些沙子是由海水沖刷上岸,經過海浪無數次的淘洗,潔白純淨,非常適合用來製作玻璃。
有一天,幾名滿載天然鹼(nitre)貨物的商人,沿著河岸尋找可用來架設三腳架以烹煮食物的石塊。由於找不到任何石頭,他們只得從船運貨物中取出幾塊天然鹼塊來充當支架。在火的熱力烘烤下,沙子與作為助熔劑的天然鹼接觸,形成了一種玻璃狀物質——也就是「玻璃」。
儘管這是否為玻璃起源的真實紀錄仍有存疑之處,但故事中的某些基本要素,使其不僅合情合理,而且極有可能發生。根據後世的科學認知,我們知道單純將沙子施以極高溫度加熱,確實可以熔化為玻璃狀塊體;而若在沙子中混入一定量的蘇打(碳酸鈉),所需達到的熔融溫度便會大幅降低。由於天然鹼含有高比例的蘇打,這些古代商人所使用的原料實質上顯著降低了沙子的熔點,從而使其得以熔化並轉化成玻璃。
為了驗證以這種方式發現玻璃的可能性,我們最近在戶外點燃了一堆木火進行實驗。我們將小原木鋪在一層混有等量碳酸鈉的玻璃砂床上。為了取得此類火焰所能產生熱度的準確數據,我們在砂床中插入了標準熱電偶高溫計,並頻繁記錄讀數。這場火燃燒了約兩小時。當木柴燒成一團熾熱的木炭時,測得了最高讀數——華氏 2210 度(約攝氏 1210 度)。待火焰完全熄滅後,移去木灰,發現部分砂床已被
窗玻璃的製造
熔化成玻璃狀塊體——與腓尼基人所發現的正是同一種玻璃。在另一項混合等量天然鹼與玻璃砂床的類似實驗中,也獲得了相同的結果;然而,當使用未混合任何其他成分的純玻璃砂床進行同樣的火焰燃燒時,沙子卻連絲毫熔化的痕跡都沒有。
因此,玻璃最初是在海岸某處被製造出來的說法,顯得相當合乎情理。在普林尼時代之後的數個世紀,人們發現燃燒海藻後的殘渣(稱為「海藻灰」,kelp)含有大量的碳酸鈉。隨後,海藻灰便被用於玻璃製造,業界也因而出現了「海藻灰玻璃」(kelp glass)這一術語。
這完全無須憑空過度想像,便能聯想到某個時候,在沙灘邊可能曾點燃過一大堆乾海藻與大量漂流木的營火,而在焦黑的餘燼之中,留下了我們如今稱之為玻璃的玻璃狀物質。
由於原料不純以及製造方法較為原始,古人所製造的玻璃並非如今日所使用的那般明亮、清澈與透明,而是顏色深暗許多,並含有大量氣泡與雜質微粒,使其呈現半透明而非全透明狀態。使徒保羅在《哥林多前書》第十三章第十二節中便提及了這項特徵:「我們如今彷彿對著鏡子觀看,模糊不清」。
腓尼基人的這項發現,歷經了數個世紀才真正投入實際應用。事實上,可以說在能夠製造出任何形式的玻璃製品之前,玻璃實際上必須經歷一次「重新被發現」的過程。雖然本書無意詳述玻璃製造的歷史,但之所以重述其起源的故事,是為了說明它對日後製造窗玻璃所採用的各種配方成分演進所產生的深遠影響。
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