人們已經(jīng)使用了至少4000年的玻璃,今天,我們的生活中到處都是玻璃。我想許多人會毫不猶豫地回答:“當(dāng)然,玻璃是固態(tài)的?!笨蛇@是真的么?我們不要急于得出結(jié)論,這是一個很復(fù)雜的問題。
“玻璃是液態(tài)”這個概念由來已久,它源于人們對古代建筑物的觀察,他們發(fā)現(xiàn)了一個很奇特的現(xiàn)象,那就是玻璃的底部要比上面的要厚,因此有人猜測,玻璃實際上是一種很粘稠的液體,而且由于重力的作用,玻璃的底部會變得更厚。
值得指出的是,以上的看法至今仍有很多爭論,無論是正面的還是負面的,都沒有一個有力的證明。但是,總體上,大部分人都相信,在“短短的”時間里,玻璃不會有顯著的變化。但是,這并不意味著我們就可以斷定,玻璃是固態(tài)的,因為它的確有某種液態(tài)的特性。
眾所周知,液態(tài)水在結(jié)冰之后會變?yōu)楣腆w,從宏觀上講,在凍結(jié)之前,液態(tài)水是可以自由活動的,但在凍結(jié)之后又會保持一定的形態(tài)和體積;從微觀上講,液態(tài)水在結(jié)冰之前是散亂的,不會緊密地結(jié)合在一起,但一旦結(jié)冰之后,它們的排列就會變得更加緊密和有序,而且每個原子都會形成一個規(guī)整的晶體,這樣我們就可以輕松地界定出水的固體和液體。
然而這一招在玻璃上卻并不奏效,雖然我們的眼睛里也有著固態(tài)的特性,但在微觀層面上卻是另一回事,他們利用高倍顯微鏡觀察了一下,發(fā)現(xiàn)即便是在固態(tài)的情況下,它的原子結(jié)構(gòu)依然是一團亂麻,它的混沌程度與液態(tài)無異,而這也就意味著,玻璃是可以自由移動的,只是流得很慢而已。
我們可以看出,玻璃既有固態(tài)的特性,又有液態(tài)的特性,因此很難界定它究竟是固態(tài)的,還是液態(tài)的。我們可以把它稱為“非晶態(tài)固體”,也可以把它稱為“高粘性流體”,也可以把它界定為“非固態(tài)非液態(tài)”的另外一種物質(zhì)形態(tài)。