类型：岩石和矿物颗粒

来源：岩石侵蚀

化学式：SiO2

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◎商业

◎科研

沙子本质上没有什么价值。在自然状态下，其特性也让它难以成为建筑材料。然而沙子也许是本书最重要的矿物之一，其地位媲美燧石、铁和煤，是人类文明的基石之一。石英砂不仅是金属冶炼中的耐火材料，也是玻璃的主要成分。而玻璃不单单让我们的居住和工作场所变得干燥、温暖、有照明，而且使得对宇宙和人体的科学研究有了可能。有理论认为16世纪之后，西方国家之所以能够主导世界，是因为东亚国家，尤其是中国缺乏玻璃以及与之相关的技术。

李约瑟难题

人类文明的进步给我们提出了几个有趣的问题：为什么第一次工业革命发生在英伦诸岛？为什么区区几百名西班牙冒险家能够成功在几年时间内征服世界上地域最广阔、人口也最多的两大帝国？通过观察某些矿物以及与之相关的技术，本书试图找出这些问题的答案。作为本章的主题，沙子这种相当平凡而常见的矿物也提出了相似的问题：中国曾经有着惊人的财富、众多的人口、丰富的自然资源，而且还拥有先进的科学技术、良好的社会秩序、单一的人种以及较高的教育水平。但为什么她16世纪以后未能像之前的两千多年那样主导世界呢？

理所当然
沙子也许是历史上最受忽略的矿物了。

尽管西欧国家跟中国距离遥远，感受不到中华文明的直接影响，但从古代到近代，得益于创新技术的传播——比如造纸术、印刷术、火药和指南针这四大发明和商品贸易——如茶叶、丝绸和瓷器，欧洲、近东地区和印度的发展都间接受到了中国的巨大影响。当然，少数技术和商品也被传播到了中国——中国人跟中亚的铁匠学会了加工铁器。但是他们自从掌握了这项新技术，就对其进行了改进，早在西欧之前就开始生产铸铁和钢材。

防水
玻璃保护学者们远离恶劣的自然条件。

那么，为什么世界上最通行的语言是英语而不是普通话？使用最广泛的文字是拉丁字母而不是中国汉字呢？哈佛历史学家费正清（1907—1991）是其同时代最有影响力的汉学家。他跟爱德华·吉本对罗马帝国的研究相似，费正清提出造成“大分流”的最主要因素是宗教。所谓“大分流”指的是西欧国家从16世纪开始占据世界的主导地位。这一概念是美国政治学家塞缪尔·亨廷顿（1927—2008）提出的。而在当时的中国，其宗教是道教，而不是基督教。

2002年，历史学家艾伦·麦克法兰和格里·马丁在《玻璃的世界》一书中提出了一个更加吸引人的理论，解释了玻璃技术在中国的缺失。在纸糊的门窗背后，中国人居住的精美房屋和宫殿笼罩在几近不变的阴影中。他们以不透明瓷器为容器进行化学实验，这种容器本身常常跟实验物质发生反应。他们也不制造透镜或是镜子来研究宏观或微观世界。而且他们很早就在许多领域达到了极为先进的水平，成为世界的主导者。这种成功和主导地位严重阻碍了他们的进一步发展。

启蒙运动
先进的西方科学以采用玻璃透镜的仪器为基础。

16世纪以后，中国人不断地改进其已有的技艺——陶器、漆器、金属加工以及丝绸制作等，远远超过了西方所能达到的水平。但是在科技的关键领域，中国人却没有任何创新，其思维也没有突破定式。不管是在政治、社会、艺术、宗教领域，还是在科技领域，他们满足于自己的世界观、能力、艺术、建筑和消费品。即使有人向他们展示了工业时代的诸多奇迹——机械钟、蒸汽火车轮船、机织棉布，他们的反应也不过是像成年人看到小孩子的泥画一般，礼貌地赞叹一下，再回过头继续使用传统方法。然而欧洲、美国、日本等列强的入侵粗暴地改变了这一切，在中国引发了长期的政治、社会和思想衰退，她经历了长达三个世纪的外侵内战之苦才再次取得独立，成为世界强国。

世界的窗口
玻璃给西方科学家和学者提供了一个完全不同的观察世界的视角。(www.daowen.com)

照亮世界

玻璃制作工艺
古罗马时期制作的一个玻璃罐。

当然，古代中国人并不是完全不知道玻璃制造技术的存在。他们发展出了自己的玻璃珠和其他小器物的玻璃生产技术。基督时代早期，他们甚至还从西方进口玻璃制品。然而他们从未认为自己有必要将玻璃技术提升到一个更高的层次，尤其在玻璃的许多前工业时代功能都可以由陶器代替的情况下。

科学开始于对自然世界的观察和描述，以及对这些观察描述的阐释。这促进了有关物质、能力、光以及人体运作理论的形成。科学理论可以成为公理，也可能被不断检测、改进或者被新理论和试验推翻。中国人以阴阳相对原则为框架，五行（金、木、水、火、土）元素互动为基础形成了一种复杂的世界观，并将之应用到所有的知识和人类活动领域。以人体为例，中国人建立了一套复杂的理论，认为人体内有名为“气”的微妙能量循环，讲究阴阳的平衡。其诊断技术、营养规则、药理学、运动方式以及治疗方法皆以此为基础。

一沙见世界，一花窥天堂。手心握无限，须臾纳永恒。

——摘自《纯真预言》，威廉·布莱克（1757—1827）著

气这一概念最早出现在汉朝（前206—220）医学典籍《黄帝内经》中，它不是一种可以直接观察到的物质。无论使用多么强大的显微镜，气及其在人体内运行所经过的经络都是看不见的。但这对中医来说并不是问题。16世纪晚期，显微镜向世人揭示了微观世界的存在，从而促进了19世纪细菌致疾病理论的形成。然而，显微镜的发明并未推翻历史悠久的中医疗法。如今中医诊疗与西医一样，也是一种疾病诊疗方式。

透过玻璃看世界

神奇的沙粒
普通沙粒——制造玻璃的基本原料。

在古代，玻璃的制作原料是硅土（SiO2）——大部分海滩上都能看到的黄色石英砂——和苏打或草木灰这样的碱性物质。同时加热时，这两种物质会融化成液体，冷却后形成透明的玻璃。根据古罗马帝国历史学家老普林尼（23—79）的说法，腓尼基人沙滩烤肉时意外首先发现了玻璃的制造方法。不过实际上应该是世界不同地区都分别多次发现了如何制造玻璃。玻璃最早应该是在青铜时代（距今5300到3200年）作为金属加工的副产品被意外制造出来的。古代美索不达米亚人、埃及人和希腊人都为玻璃的制造技术做出了贡献。但真正发明并将制作瓶子和酒杯的玻璃吹制技术传播开来的却是古罗马人。5世纪，古罗马帝国在西欧崩溃，但玻璃制造技术并未随之消亡，而且还产生了不同风格，分别是以北非和近东地区为代表的东方风格，以及以意大利和德国为代表的西方风格。

不受欢迎
在气候更为温暖的近东地区，玻璃制造技术发展较为缓慢。

几个世纪以来，玻璃对科学和知识进步做出了无数贡献。在中世纪，平板玻璃制造技术的进步大大降低了窗玻璃的成本。在此之前，建筑物的窗户都是没有玻璃的。光线直接射入的同时，低温、寒风、雨雪也破窗而入，大大影响了文士和抄写人员的工作舒适度。而比窗玻璃意义更大的是玻璃眼镜的发展。玻璃眼镜最早出现在13世纪末期的意大利，并迅速传遍了欧洲。有了它，学者的职业生涯不再受限于其视力正常与否，甚至可以延长20年。玻璃透镜、镜子以及棱镜的发展使人们得以理解光的特性，这进一步解开了物质的许多秘密。光学仪器，如望远镜和显微镜，帮助航海家、医生和科学家解构并重建自然和人体。炼金术士和化学家使用对冷、热、酸、碱无反应的玻璃烧杯、曲颈瓶和试管进行试验，使他们得以鉴别出除古典四元素——土、火、气和水——之外的构成物质的化学元素，并随心所欲地使用它们制成新的化合物。

水晶宫
英国1851年世界博览会在一处名为“水晶宫”的巨型玻璃建筑内举行，这并非巧合。

要说玻璃是帮助西方科学最终脱离宗教教条和魔法炼金术的隐形媒介，这话并非夸大之辞。但自16世纪到20世纪，西方以势不可挡之势主宰了世界。麦克法兰和马丁在解释这一现象时将一切归于玻璃发明这样一个简单的答案上，是否也走得太远了呢？与之意见相左的历史学家抨击他们将答案过度简化，忽视了中国文化的异质性，这压抑了内部竞争和变革需求，同时他们也忽视了16世纪欧洲在新大陆掠夺的大量资源。尽管如此，如果我们考虑玻璃时不把它单纯当做窗户、眼镜、试验设备和光学仪器的制作材料，而是一种精神状态——一种深入看穿物质的能力，即一种知识启蒙的能力，那么笔者也同意他们有关玻璃是导致西方大大领先于东方的关键因素的论断。

观察生命的新角度

我们双眼所观察到的世界不过是世界的一部分，除此之外，还同时存在着一个宏观世界和一个微观世界。今天，我们已经理所当然地接受了这一点。虽然我们的感官无法直接观察到宏观和微观世界，但我们可以借助光学仪器来做到这一点。早在古代，人们就使用天然玻璃和宝石磨制出了各种透镜。眼镜最早出现在13世纪的欧洲。但直到十六七世纪玻璃透镜和反光镜才被用来制作望远镜和显微镜，这些科学仪器改变了我们对世界的理解。伽利略（1564—1642）改进了望远镜，他的天文发现也引发了一场科学革命，推翻了被传承了几百年的观念和基督教教义。而在另一方面，荷兰科学家安东尼·范·列文虎克（1632—1723）推广了显微镜的使用，他所描绘的放大昆虫、植物以及人类和动物组织令与他同时代的人大感惊奇。