玻璃的起源

玻璃可以用天然材料制成，并且只需要加熱就能完成轉化，例如沙土中的硅石和草木灰，后者可用作助熔劑來降低硅石的熔化溫度。如果原料都具備的話，那么火山爆發、核爆炸、小行星墜落，甚至普通的事件如干草堆燃燒，都可以生成玻璃。5人類在創造出玻璃之前使用的是黑曜石。這是一種在熔巖流（富含硅）迅速冷卻之后產生的火山玻璃，因為含有鐵和鋁，所以這種脆弱且透亮的物質呈黑色。目前已發現有公元前70萬年的黑曜石制品，它們有類似燧石的斷裂面，被制作成鋒利的刃和箭頭。一些外科醫生直到現在還在使用這種材料制作手術刀，用它磨出來的刃要比鋼材更加鋒利和平滑。6天然玻璃還用于裝飾。據說，法老圖坦卡蒙（卒于公元前1323年）胸甲上的圣甲蟲可能由一塊玻璃雕刻而成，這塊玻璃是隕石墜落在埃及的沙漠時形成的。7

大多數的人造玻璃都是由二氧化硅和助熔劑制成的，但是其制作過程意味著，它的內部分子不像其他固態材料的晶格一樣有規律地排列。原料中硅原子和氧原子之間的化學鍵被破壞，其他的原子，例如鈉和鈣，則隨機分布。所以，玻璃被稱為非晶態固體，既不像普通晶體，也不是液體（圖4）。塑料也是一種非晶體材料。

玻璃制造是人類發明的三大無機材料技術（其他兩項是陶器制造和金屬器制造）中最晚出現的一項。在玻璃出現之前，同樣的材料和技術用于釉砂、埃及藍等透明材料的制作。釉砂是一種堅硬的、帶有色釉的物質，表面反光。與玻璃一樣，它以硅石和草木灰為原料，只是燒成溫度在200℃左右，低于玻璃的燒成溫度。而且釉砂是一次燒成的，玻璃則需要兩次，一次先燒成原始玻璃，再一次制作成珠子或其他物品。釉砂發現于公元前4000年左右的美索不達米亞、公元前4千紀的埃及和大約公元前2700年南亞的早期哈拉帕（Harappan）遺址。8

埃及藍被認為是最早的人工顏料，是由硅、黃銅合金銼屑或碎礦石、氧化鈣和一種助熔劑在重復的高溫燒造下制成的。它很可能是在模仿青金石。青金石是一種從現在的東阿富汗礦區出口到約5000千米之外的埃及的石頭。9埃及藍大約出現于公元前2500年，稍晚的例子顯示在今天敘利亞的烏加里特（Ugarit）也有埃及藍的制造。直到400年前后，埃及藍還在繼續使用。10

目前所知的最早的人工玻璃（形式為珠子），發現于美索不達米亞北部，年代為公元前2500年前后。11原始玻璃是鈉鈣玻璃，由熔爐中少量的草木灰和二氧化硅制成。二氧化硅自身的熔化溫度在1700℃以上，但當它與堿性物質（如蘇打）混合在一起時，熔化溫度可以降低到大約1000℃。這種堿性物質就叫作助熔劑。這樣燒成的玻璃碴被再次燒造，并通過各種手段制成珠子，比如在熔化的玻璃周圍纏繞表面覆有黏土涂層的金屬絲。這些玻璃珠有各種顏色。燒制時加入一些原料，玻璃就可以上色并且變得不透明。這樣制作出來的玻璃珠，有一些就會與綠松石、青金石等半寶石相似。12位于今天伊拉克境內的埃利都（Eridu）遺址出土的原始玻璃，年代在公元前2300年左右，就是由硅和草木灰，以及一種富含鈷的材料制成，這種材料使玻璃呈藍色。13

圖坦卡蒙的覆面上含有青金石，還有當地制作的深藍色玻璃。替代品的出現，很可能是因為青金石的稀缺和高昂成本。此前，玻璃技術已經傳入埃及，可能是由美索不達米亞的工匠帶到那里的。與圖坦卡蒙覆面玻璃成分相同的玻璃珠，也發現于法國北部和斯堪的納維亞，這是早期玻璃貿易的證據。14一些學者認為，印度河流域也存在玻璃技術，一些此前被劃分為石頭的珠子實際上是經磨損的玻璃。雖然還沒有確鑿的相關證據，但考慮到印度河流域在公元前2700年前后已經存在含硅釉砂的生產，那么玻璃的制造也應在情理之中。15關于這一地區玻璃生產的有力證據，可以追溯到公元前1450年至公元前1200年。此外，印度河流域的哈拉帕文化和美索不達米亞地區的文化也應該存在海上和陸上的聯系。16

最早的玻璃容器，而非珠子，也發現于美索不達米亞北部，年代約為公元前1500年，很可能是在胡里安人建立的米坦尼王國生產的。17它們都由卷芯法制備，原料為硅石和草木灰。18要通過這種方法制成玻璃容器，熔爐內需要有大量玻璃溶液，而且溫度要達到大約1150℃至1200℃。熔融玻璃裹住用動物糞便和黏土做成的芯子，玻璃絲則用作表面裝飾。有色玻璃也開始有系統化的生產：在其中加入銻元素就能形成不透明的白色、黃色和綠松石的顏色，加入鈷元素則形成深藍色。這些步驟都需要進一步的技術革新：玻璃需要專門加熱，這樣銻或者其他物質的晶體才得以形成；然后必須緩慢冷卻，從而形成不透明的效果。這樣生產出來的玻璃也會更加結實。但是并非所有的原料都產自當地，所以還需要其他產地供應原料。這一時期，還可以見到模制的大理石紋馬賽克玻璃興起，這反映了進一步的技術革新。

與珠子、容器成品一同出口的，還有未經加工的玻璃（原始玻璃碴或玻璃塊），它們輸向已經發展出玻璃工藝的鄰近文化，那里的人就可以生產出他們本土的玻璃產品。在土耳其西南海岸靠近卡什（Kas）的地方發現有一艘公元前14世紀的沉船，絲綢之路開通之前歐亞大陸西部和非洲之間的貿易和交流網絡，由此可見一斑。19沉船上發現有來自波羅的海的琥珀，來自非洲的鴕鳥蛋、黑檀木和象牙，刻有納芙蒂蒂（Nefertiti）名字的埃及金圣甲蟲，塞浦路斯陶器，迦南珠寶、石榴、蒔蘿和杏仁（還有一只隱匿在船上的家鼠）。另外還有來自塞浦路斯的345塊鑄銅塊（每塊重23千克）。這很可能是一艘居住在地中海東海岸的敘利亞-巴勒斯坦人的商船，這艘船位于其一般航線上，即從敘利亞-巴勒斯坦出發向西北航至塞浦路斯，再從那里到達愛琴海，偶爾向西航至撒丁島，然后通過北非或者埃及返回。20船上貨物還包括175件半透明的鈷藍和寶石綠的玻璃塊，直徑在15厘米左右。從文獻記載可知，這叫作麥克庫石（mekku），科學分析顯示它與埃及和邁錫尼的玻璃相同。21此外還發現有大約9500件玻璃珠和75,000件釉砂珠，以及用紅玉髓和其他半寶石制成的珠子。其中大部分應該是用于貿易的，但也有一些可能是船員的個人財產。22學者還認為，沉船上發現的1噸錫可能采自中亞。23

在接下來的1000年里，西亞和歐洲的不同文化都有了玻璃技術。公元前13世紀至公元前12世紀，玻璃首先在希臘生產。公元前11世紀至公元前10世紀，玻璃生產擴展到意大利北部，之后玻璃技術傳至歐洲其他地方。24大約在公元前800年，歐亞大陸西部的玻璃制造出現了顯著的發展，大量使用富含鈉的泡堿或天然堿等礦物，取代了之前作為堿性物質的草木灰。泡堿發現于開羅西北方沙漠的邊緣，在一個名字為瓦迪那特倫（Wadi el Natrun，泡堿河谷）的地方。對于制造玻璃所需要的堿而言，泡堿是一種更加純凈、密度更大的原料，而且與草木灰不同，不需要提前準備。早在公元前2000年的埃及，它就用于尸體防腐，不過相對罕見。但它在黎凡特和歐洲用作玻璃中的堿性材料長達1500年。羅馬學者老普林尼（約23—79）記載了人們開始在勃路斯河（Belus River）附近生產玻璃的故事：“一艘載有泡堿的（腓尼基）船來到海濱，船上的商人們下船后開始在沙灘上做飯，但是沒有石頭來支撐他們的炊具，他們就從船上拿出泡堿放在炊具下。當火燃燒起來的時候，海濱的沙子和泡堿混合在一起，一種新的半透明物質的溶液開始流淌。這就是玻璃的起源。”25

希臘歷史學家斯特拉博（Strabo，前64/63—24）也記載了這片區域的玻璃制造，他發現了另一處在地中海沿岸、西頓（Sidon）附近的沙地，位于上述沙地的更北邊。過去20多年在貝魯特（Beirut）的考古發掘為此地的玻璃制造和玻璃加工提供了證據，還發現了數以千計的玻璃容器。26這些容器的年代為希臘晚期，其中就有那件希臘式碗的類型，即藍色的半球形碗，口沿下飾一道凹槽。這些碗是模制的，即把熔化的玻璃液倒入模具中，或直接在模具里加熱玻璃原料。27盡管這里也出土了沒有裝飾的碗，但帶凹槽裝飾的碗最為常見，而且凹槽很可能不是模制的，而是用輪子切割形成的。28這樣的碗，在該區域內所有類型的聚落中都有大批的發現。29魯思·杰克遜-塔爾（Ruth Jackson-Tal）認為，這表明“社會的大多數階層都可以用這類碗”，它們倒扣著一摞一摞地存放，主要用于飲酒。30玻璃容器成了餐具的一種選擇，比金銀器更受歡迎，因為它們不會散發某種氣味。31它們也更便宜，這標志著此時的玻璃生產發生了一種變化，即“從數量較少的、用卷芯法制備的奢侈化妝品容器，向大量的、更簡單的模制飲酒器的轉變”。32亨德森認為，由于硅石（形式為沙）很容易得到，成本主要在于爐子中的燃料、泡堿（仍然是主要的堿性助熔劑），以及結渣處理技術的發展。而把一個扁平的圓盤放在模具上來制造碗，模子還可以再次利用，這是一種快捷且成本低廉的方法。33

這件碗的玻璃可能是在貝魯特發現的一個窯爐內生產的，或者是在黎凡特或北非的一個玻璃制造中心生產的。雖然容器與玻璃的制造不一定在同一個地方，但考慮到這種形制的容器在那時的黎凡特隨處可見，我們推測那里一定也生產了數百甚至數千件類似的容器。盡管關于這件器物的許多問題還沒有答案，但科學分析已經可以確認它的原料產地和成分。