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本文经微信公众号：中科院地质地球所（ID:dizhidiqiusuo）授权转载
引言：
玻璃 ， 作为日常生活中最为常见的材料之一 ， 不仅形态多样 ， 而且物美价廉 。
但在玻璃成为一种可以大规模机械化生产的廉价物品之前 ， 它曾贵若黄金 ， 是古人难得一见的奢侈品 。
据史料记载 ， 大约在公元前3000年左右 ， 美索不达米亚等地区就出现了一种以石英粉末高温熔融而产生的的原始玻璃 ， 而真正成熟的玻璃器则出现在公元前1500年前后的埃及和叙利亚地区 。
在隋代李静训墓中出土的绿玻璃小瓶 ， 甚至被列为国家第三批永久禁止出境展览的绝世文物之一 ， 十分珍贵 。
在很多穿越小说中 ， 常常能够看到主角穿越到古代 ， 凭借着自己的记忆做出玻璃 ， 构建商业帝国的场景 。
那么 ， 这种情况是否具有可行性呢？
接下来 ， 就跟着J先生一起来看看吧~
中国古代的玻璃 玻璃究竟是何时出现在我国的？
如果你穿越到清朝 ， 就会看到各种样式的玻璃制品 。
在当时 ， 玻璃制品很受皇室成员的喜爱 ， 清代的玻璃制鼻烟壶尤为盛名 。 康熙年间还建立了“玻璃厂”（并非制作琉璃瓦的“琉璃厂”）来制作玻璃 。
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清代玻璃制鼻烟壶和花瓶
那如果再往前一点 ， 穿越到宋朝呢？
很不巧 ， 宋朝也是有玻璃的 。
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宋代玻璃葡萄 ， 静志寺佛塔地宫出土
宋朝时 ， 玻璃器已经逐渐成为宋人生活中的常见器皿 ， 使用琉璃浅棱碗为食器 ， 玻璃杯为酒器 。
《武林旧事》中从名称上区分了进口玻璃和国产玻璃 。
《武林旧事》中称国产玻璃为“琉璃” ， 描述了当时用玻璃制作的琉璃灯：
“禁中尝令做琉璃灯山 ， 其高五丈 ， ……连五色琉璃阁 ， 皆毬文戏龙百花 。
……有幽坊静巷好事人家 ， 多设五色琉璃泡灯 ， 更自雅洁 。 ”
又将阿拉伯帝国进口的玻璃叫做“大食玻璃” ， 记录到：
“间列碾玉水晶金壶及大食玻璃官窑瓶” 。
可见宋代时玻璃就已经叫做“玻璃”了 。
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宋代琉璃净瓶
为什么说宋代的玻璃叫做“玻璃”这么拗口的话呢？
因为 ， 如果你穿越到了唐朝 ， 你所说的“玻璃”和时人所理解的“玻璃”并非同一事物 。
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淡黄色琉璃杯 唐 1987年出土玉法门寺地宫
虽然唐代有了玻璃制品 ， 但名字并不叫做“玻璃” 。 “玻璃”一词是外来词的音译 ， 起初写作“璧瑠”、“颇黎”、“玻瓈” 。 甚至还有“琉璃”一词 ， 它们各自指代什么物品显得很混乱 。
好在何家村出土的唐代窖藏中有一只银罐 ， 罐盖上写有“颇黎等十六” ， 以及“琉璃杯碗各一” ， 里面则盛放了十六块天然宝石 ， 以及一件玻璃杯和一只水晶碗 。
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何家村窖藏提梁银罐
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可以看出 ， 当时“琉璃”一词没有严格区分玻璃制品和水晶制品 ， 而“颇黎”则是指宝石 。 宋代以后 ， 外来词“颇黎”的写法固定为“玻璃” ， 多用以指称由阿拉伯帝国进口的玻璃制品 。
唐代小件琉璃制品的烧制比较普遍 。
唐朝末年 ， 还盛行一种以琉璃为手镯和头饰的风气 ， 但晶莹剔透的大件玻璃器皿在当时仍然是很珍贵的物件 。
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扶风法门寺地宫出土玻璃器
在魏晋南北朝直到隋代的墓葬中 ， 也有漂亮极了的玻璃器出土：
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北燕冯素弗墓的鸭形器
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北周突起圆形装饰的玻璃碗
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东晋磨花玻璃杯
继续上溯 ， 我们会发现汉代已经有了玻璃杯 。
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合浦汉墓出土玻璃杯
其实 ， 中国出土的玻璃器 ， 其年代可追溯到春秋战国时期 。
湖北江陵望山1号楚墓出土的越王勾践剑上 ， 就嵌有两块蓝色玻璃 。
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越王勾践剑
除此以外 ， 还有大量战国时期的玻璃璧和琉璃珠出土 。
古代玻璃制作工艺 放眼世界 ， 人类对于玻璃的使用 ， 追溯起来可达旧石器时代 。 彼时的智人尚没有学会制作玻璃 ， 只能将黑曜石击打成片 ， 用以制作箭簇和刀片 。
没错 ， 依照玻璃的定义 ， 黑曜石也是玻璃的一种 ， 它是天然玻璃 。
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黑曜石
所谓玻璃 ， 其内部分子没有形成规整的晶格 ， 和熔融状态时一样无序排列 ， 是自由散漫的“过冷的液体” 。
黑曜石在火山喷发时形成 ， 从熔融状态迅速降温冷却 ， 也是非晶态的结构 ， 因此是天然形成的玻璃 。
同为天然玻璃的还有玻陨石 。
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玻陨石
玻陨石成因大致为两种：或是富含二氧化硅的陨石在穿过大气层时激烈燃烧 ， 高温熔融 ， 而后迅速冷却；或是陨石降落在沙漠里 ， 撞击产生的高温使周围沙粒经历熔融降温 ， 成为玻璃 。
埃及皇帝图坦卡蒙的胸针上镶嵌的玻璃雕刻圣甲虫 ， 就被认为是玻陨石 。
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图坦卡蒙胸针
人造玻璃开始于公元前3000年左右的美索不达米亚平原 。
对两河流域的古人来说 ， 玻璃原料最主要的就是二氧化硅 ， 而石英的二氧化硅含量很高且分布广泛 ， 容易获得 。
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玻璃高足杯 贝格拉姆第10室
问题在于 ， 玻璃制作需要高温——二氧化硅的熔融温度在1700°以上 ， 这是古人制作玻璃的一大技术障碍 。 （要知道 ， 即便在文艺复兴时期的欧洲 ， 玻璃窑炉的温度也不过能达到1500°C 。
受限于温度 ， 最早期的玻璃制品并不纯粹 ， 二氧化硅在加热时无法完全熔融 ， 最终得到的只是玻璃和石英砂的混合体 。
不过 ， 向石英砂中添加碱性助熔剂可以降低二氧化硅的熔融温度 。
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鱼形玻璃 贝格拉姆第10室
早期的助熔剂是草木灰或天然碳酸钠 ， 它们的加入可以使二氧化硅的熔融温度降至1200°C ， 对玻璃制造起到了极大的帮助 。
除了助熔剂 ， 古人还在原料中加入石灰石作为稳定剂 ， 意在增强玻璃的稳定性 。
通过原料成分的改进 ， 或许还有玻璃熔炉的改善（早期的玻璃熔炉缺少记录） ， 公元前2500-1000年 ， 美索不达米亚地区就可以制作完全由玻璃质构成的器皿 。
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美索不达米亚地区公元前1500年前后制作的玻璃瓶
这是目前年代最早的出土玻璃器 ， 这一玻璃瓶使用卷芯法制作 。
所谓卷芯法 ， 是将粘土、沙子和有机物加水混合 ， 捏成想要的形状 ， 固定在金属把手上 ， 作为芯 。
随后裹上一层熔融的玻璃液 ， 待玻璃稍冷却后进行装饰 。 在装饰过程中 ， 可以反复对玻璃进行加热使其保持流动性 。 最后将成型的玻璃器中的黏土掏出 ， 完成制作流程 。
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卷芯法流程图
卷芯法是最早的玻璃制作工艺之一 ， 现存有许多卷芯法制备的玻璃器 。
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图中有着棕榈叶型瓶口装饰的玻璃器即由卷芯法制成 ， 其年代约为公元前1352-1213年 。 在埃及 ， 这种造型的瓶子大多用来盛放眼影膏 。
除了眼影膏瓶 ， 精致的古埃及人和古希腊人还用其他玻璃器盛放化妆品 。
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香水罐
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香水罐
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精油瓶
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精油瓶
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油膏罐
甚至还有贝壳形小碟子 ， 可能被用作舀取油膏的小勺 。 不过这个小碟子并非卷芯法制成 ， 考古人员认为这种玻璃器的制作过程中使用了模具压制 。
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卷芯法除了可以制作容器 ， 也可以制作装饰物 。
【二氧化硅|穿越到古代，能不能靠造玻璃成功逆袭？答案就在这里……】
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比如呆萌的头像小吊坠 ， 公元前7世纪在地中海东部地区流行起来 。
在卷芯法得到广泛应用的同时 ， 使用模具浇铸的方法也发展起来 。
比如法老的玻璃头像（考古学家推测为阿蒙霍普特二世的头像）就是将熔融的玻璃液倒入模具中冷却得到的 。
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失蜡法浇铸法老头像（约公元前1427-1400年）
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浇铸法山羊（约公元前600年）
那么我们该怎么用浇铸法制作一只可爱的玻璃小黄鸭呢？
当然 ， 我们需要先得到一个小黄鸭形状的模具 。
除了精心将木头或陶块雕刻成想要的模具外 ， 还有一个简单的方法：——把小黄鸭狠狠地用力地摁在潮湿的砂土里 ， 再小心拿出 ， 使砂土中出现一个小黄鸭凹印 。
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然后 ， 将熔融的玻璃液倒入凹槽里 ， 待其冷却后将玻璃上附着的砂土清洗干净 。
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再将小黄鸭外圈多出来的玻璃打磨掉 ， 我们就可以拥有一个透明的小鸭子了 。
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除了卷芯法和使用模具进行浇铸或压铸 ， 古人还有其他方法来制作美轮美奂的玻璃器皿 。
早在公元前14世纪 ， 古埃及人就开始制作马赛克玻璃盘来模拟花岗岩的纹样 。
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将不同颜色的玻璃小块熔合在一起 ， 制作出色彩斑斓的玻璃器 。 古代玻璃通过添加金属元素进行着色 。 不同价态的金属离子会使玻璃呈现不同的颜色 。
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过渡金属离子（TM）的价态和相应的颜色
古代的玻璃五颜六色都有 ， 但是无色的玻璃 ， 却一直到15世纪才在威尼斯凑凑活活地被制作出来——早期的玻璃因为含有氧化亚铁杂质而或多或少带些绿色 。
马赛克制作方法在公元前3世纪成为地中海地区玻璃制作的主要工艺之一 ， 生产了很多色彩斑澜的玻璃器皿 。
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马赛克玻璃的制作并不复杂 ， 首先要制作一根套色玻璃棒 。
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再顺着玻璃棒的横切面切下很多小薄片 ， 然后将这些小薄片拼在一起加热 ， 使它们在熔融状态下互相粘合 ， 成为一个马赛克圆盘 。
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接下来将这一圆盘放置在模具上加热 ， 使具有流动性的玻璃在重力的作用下变形覆盖在穹形模具上 ， 成为碗状器皿 。
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这一时期 ， 马赛克制作工艺在埃及也得到大量应用 ， 制作了很多精致细腻的马赛克图像 。
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不知道你是否还记得上文中使用卷芯法制作的香水瓶 ， 是的 ， 古人的爱美大业从没有停止脚步 。
结合马赛克工艺 ， 以卷芯法制作瓶身 ， 使用加入金箔的玻璃条带装饰 ， 地中海东岸地区在公元前1世纪开始制作装饰有金色条带的香水瓶 ， 美丽如同蜿蜒的星河 。
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马赛克香水瓶
当时间要进入公元元年时 ， 玻璃制造迎来一次重大的技术发展 。
玻璃吹制技术于公元前40年左右于叙利亚地区产生 。
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早期吹制玻璃器 ， 制作于公元前1世纪-公元1世纪
顾名思义 ， 玻璃吹制的基本原理就是用空心管蘸取玻璃液后吹入空气、进行造型 。
这一方法以其方便快捷的优越性 ， 得到了迅速地推广 ， 成为玻璃制作最重要的工艺 ， 也推动了玻璃器的广泛应用 。
玻璃吹制主要包括两种方法：无模吹制和有模吹制 。
无模吹制通过吹成玻璃泡后自由塑形 ， 制成容器 。
有模吹制是先制作模具 ， 再在模具里吹涨玻璃泡 ， 获得想要的形状 。
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模具和制成的玻璃器
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添加把手 ， 精细造型
在玻璃吹制的基础上 ， 各种各样的玻璃制作工艺发展起来 。
其中最重要的一项就是平板玻璃的制作 。 有两种主要的制作平板玻璃的方法可以学习一下 ， 万一穿越回去 ， 倒是一个可以发展的产业 。
一种叫做“皇冠玻璃” ， 其制作方法始于14世纪的法国 。
用吹管粘取玻璃液 ， 吹入空气 。 在玻璃泡底部固定另一个金属棒 ， 并将吹制接口处的吹管取下 ， 得到一个开口的锥形玻璃泡 。 加热使其具有流动性 ， 并快速旋转金属棒 ， 使空气在离心力的作用下逃逸 ， 改变玻璃形状 ， 最终成为平板 。
古代玻璃熔炉
说了这么多玻璃制作的技术 ， 还有一件不能忽略的设备我们没有谈及 ， 就是玻璃熔炉 。
熔炉要为石英砂等原料的熔融提供足够的温度 。
考古学家根据考古遗址的遗留复原了公元前14世纪埃及地区的熔炉 ， 还是很原始的形态 。
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公元前14世纪熔炉复原
目前关于玻璃熔炉最早的记载来自公元前7世纪的美索不达米亚地区 。
当时的古亚述人在泥板上用楔形文字记录了三种玻璃熔炉的建造方式 ， 包括炉子上开口的数量、熔炉结构等细节 。
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尼尼微泥板（出土于亚述巴尼拔图书馆 ， 现藏于大英博物馆）
在此之后 ， 关于玻璃熔炉的记录极其少见 ， 直到中世纪才开始重新丰富起来 。
如今我们可以在各种画作上了解到当时玻璃熔炉的形态 。
在一本11世纪的百科全书De Universo中 ， 有一幅描绘了玻璃熔炉和吹制工人的画作 。
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可以看出熔炉有着圆筒状炉身 ， 上中下分有三层 ， 下层烧燃料供热 ， 中层放置坩埚用以盛放熔融玻璃液 ， 上层呈帐篷状 ， 用来放置制作完毕、需要冷却退火的玻璃器 。
玻璃器需要缓慢冷却 ， 避免在高温阶段经历较大的温差快速冷却 ， 这样可以提高其使用性能 ， 熔炉上层刚好可以满足这一需求 。
图中工人正在坐着的三条腿小板凳也是一个有趣的细节 ， 这似乎是玻璃制造业的一项传统 ， 数百年后的玻璃制作工人们仍然使用着三条腿小板凳 。
比如在这幅16世纪的手稿中 ， 工人们依然坐在三条腿小板凳上 。
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这时的玻璃熔炉在外观上有所改进 ， 但仍然分为三层 ， 每层的功能没有太多改变 。
同样作于16世纪的一幅作品更美观地展示了当时的玻璃制作工坊 。 这是佛罗伦萨旧宫里的一处壁画 。
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在大图上我们还可以看到 ， 熔炉上方横梁上堆放了大量的木材 ， 那是要利用熔炉产生的热将它们烘干 ， 继而作为燃料 。
在16世纪一本描绘了奥斯曼帝国庆典活动的图集（Surname-i Hümayun）中 ， 也有对当地玻璃制作匠人的刻画 。
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图中的玻璃熔炉同样为三层结构 ， 伊斯兰世界的工匠们围坐着进行玻璃吹制、退火和加工 。
除了常见的三层结构 ， 玻璃熔炉还发展出了其他样式 。
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比如建立了冷却通道 ， 将退火的玻璃器逐渐降温 。
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或者建立一个单独的退火窑进行退火 。
当然了 ， 古代中国有玻璃制造产业 ， 也有记录玻璃制造的艺术品 。
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中国制玻璃屏风
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这是制作于19世纪的一面屏风 ， 经纬交织的两层透明玻璃管中间夹着一张水粉画 ， 记录了清代工人吹制玻璃器的场景 。
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