玻璃是一种高强度、耐热、不易发生化学反应、可无限循环利用的非晶体无定形固体，关键是这种材料透光率高，我们可以通过它看到各种东西。因此，玻璃成了这个星球上最有用的物质之一。
如果没有玻璃
没有玻璃就没有矫正视力的镜片，你的余生就只能在什么都看不真切的一片朦胧中度过。除了这种真实的看不真切以外，你的余生还得经历许多引申意义上的看不真切：没有玻璃，你就无法领略基于玻璃的技术的物品的用处，其中包括显微镜、试管以及灯泡。
最早出现时间
公元前70万年（用作工具的天然玻璃）
公元前3500年（人造玻璃，主要用来做珠子）
公元前27年（吹制玻璃）
100年（透明玻璃）
1200年（窗玻璃）
前置技术
无（天然玻璃）；窑炉，草碱或纯碱，生石灰（人造玻璃）
如何发明
玻璃是你可以生产出来的最有用的物质之一。为了强调这点，我们会先介绍一下用玻璃可以做的各种神奇的事，然后再告诉你具体如何制作。这么一来，当你看到玻璃的制作流程之后，就会立刻跳起来说：“听起来不难啊，等不及了，马上行动！”
下面是你可以用玻璃制作出来的简要产品清单：上了釉的陶器，眼镜，显微镜，望远镜，烧杯和试管（在科学研究中颇有用处，因为能和玻璃产生化学反应的物质不多，这也意味着你甚至可以用玻璃来储存硫酸），真空室，棱镜，灯泡，温度计，气压计，等等。你可以用玻璃弯折光线（折射）、削弱光线（衍射）以及会聚光线（将一束光集中照射到一个点上）。
那么，掌握了弯折光线的技术又能做什么呢？把玻璃制成一个中间向外突出的曲面，就能聚拢光线，于是你就发明了放大镜。而玻璃的曲面内凹就能使光线发散，从而矫正近视。下图展示了这两种曲面：
为满足各类需求，玻璃也必须制成对应的形状，以不同的方式弯折光线
凸透镜（中间向外凸的透镜）制作起来要比凹透镜容易，因为从定义上说，吹制玻璃球就能制造出凸透镜的形状。所以你会发现，在眼镜诞生之初，远视（无法看清近处物体）要比近视容易矫正。
眼镜最早发明于13世纪的印度，经由意大利传入欧洲。大致同一时间，中国人发明了太阳镜。即便是在当时，这种眼镜也比呆板的眼镜更时尚、更酷炫。然而，整整500年后——直到18世纪才有人发现，可以给镜片安装带着长臂的镜架，将眼镜架在耳朵上，这样做便于放置眼镜，且还能维持稳定了。在此之前，人们要么时不时地用手拿起眼镜放在双眼和物体之间细细端详，要么强行把眼镜勒在鼻梁上，让它保持在那个位置上。所以，哪怕只是给眼镜安上长臂，你的文明就已经领先了几百年。
不过，眼镜还只是个开始。把眼镜中并排放置的两个凸透镜取出，把互相对齐，排成一列——通常安装在一个可调节长度的中空的圆柱体的两端——你就发明了显微镜。人类在17世纪初期第一次想到了这个创意。如果圆柱体的一头装的是凸透镜，另一头装的是凹透镜，你就发明了望远镜。我们可以用望远镜来观察远处的土地，探索宇宙的奥秘，甚至还可以监视举止怪异的邻居。把两个望远镜并排放在一起，你就发明了双筒望远镜。我们只是给了你几个透镜而已，结果你就疯狂地发明了好多东西！
望远镜和显微镜都是极其重要的发明。有了它们，我们才发现了此前未知的生命形式（细菌），刷新了对生命生存方式的认识（细胞），了解了生命繁衍的方式（细胞分裂，以及显微镜下才可见的精子和卵细胞相遇的有性生殖方式），探明了人们对疾病的自我防卫机制（白细胞），更不要说那些关于新行星、新恒星以及新星系的宏观发现了。凡此种种，都从基础层面上改变了科学、医学、生物学、化学、宗教学以及文明自身。在我们的时间线中，所有这些创新发明都需要透镜的发明，而透镜的发明则需要白玻璃，制造白玻璃又需要高温窑炉。好在第10章中的指导说明足以帮助你在任何历史节点上发明上述一切。
望远镜和显微镜的结构示意图
无论是对尖端科学来说，还是对体面的个人形象来说，镜子都是颇有用处的。要发明镜子，只需将一层像铜、铝或锡这样的反光金属安装在一块平整的透明玻璃背面就可以了。在人们广泛使用镜子之后，自拍（其实是自画像）这种发明也产生了。镜子在公元15世纪才在欧洲普及开来，在那之前，欧洲画自画像的传统其实并没有那么深厚。随之而来的发明还有潜望镜、更先进的望远镜、能够反射并会聚太阳光的太阳灶，以及无数与身体形象有关的物件（很明显，只有在镜子这种无时无刻不在提醒人类注意个人仪表的工具诞生后，这些相关物件才会出现）。把玻璃的形状做成三角形，你就发明了棱镜。这种器具可以将光线分解成各种组分（形成好看的彩虹）。将棱镜放在一个暗盒中，保证进入棱镜的光线只从某个小孔中透入，这就是分光镜。每种元素在受热时都会发出独有的彩色光带：光带就像一条不完整的彩虹，而且，各种元素的彩色光带都不相同，就像人类的指纹一样。你既可以用分光镜来鉴别在你面前燃烧的究竟是什么物质，也可以同时使用分光镜和望远镜，从而分析远在百万光年之外的恒星的化学组成。
对于这些熔化了的沙子来说，目前的这些表现还不赖吧？
没错，玻璃其实就是熔化了的沙子。或者，更准确地说，玻璃是熔化了的二氧化硅，我们也可以叫它“硅石”。硅石在地壳中的质量占比超过10%，也是世界上大多数地区的沙子的主要组成部分，所以硅石很容易就能找到。硅石的熔点大约是1 700℃，篝火达不到这样的温度，但仍处于第10章中介绍的窑炉可达的温度范围之内——历史上第一块人造玻璃就是在公元前3500年左右的时候，在这样一座窑炉中偶然制作出来的：一些沙子不知怎的进入了窑炉，然后熔化了，冷却后就形成了一种非常有趣的物质。
在沙子里面掺入草碱或纯碱，可以降低硅石的熔点，从而降低玻璃的制作难度，同时缩减制作成本。加热时，热量会让草碱或纯碱溶解到沙子之中，从而起到降低熔点的作用。再往这团物质里添加一些生石灰，就可以提高玻璃的耐用性和耐腐蚀性，而且有助于保护玻璃免遭雨水冲刷的磨损。一通操作下来，你最终得到的这团物质的熔点大概为580℃，这就容易多了。制作玻璃的理想原材料配比大概是60%~70%的硅石，5%~12%的生石灰以及12%~18%的纯碱。
这团混合物熔化后产生的液体会不停冒泡，像煮沸了一样，气泡就是正在逃逸的二氧化碳，而这个“沸腾”过程越长越好，这样才能让其中的气泡完全逃逸，你就可以倾倒、吹制、牵拉或者用塑模制造玻璃。白沙会生产出透明的玻璃（白玻璃）。棕色沙子的内部通常含有氧化铁，因此会生产出绿玻璃。要想让绿玻璃变得透明，就得在原料熔化时添加二氧化锰。将某些海草烧成灰烬则可以得到二氧化锰，至于是哪种海草，就得靠你不停实验，直到找到那种能起作用的为止了。
热玻璃的温度越高，流动性就越强；温度越低，它就越浓厚。将熔融的玻璃分别冷却到某几个特殊的温度上，你就可以对玻璃的这些特性加以利用。你会看到，在不断冷却的过程中，玻璃从黏稠度很低的果汁状变为可塑性较强的泡泡糖状，最后变成相当黏稠的太妃糖状。当玻璃呈泡泡糖状时，你可以用一根空心的铁管蘸一团玻璃液，然后从另一头往里吹气。没错，你刚刚发明了玻璃吹制技术，有了它，你就可以制作各种玻璃器皿了。
你很可能想要制造玻璃窗，这项发明有几大好处：第一，提升家的舒适度，不然总是像洞穴似的；第二，使窗成为绝缘体；第三，照亮房间，提升透光率。不过，制作一大块玻璃可是一项大工程，涉及几种不同的技术。下面我们就把这些技术列出来，从最原始、最简单的到现代最复杂的，全部列于此处。这样一来，你就可以自行决定到底要把玻璃做到怎样精致的程度了！
• 如果你有足够的时间和精力，就把熔融的玻璃液倒到铁板（铁板不会在这个温度下熔化）上塑形，并等待玻璃液冷却。然后再拿起这块玻璃，把两面抛光，直到它变得透明为止。一开始抛光的时候，可以先用粗糙的砂纸，然后逐渐改用更精细的砂纸。这得花点儿工夫。
• 如果你把玻璃吹成了气球状，可以切去上下两端，留下一个粗糙的圆柱体。趁它还有较强可塑性的时候，把它对半切开，然后放在铁板上压平，就成了宽大的平板玻璃。这种玻璃制作起来简单，也很适合用来做窗户，但还是比较粗糙，并且透光度常常不够理想。这种做法大概诞生于11世纪。
• 如果你把玻璃吹成了一个硕大的球体（这还是需要一点点技巧的），然后再慢慢地加热，使其温度达到熔点，与此同时，把这团热玻璃放在陶工的旋盘上不停旋转，离心力就会把它压成圆盘状。这种透明的“冕牌玻璃”边缘会比较薄，中间最厚，最中间会出现一个圆形的“牛眼”。它可以被切割成片状玻璃。这种制玻璃的技术直到1320年才在法国出现，并且还作为非常有利可图的商业机密被保守了几百年。现在竟然被你知道了！
• 如果你在铁制模具里吹制玻璃球，你就能不断制造出形状一模一样的玻璃。尤其是，如果你用的是一个圆筒状模具，待玻璃冷却后，将其纵向切开，然后慢慢地再度加热，这个圆筒状的玻璃就会自然变平形成一片玻璃。这种玻璃要比上面所说的宽大的平板玻璃规整和透明得多。这种玻璃制造技术出现于20世纪初。
• 如果你已经掌握了液态锡（一种非常致密的金属）的生产方法，就可以制作你所熟悉的极其平滑的现代玻璃窗了。把熔融的玻璃液倾倒在液态锡上，玻璃液会在冷却之前以均匀的厚度平铺在液态锡上。玻璃大概会在600℃的时候凝固，比液态锡凝固得早，于是你就可以在玻璃冷却后把它拿起来了。这项技术于1950年前后正式出现，并且在不到10年的时间里就取代了之前所有的玻璃生产技术。不过要使用这种技术还有一个问题：虽然锡不会附着在玻璃上，但二氧化锡会。因此，你得在没有氧气的房间内完成制作，以保证液态锡不会被氧化生锈。如果你觉得这实在是太难了，那我们可以向你保证，冕牌玻璃和圆筒玻璃也很好，足以满足你的需求。本书在后面就会为你解释机械按钮的工作原理，所以，你或许不必只为了立刻做出更平滑的玻璃而不停地捣鼓那些熔融金属。
