Стекло

Путешествуя на машине по проселочным дорогам Андалузии в 2001 году, я подпал под чары оптического эффекта. Мой путь лежал через оливковую плантацию, которых много в этих краях. Мимо идеальными рядами проносились деревья, и я поймал себя на том, что слежу, как они мелькают одно за другим, словно кадры немого кино. Старые оливы как будто развлекали меня волшебными трюками, облегчали долгое путешествие по липкой жаре. Быстрые кадры с одинаковыми деревьями, тянувшимися бесконечными рядами, завораживали. Я переводил взгляд с дороги на деревья, потом снова на дорогу и опять на деревья, а потом я врезался в трактор.


До сих пор не понимаю, откуда он возник прямо у меня перед носом. Я ударил по тормозам, и меня отбросило с водительского сиденья на лобовое стекло. В память врезался момент удара, внезапный стоп-кадр, когда стекло вокруг меня покрылось трещинами. Непередаваемое ощущение. Было похоже, словно я врезался в стену из прозрачных кусочков имбирного печенья.

Песок – это множество микроскопических камешков, отколовшихся от скал под воздействием ветра, волн и других испытаний, выпадающих на долю камня. Вглядевшись в песчинки, можно увидеть, что по большей части они состоят из кристаллов диоксида кремния – то есть кварца. В мире существуют огромные запасы кварца, потому что его молекулы (SiO2) – это продукт реакции двух самых распространенных элементов земной коры: кислорода и кремния. Кристалл кварца – это всего лишь регулярно расположенные молекулы кварца, точно так же как кристалл льда – это регулярно расположенные молекулы Н2О, а железо – регулярно расположенные атомы железа.
При нагревании молекулы диоксида кремния получают энергию и вибрируют, однако до достижения определенной температуры они не смогут разорвать связи, удерживающие их вместе. Такова особенность любого твердого тела. При дальнейшем нагревании энергия вибраций достигнет критической величины – точки плавления, и тогда молекулы смогут разорвать связи и разлететься в беспорядке, став жидким диоксидом кремния. Молекулы воды делают то же самое, когда тают кристаллики льда. Но между водой и диоксидом кремния есть важное различие.
Если заморозить талую воду, ее молекулы, как все мы хорошо знаем, с легкостью опять превратятся в лед. Это происходит снова и снова: и лед, мешающий открыть морозилку, и снег, покрывающий горные вершины, – все это вода, повторно замороженная до состояния кристаллов. Симметричной структуре молекул воды снежинки обязаны изяществом своих узоров.
Воду можно нагревать и замораживать сколько угодно, и каждый раз кристаллы будут менять форму. С диоксидом кремния все иначе. Когда жидкий диоксид остывает, его молекулам очень сложно опять образовать кристалл, как будто они не могут припомнить, как это делается: какая молекула и куда должна встать, кто за кем следует. По мере остывания молекулы теряют энергию и, соответственно, подвижность: им все сложнее занять правильное место в кристаллической решетке. В результате образуется твердый материал с хаотичной молекулярной структурой жидкости – стекло.

Различие между кристаллом кварца и аморфным стеклом

Поскольку все, что нужно для создания стекла, – это невозможность сформировать кристалл, может показаться, что сделать стекло довольно легко. Но это не так. Разведите огонь в пустыне, пусть ветер раздует пламя – возможно, вам удастся раскалить песок так, что он расплавится в полупрозрачную вязкую жидкость, которая затвердеет после остывания и действительно станет стеклом. Но почти наверняка оно будет бурым, слоистым, со множеством твердых, нерасплавленных песчинок и вскоре рассыплется, снова обратясь в песок пустыни.
Трудностей тут две. Во-первых, минеральный состав большей части песка не позволяет сделать из него хорошее стекло: в химии бурый цвет считается тревожным знаком, подсказкой, что в материале полно мусора. Это как с красками: бессистемное смешение цветов дает нечто серо-бурое, грязь. Хотя некоторые добавки, так называемые флюсы, например карбонат натрия (сода), способствуют образованию качественного стекла, большинство примесей этому только мешает. Песок действительно состоит в основном из кварца, но ветром в него наносит много всякой всячины. И второе: даже если бы песок имел правильный химический состав, температура, необходимая для его плавления, составляет около 1200 °C, что гораздо выше температуры обычного пламени – 700–800 °C.
Впрочем, молния может выполнить работу огня. Удар молнии раскаляет место удара до температуры свыше 10 000 °C – более чем достаточно для плавления. В местах удара находят стеклянные стержни под названием фульгуриты. Эти причудливые обуглившиеся тела – точь-в-точь молнии, которые, говорят, швырял в порыве гнева скандинавский бог Тор. Само слово происходит от латинского fulgur, что значит «молния». Стеклянные стержни на удивление мало весят, поскольку они полые. Шершавые снаружи, они обладают гладкой внутренней поверхностью, которая получается за счет испарения песка в момент удара. Из дыры, пробитой молнией, горячий воздух устремляется вверх, а расплавленный песок выстилает стенки воздушной трубки. После этого жáра хватает лишь на то, чтобы сварить вместе остывшие песчинки и образовать шершавую оболочку.

Такие фульгуриты находят в Ливийской пустыне

Цвет фульгуритов зависит от состава песка; так, например, кварцевые стержни прозрачны. Попадаются и серо-черные фульгуриты. В длину эти образования могут достигать пятнадцати метров. Они весьма хрупки, поскольку в основном состоят из полурасплавленного песка. До недавнего времени они считались не более чем курьезом природы. Но, поскольку с самого начала в них попадают пузырьки воздуха, то древние фульгуриты могут сообщить ценные сведения о климате пустынь в далекие эпохи, а значит, пролить свет на глобальное потепление.
В Ливийской пустыне есть участок исключительно чистого, белого, почти беспримесного кварцевого песка. Если как следует поискать, здесь можно обнаружить редкую форму стекла, не уступающего в прозрачности современному и совсем не похожего на грязноватый и шершавый фульгурит. Из куска такого пустынного стекла сделана центральная часть украшения в виде жука-скарабея, найденного в гробнице Тутанхамона. Известно, что ливийское стекло не было изделием древних египтян, поскольку его возраст, по недавним подсчетам специалистов, составляет 26 миллионов лет. Единственный известный аналог был найден в 1942 году после испытаний ядерной бомбы «Тринити» на полигоне «Белые пески» в штате Невада. Поскольку 26 миллионов лет назад в Ливийской пустыне не взрывали никакой атомной бомбы, остается только предположить, что экстремально высокая температура, необходимая для образования оптически чистого стекла, стала следствием падения метеорита, сопровождавшегося гигантским выбросом энергии.

Нагрудное украшение со скарабеем, найденное на мумии Тутанхамона. Фигура жука выполнена из пустынного стекла

Но если нет под рукой метеорита или ядерной бомбы, как в таком случае получают стекло? То самое стекло, которое вставляют в очки и в окна, из которого сделаны стаканы?
Хотя египтяне и греки достигли успехов в производстве стекла, только римляне по-настоящему внедрили его в повседневную жизнь. Именно они открыли эффект флюса – в те времена это был углекислый натрий, природная разновидность карбоната натрия. Благодаря добавке изготовление прозрачного стекла не требовало нагрева до температуры плавления чистого кварца. Стекло производили лишь там, где имелось подходящее сырье и топливо для плавильных печей. Оттуда по разветвленным торговым путям стекло доставляли во все концы Римской империи, где мастера превращали его в полезные предметы. Ничего революционного в этом не было, так происходило и раньше, однако значительное удешевление стекла, согласно Плинию Старшему, сделало его доступным обычным гражданам. Пожалуй, наилучшим образом иллюстрируют римскую любовь к стеклу творческие решения стекольщиков. К примеру, они изобрели застекленное окно. До римлян окна были открыты ветру. Правда, на случай шквала и дождя существовали ставни и полотняные занавеси, но идея прозрачного материала, который мог бы защитить от непогоды, была поистине революционной. И хотя стеклышки в окнах с частыми свинцовыми перемычками были невелики по размеру (тогда не умели делать большие оконные стекла), однако именно с римлян пошло увлечение стеклом в архитектуре.
До появления прозрачного стекла зеркалом служила отполированная до блеска металлическая поверхность. Римляне догадались, что слой прозрачного стекла защитит металлическую поверхность от царапин и ржавчины, а заодно позволит уменьшить толщину металлической подложки до малой доли миллиметра. Это существенно удешевило зеркала и увеличило их долговечность, не говоря уже о четкости отражения. Почти все современные зеркала делают по тому же принципу.
Однако зеркала были не единственным римским нововведением. До нашей эры стекло плавили и разливали в специальные формы. Этого было достаточно для изготовления грубых предметов, однако изящество достигалось ценой непомерных усилий. Например, стоило большого труда залить густую вязкую массу в форму с узкой прорезью, чтобы получить тонкостенный бокал для вина. Римляне, однако, подметили, что при нагревании стекло обретает пластичность. Металлическими щипцами горячему стеклу можно было придать любую форму. Римляне даже умели вдувать воздух в раскаленное стекло. Остывая, оно превращалось в идеальный шар. Римские мастера выдували тончайшие, изысканнейшие бокалы, которых мир прежде не видывал.
Раньше сосуды для питья всегда были непрозрачными, их делали из металла, керамики или рога. Вино оценивали исключительно по вкусовым качествам. С изобретением бокала цвет, прозрачность и отсутствие примесей также стали важными характеристиками напитка. Мы привыкли видеть, что мы пьем, но римлянам это было в новинку. Прозрачные бокалы пришлись им по душе.
Вершина технической и культурной мысли своего времени, по сравнению с современными бокалами они, однако, все равно были слишком грубыми и несовершенными. Их главным недостатком были многочисленные мелкие пузырьки, которые не только портили впечатление, но и ослабляли материал. При любом механическом сотрясении – когда вы чокаетесь бокалом, или роняете его случайно на пол, или по другой причине – стекло поглощает силу удара, рассеивая ее между атомами, тем самым уменьшая нагрузку на каждый атом в отдельности. Атом, не выдержавший нагрузки, срывается со своего места, в кристалле возникает дефект. У атомов, оказавшихся вблизи дефекта или трещины, мало соседей, способных удержать их на месте и разделить с ними нагрузку. Такие одинокие атомы особенно рискуют сорваться. В разбивающемся стекле возникает цепная реакция: сила, оказавшаяся чрезмерной для одного атома, срывает его с места, а он тянет за собой соседа. Чем сильнее сотрясение, тем меньшего количества пузырьков и тем менее глубокой трещины достаточно для запуска цепной реакции. Иными словами, крупные пузырьки в стекле бокала означают, что он не выдержит серьезной механической нагрузки.
Чрезмерной хрупкостью стекла, возможно, объясняется долгое небрежение им после римлян, добившихся таких успехов в его изготовлении. Китайцы торговали римским стеклом и знали секрет его производства, но сами не развивали технологию. Это весьма удивляет, если вспомнить, что в искусстве обработки материалов китайцы опережали европейцев еще целое тысячелетие после того, как пала Римская империя. Китайцы были настоящими знатоками бумаги, древесины, керамики и металлов, но почти не интересовались стеклом.
В Западной Европе, напротив, мода на стеклянные бокалы заставляла ценить и почитать стекло, что в конце концов оказало глубокое влияние на культуру. В Европе, особенно в Северной, оконные стекла, пропускавшие свет, но не впускавшие внутрь дождь, ветер и холод, были слишком желанным предметом, чтобы не задуматься о технологии их производства. Однако поначалу умели делать лишь маленькие, довольно чистые и прочные, стеклышки – несколько таких стекол скрепляли свинцом, чтобы закрыть оконный проем целиком. Иногда их окрашивали цветной глазурью. Цветные витражи – признак богатства и утонченного вкуса – совершенно изменили архитектуру европейского собора. Со временем ремесленники – мастера по цветному стеклу – достигли такого же высокого положения в обществе, как и каменотесы. В Европе расцвело новое искусство остекления окон.
На Востоке пренебрежительное отношение к стеклу не менялось вплоть до XIX века. Все это время китайцы и японцы закрывали окна бумагой, которая исправно служила, но развитие архитектуры на Востоке пошло совсем иным путем, чем на Западе. Отсутствие стеклодувной технологии у этих народов означало, что, несмотря на всю их техническую грамотность, они не могли изобрести ни телескоп, ни микроскоп – два главных оптических инструмента, с которыми их познакомили западные миссионеры. Помешало ли это китайцам извлечь максимум пользы из своего технического превосходства и стать во главе научно-технической революции, как это произошло с европейскими странами в XVII веке, сказать невозможно. Но без телескопа точно не увидеть спутников Юпитера, не разглядеть планетоид Плутон, не сделать астрономических вычислений, которые лежат в основе современного понимания Вселенной. Без микроскопа глаз не различит бактерий; невозможно систематически изучать микромир, что крайне важно для развития медицины и инженерного дела.
Так откуда же у стекла это чудесное свойство – прозрачность? Каким образом свет проходит сквозь плотное, без внутренних разрывов, вещество, в то время как большинство других материалов его не пропускает? В конце концов, стекло состоит из тех же атомов, что и песок. Так почему же в песке они непрозрачны, а в стекле идеально прозрачны и способны преломлять свет?
Стекло состоит из атомов кремния и кислорода. В центре каждого атома находится ядро из протонов и нейтронов, окруженное разным количеством электронов. Размеры ядра и отдельных электронов ничтожны по сравнению с размером всего атома. Если бы атом был стадионом, то ядро было бы горошиной в центре поля, а электроны – песчинками на трибунах. Итак, любой атом – и, следовательно, любой материал – состоит в основном из пустоты. А это означает, что у света достаточно пространства, чтобы он мог проходить сквозь атом, не сталкиваясь ни с электронами, ни с ядром. Собственно, так и есть, поэтому в действительности вопрос должен звучать не «Почему стекло прозрачное?», а «Почему не все материалы прозрачны?».

На этом наброске видно, что атом по большей части состоит из пустоты

Если продолжить аналогию со стадионом, то внутри атома электронам позволено находиться лишь в определенных зонах трибун, как если бы почти все сиденья были демонтированы и осталось несколько рядов, предназначенных для электронов. Если какой-нибудь электрон хочет занять ряд получше, ему придется доплатить, и валютой в данном случае послужит энергия. Проходя через атом, свет несет с собой энергию, и если ее достаточно, электрон воспользуется ею для перемещения на другой ряд. При этом он поглотит свет, не пропуская его сквозь вещество.
В этом вся загвоздка. Энергии света должно быть ровно столько, сколько требуется электрону, чтобы переместиться на другой ряд. Если ее слишком мало (в верхнем ряду нет свободных мест, иначе говоря, для перемещения требуется больше энергии), то электрон не сдвинется с места и свет не будет поглощен. Идея того, что электроны не могут перемещаться между рядами (энергетическими уровнями), если количество энергии света не соответствует требуемой величине, лежит в основе теории, управляющей атомным миром, – квантовой механики. Расстояния между рядами соответствуют определенным порциям энергии – квантам, и они в стекле таковы, что для перемещения в свободный, более высокий ряд требуется гораздо большая порция энергии, чем та, которую можно получить, поглощая видимый свет. Следовательно, видимому свету недостает энергии, чтобы сдвинуть с места электрон, и ему не остается ничего иного, как пройти сквозь атом. Вот почему стекло прозрачно. С другой стороны, свет, обладающий высокой энергией, например ультрафиолетовое излучение, способен перемещать электроны на более высокий энергетический уровень, поэтому стекло для него непроницаемо. Поэтому нельзя загореть через стекло, ведь оно задерживает ультрафиолетовое излучение. У таких непрозрачных материалов, как дерево и камень, много «свободных мест» в рядах, поэтому они эффективно поглощают и видимый свет, и ультрафиолетовое излучение.
Свет, хоть и не поглощаемый стеклом, по мере движения через атомы теряет скорость и снова ее набирает, когда выходит с той стороны стекла. Если свет падает под углом, то разные части луча входят в стекло и выходят из него в разное время и с разной скоростью. Этими легкими различиями объясняется преломление света – эффект, используемый в оптических линзах: из-за кривизны стекла свет, попадающий на линзу в разных местах поверхности, преломляется под разными углами. Используя линзы с разной кривизной поверхности, мы можем увеличивать изображение с помощью телескопов и микроскопов, а также корректировать зрение с помощью очков.
Благодаря эффекту преломления свет сам по себе стал объектом эксперимента. За многие века стеклодувы, конечно, замечали, что, когда солнечный свет падает на стекло под определенным углом, на стене появляются маленькие радуги. Никто, однако, не смог бы объяснить причину этого явления – лишь констатировать очевидное: цвета радуги каким-то образом зарождаются в стекле. О том, что эта очевидность обманчива, первым догадался Исаак Ньютон в 1666 году. Тогда же он предложил собственное, правильное объяснение радуги.
Ньютон гениально подметил, что стеклянная призма не только превращает «белый» свет в радугу, но и, наоборот, радугу – в «белый» свет. Из этого он сделал вывод, что все цвета, полученные с помощью стекла, до этого уже содержались в самом свете. Луч солнца – это смешанный свет, который, проходя сквозь стекло, распадается на составляющие цвета. Кстати, с каплей воды на свету происходит то же самое, ведь и она прозрачна. Ньютон, таким образом, объяснил сразу все важнейшие свойства радуги – до него это никому не удавалось.
Эксперимент Ньютона продемонстрировал силу научной мысли и роль стекла как пособника в раскрытии тайн природы. Роль эта не сводилась к одной только оптике. Возможно, больше других научных дисциплин от появления стекла выиграла химия. Достаточно заглянуть в любую химическую лабораторию, чтобы в этом убедиться. Благодаря прозрачности и инертности стекло идеально подходит для смешивания химикатов и наблюдения за реакцией. До изобретения стеклянной пробирки использовались непрозрачные мензурки, поэтому трудно было увидеть ход реакции. С появлением стекла, особенно термостойкой марки «Пайрекс» (PYREX), химия как системная наука получила огромный импульс к развитию.
Пайрекс – это стекло с добавкой оксида бора, который, подобно диоксиду кремния, тяжело образует кристаллы и, что еще важнее, препятствует расширению стекла при нагревании и сжатию при охлаждении. Когда разные участки стекла находятся в разных температурных зонах, расширяясь и сжимаясь с разной скоростью, нарастающее напряжение вызывает трещины, и стекло в конце концов разлетается на куски. Если это происходит с сосудом с кипящей серной кислотой, дело может кончиться увечьем либо гибелью людей. Боросиликатному стеклу пайрекс не угрожают расширение и сжатие под влиянием нагревания и охлаждения, а также связанное с этими процессами напряжение. Химики могут нагревать и охлаждать препараты как угодно, думая только о науке, а не о потенциальной опасности термошока.
Также ученые могут гнуть стеклянные трубки и пробирки непосредственно в лаборатории с помощью одной лишь паяльной лампы, что значительно упрощает конструирование сложного химического оборудования, например дистилляционных и герметичных сосудов. Можно собирать газ, управлять давлением жидкости, отпускать на волю химические реакции. Химия до такой степени зависит от стеклянной посуды, что в штате любой химической лаборатории имеется стеклодув. Сколько лауреатов Нобелевских премий обязаны стеклу своими открытиями и сколько современных изобретений было зачато в стеклянной пробирке?
Является ли связь между стеклодувной технологией и научной революцией XVII века примером простого отношения причины и следствия, вопрос спорный. Вероятнее всего, стекло было необходимым условием, а не причиной этой революции. Но то, что стекла практически не знали на Востоке в течение тысячи лет, в то время как в Европе оно совершенно преобразило одну из самых драгоценных наших традиций, – это факт бесспорный.
Столетиями вино пили из стеклянных бокалов, а вот пиво вплоть до XIX века распивали, как правило, из непрозрачных глиняных, оловянных и деревянных кружек. Поскольку нельзя было увидеть цвет напитка, его вкусовые качества были гораздо важнее, нежели презентабельный внешний вид. Обычно оно представляло собой темно-коричневое мутное варево. Когда в 1840 году в Богемии (ныне Чешская Республика) появилась технология массового производства стекла, оно подешевело настолько, что каждый мог выпить пива из стеклянного стакана. Впервые пиво предстало глазам людей во всей своей красе, и многим не понравилось то, что они увидели: так называемое пиво верхового брожения было не таким, как современное, не только на вкус, но и по цвету и прозрачности. Не прошло и десяти лет, как в Пльзене создали новый сорт пива по методу низового брожения – лагер. Оно было светлее традиционного, чистое, золотистого цвета и пузырилось как шампанское. Это пиво услаждало не только вкус, но и взор, и с тех пор вошло в обычай пить лагер только из стеклянных кружек, как это и было задумано изначально. Увы, по иронии судьбы светлое пиво нередко разливают в металлические банки, так что единственный сорт пива, легко узнаваемый по внешнему виду, – это воплощенная непрозрачность, пиво старой, достеклянной эры, а именно «Гиннесс».
Разлив пива в стеклянную посуду имел еще один неожиданный побочный эффект. По данным британского правительства, ежегодно более пяти тысяч человек подвергаются нападениям преступников, вооруженных стаканами и бутылками, что обходится здравоохранению более чем в два миллиарда фунтов ежегодно. В пивных заведениях попробовали вводить пластик, такой же прозрачный и прочный, как стекло, но посетители его отвергли. Пить пиво из пластикового стаканчика совсем не то же самое, что из стеклянной кружки, и не только потому, что у пластика вкус другой, но и потому, что он хуже проводит тепло и поэтому теплее на ощупь, чем стекло, а это уменьшает удовольствие от распития ледяного пива. Пластик также гораздо мягче стекла, поэтому очень скоро стаканчики блекнут, покрываются царапинами и налетом. Не только пиво в них кажется менее прозрачным, но и сама посуда кажется менее чистой. Ведь прелесть яркого, сияющего стекла еще и в том, что оно всегда выглядит чистым, даже если на самом деле это не так. Мы все поддаемся обману, не желая лишний раз думать о том, что наш стакан побывал у кого-то во рту, возможно, всего лишь час назад. Твердый пластик, стойкий к царапинам, – одна из главных задач материаловедения. В самолетах, поездах и машинах могли бы появиться легкие окна, а в мобильных телефонах – легкие экраны, но сейчас это кажется недостижимым. Пока что найдено другое решение: не отказываться от стекла, но сделать его надежнее.
Такое стекло называется закаленным. Оно было изобретено в автомобильной индустрии, чтобы уменьшить травмы от осколков стекла при авариях. В научном смысле оно ведет свое происхождение от одной любопытной вещицы, придуманной в 1640 году, известной как капли принца Руперта. Это кусочки стекла в форме слезинок, которые выдерживают сильное давление на закругленном конце, но лопаются, стоит слегка повредить их «с хвоста». Сделать такие капли очень просто: нужно всего лишь бросить в воду кусочек расплавленного стекла. Резкое охлаждение приводит к механическому сжатию поверхностных слоев стекла, оставляя мало шанса царапинам, так как сжимающее напряжение все время стягивает их края. Закалка у стекла такая, что капля выдержит удар кувалдой, хоть в это и трудно поверить.
Однако, чтобы сохранить сжимающее напряжение на внешней поверхности стекла, законы физики требуют равного ему по силе обратного, растягивающего, напряжения внутри. Атомы в глубине капли напряжены до предела; их взаимное отталкивание так велико, что они в любой момент готовы взорваться. Если поверхностное сжатие хоть чуточку выйдет из равновесия – допустим, вы поцарапаете «хвост», – пойдет цепная реакция по всему стеклу: находящиеся под напряжением атомы тут же займут естественное положение, и капля рассыплется на мельчайшие осколки, достаточно острые, чтобы о них порезаться, но слишком крохотные, чтобы нанести серьезный вред. Чтобы лобовое стекло так же крошилось при ударе, ученым нужно было придумать способ охлаждения внешней поверхности со скоростью, достаточной для образования сжимающего напряжения, как в каплях принца Руперта. Новый материал спас множество жизней, потому что во время аварии неизменно рассыпался на миллионы осколков.
Со временем стекло стало еще более надежным. Лобовое стекло, в которое я врезался тогда в Испании, было безопасным стеклом последнего поколения, его называют многослойным. Хоть оно и разбилось вдребезги подобно каплям принца Руперта, ни одного осколка не выпало из него за все то время, что мы вместе с ним летели через капот машины и приземлялись на асфальт.
Это новейшее прочное стекло проложено слоем пластика – ламината, который склеивает осколки подобно клею. Пуленепробиваемое стекло, по сути, делается по той же технологии, но с несколькими слоями пластика внутри. Когда пуля разбивает внешний слой стекла, он поглощает часть энергии пули и затупляет ее кончик. Затем пуля проталкивает осколки сквозь слой пластика, вязкий словно патока, он распределяет воздействие удара на участок вокруг точки столкновения. Не успеет пуля пройти и эту преграду, как ее встречает очередной слой стекла, и процесс повторяется.
Чем больше слоев пластика и стекла, тем больше энергии может поглотить пуленепробиваемое стекло. Один слой ламината остановит пулю из пистолета девятого калибра, три слоя – пулю из «магнума» сорок четвертого калибра, а восемь слоев помешают автомату Калашникова убить вас. Конечно, от пуленепробиваемого лобового стекла мало проку, если через него нельзя ничего разглядеть, поэтому задача не столько в том, чтобы наращивать количество слоев, сколько в том, чтобы совместить коэффициенты преломления стекла и пластика (свет не должен слишком отклоняться по пути от слоя к слою).
Технически сложное производство многослойного небьющегося стекла весьма дорого, однако мы готовы платить высокую цену, чтобы пользоваться его преимуществами. Этот материал где только не встретишь: и в машинах, и на улицах современных городов, которые все больше и больше напоминают дворцы из стекла. Летом 2011 года во многих городах Британии прошли массовые волнения. В репортаже по телевизору мне бросилось в глаза, что, в отличие от беспорядков прежних лет, погромщикам не всегда удавалось разбить камнем витрину, потому что владельцы магазинов установили небьющееся стекло. Похоже, тенденция крепнет: стекло в витринах не только открывает товары для всеобщего обозрения, но и служит им защитой. Можно еще делать небьющиеся пивные кружки из многослойного стекла – надеюсь, что тогда со стеклянным оружием в барах и пабах будет покончено.

Современный город невозможно представить без стекла. С одной стороны, мы хотим, чтобы дома защищали нас от непогоды: в конце концов, для этого они и созданы. И все же при выборе нового жилья или места работы едва ли не первый вопрос, который мы задаем: а светло ли мне будет? В городах что ни день вырастает новое здание из стекла – ответ инженеров на наши противоречивые запросы: иметь защиту от ветра, холода и дождя, от насильников и воров и в то же время не сидеть в темноте. Многие проводят в четырех стенах большую часть жизни – светлой и приятной жизни благодаря стеклу. Стеклянные витрины означают, что мы ведем бизнес честно и открыто, – магазин без витрины едва ли вообще можно назвать магазином.
Стекло также помогает нам увидеть себя. Можно разглядывать свое отражение в сияющей металлической поверхности или в глади пруда, но в конечном счете большинство судит о себе по отражению в зеркале. Даже фотографии и видео делаются с помощью стеклянных линз.
Часто говорят, что на Земле почти не осталось неизученных мест. Обычно подразумевают наш, человеческий, мир. Но направьте увеличительное стекло на любую часть дома – вы обнаружите новый мир, который тоже можно исследовать. Посмотрите в мощный микроскоп – и откроется еще один мир, населенный фантастическими существами. Или же взгляните на небо через телескоп, и целая вселенная возможных миров предстанет перед вами. Муравьи строят города в муравьиных масштабах, микробы – в микромасштабах. Нет ничего особенного в «человеческом» масштабе, в наших городах и во всей нашей цивилизации, за исключением того, что у нас есть материал, позволяющий раздвинуть рамки и преодолеть собственный масштаб. Этот материал – стекло.
Однако мы его не очень-то любим и не торопимся петь ему дифирамбы, как пели дифирамбы деревянному полу или вокзалу с чугунными перекрытиями. Мы не гладим стеклопакет, восхищаясь тем, какой он на ощупь. Возможно, потому, что в чистом виде стекло – это ничем не примечательный, бесцветный и холодный материал. Люди не таковы. Они предпочитают иметь дело с цветным, затейливо обработанным, изысканным и даже кривым стеклом, при всей его непрактичности. Самое практичное стекло – то, из которого мы строим современные города: плоское, толстое и безупречно прозрачное, но оно же и наименее привлекательное и узнаваемое – и самое незаметное.
Несмотря на все свое огромное значение для истории и для частной жизни каждого из нас, стекло почему-то не заслужило нашей любви. Когда мы разбиваем оконное или ветровое стекло, мы пугаемся, досадуем, нам больно, как было со мной тогда в Испании, но мы не чувствуем, что разбили что-то действительно ценное. В подобных случаях мы беспокоимся о себе, а что касается стекла, то его легко заменить. Возможно, потому, что мы смотрим скорее сквозь него, чем на него, стекло не стало частью нашей системы ценностей. А то, из-за чего мы больше всего ценим стекло, преградило ему путь к нашему сердцу: оно инертно и невидимо не только в оптическом смысле, но и в культурном.