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- 616期－從零開始的玻璃生活（4月號）
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2021-03-30來自古代的傳世祕方：古埃及人與古羅馬人如何製作玻璃？
616 期
Author 作者
王冠文／英國雪菲爾大學考古博士，現職為中央研究院歷史語言研究所助研究員，專長是古代高溫工藝的科學分析。
玻璃是現代人習以為常的材料之一，在生活的各個層面都能見到它的存在。但它其實不是現代才發明的產物，古代人早已懂得如何製作玻璃。本文將帶領讀者回到古埃及與古羅馬時代，一起看看當時的人們如何製作玻璃。
最早的玻璃：來自窯爐的青金石？
最早的玻璃燒製技術，大約在西元前16世紀時，出現在古埃及與美索不達米亞。當時的玻璃大多是深藍色或藍綠色，從兩地的古文獻可以得知，這些玻璃的顏色應是為了模仿自然界的寶石──青金石（lapis lazuli）或綠松石（turquoise）。在美索不達米亞阿卡德帝國的楔形泥板中，將玻璃稱作「來自窯爐的青金石」，而真正的青金石則是「來自山上的青金石」。古埃及的文獻則將青金石稱為「真正的青金石」（real lapis lazuli），而將深藍色的玻璃稱作「青金石」；同樣的，綠松石被稱為「真正的綠松石」（real turquoise），藍綠色的玻璃被稱為「綠松石」。
美索不達米亞和古埃及並非青金石或綠松石原礦的產地，這些寶石大多從阿富汗一帶經由伊朗輸入。大約自西元前20世紀後，這些寶石逐漸成為美索不達米亞與古埃及之間重要的外交往來物品。同樣的，這些寶石的仿作──玻璃──也是十分重要的外交物品之一，兩地也都因此發展出玻璃燒製工藝。考古學家便曾在埃及現今的坎堤爾（Qantir）、利什特（Lisht）、阿瑪納（Amarna）、瑪卡塔（Malkata）等地發現玻璃燒製作坊的遺跡。當時，這些作坊、燒製技術、製作成品都掌握在皇室及貴族階級手中，平民是無法取得的。
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古埃及Qantir遺址用於燒製玻璃的坩鍋，坩鍋內仍殘存未燒製完全的玻璃原料，後續研究發現這些原料是石英碎石，而非砂子。
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古埃及Qantir遺址用於燒製紅色玻璃的坩鍋剖面。下方深灰色部分為坩鍋，上方為紅色玻璃，玻璃表面受腐蝕氧化作用，由氧化亞銅變成氧化銅，呈現綠色狀態。（Excavation Qantir, Pelizaeus-Museum Hildesheim）古埃及如何做玻璃？由植物灰到「清澈的」玻璃
在美索不達米亞的數件楔形泥板中，曾發現關於玻璃原料的記載，這些文獻大多藏於西元前7世紀建造的亞述巴尼拔圖書館（Library of Ashurbanipal）裡。內文中提及，製作玻璃時我們需要「10minas的immanakku石、15minas的naga植物灰、1.5minas的『白色植物』」。
其中minas是當時的重量單位，大約是0.5～1公斤；「immanakku 石」指的是矽（silicon, Si）含量高的石頭，是製作玻璃最重要的原料；「naga植物灰」指的是鈉（sodium, Na）含量較高的植物燒成的灰，功用是做為助熔劑，可以將二氧化矽（SiO2）的熔點由1700℃降至接近1000℃，以便燒製；至於最後提及的「白色植物」，至今我們仍不清楚確切指涉的是何種成分。而由此方式燒製出來的玻璃稱為zukû玻璃，意為「清澈的玻璃」。
此外，如果要製作「擁有青金石顏色的玻璃」，則需要再準備「10minas的銅料（copper, Cu）」，也就是將銅料和磨碎的zukû玻璃一起熔融，再加入其他原料燒製便可完成。在這裡，銅料是做為發色劑使用，當銅以氧化的二價銅離子（Cu2+）狀態存在於玻璃結構時，會使玻璃產生藍色或藍綠色的樣貌。
從這些文獻中不難發現，美索不達米亞與古埃及的工匠，已經掌握了基本的玻璃原料和燒製概念，也就是需要有純度高的矽質原料、助熔劑、發色劑才能產出不同顏色的玻璃。而當時的矽質原料來源，可能是來自於石英質鵝卵石，由於雜質較少，因此文獻裡較少提及含矽原料的精煉。……【更多內容請閱讀科學月刊第616期】