正文 第84節 文 / 艾薩克·阿西莫夫

    在通常情況下，物質有三態：氣態，液態和固態。在氣體中，組成氣體的原子或（通常為）分子的能量非常高，或者各個分離的分子之間的引力非常低（或者兩者兼備）。以致各個分子獨立地進行運動。

    如果能量降低到一定點，那麼，分子就不能再保持獨立性，而必定會互相發生接觸。但是這時還有足夠的能量可供分子進行運動，使分子在其他分子間滑動。這種情況就是液體。

    如果能量進一步降低，各個分離的分子就不能再滑動，而會固定在某個方位上（儘管它們也許能夠或確實會在它們的固定位置附近振動）。這種物質就是固體。

    在固體中，兩個相鄰的分子（或原子，或離子）的相對位置不是隨意的。它們處於某種有規則的排列之中，這種排列取決於不同的粒子具有什麼樣的比例，大小有怎樣的差別，外部壓力有多大，等等。在氯化鈉中，鈉離子和氯離子的數１2000年，芬蘭科學家首次合成了氬的穩定化合物——氟氬化氫（HArF）。

    ——碧聲注

    目相等，大小沒有太大的差別。在氟化銫中，銫離子和氟離子的數目相等，但銫離子比氟離子大得多。在氯化鎂中，鎂離子和氯離子的大小沒有太大的差別，但是在數目上，氯離子為鎂離子的兩倍。由於這一原因，每種化合物很自然地以不同的方式進行排列。

    如果你得到一塊可見物質，它是由全部按有序方式排列的原子、離子或分子所組成，那麼，這塊可見物質就會有一些光滑的表面，它們以一些固定的角度相交（這就像從空中來看一個軍隊的隊形。你也許看不見各個士兵，但是如果他們排列得很好，你就會看見那個隊伍，比如說，呈矩形）。這塊可見物質（或者說「晶體」）的整個形狀取決於原子的排列。對於在一系列給定條件下的任何給定的物質來說，原子排列是固定的，因此晶體總是具有確定的形狀。

    固體物質從本質上說幾乎總是晶體，即使它們看起來並不像是那樣。我們知道，要形成一種理想的晶體，最好從處於溶液狀態的純物質著手（這樣，外來的原子就不會滑入和打亂排列）。溶液應該緩慢地冷卻，以便讓原子有時間排成陣列。

    在自然界往往存在著由幾種物質組成的混合物，因此，我們最後得到的，是互相推撞和互相擁擠的幾種不同的晶體。不僅如此，如果冷卻非常快，那麼，就會有許多晶體開始形成，以致其中任何一個晶體都沒有機會生長到超過顯微的大小，這些晶體各取各的方向，因此沒有確定的形狀。

    因此，在自然界，我們很少能看到足夠大的清澈的晶體。

    通常我們所遇到的，是一些不規則的物質碎塊，它們是由我們未察覺到的微晶體構成的。

    有一些固體物質不是結晶狀的，因此不真正是固體。玻璃就是一個例子。液態玻璃是很有粘性的，因此它的離子就難以運動，也難以排成有序陣列。當玻璃冷卻時，離子運動得越來越慢，最後完全停止運動，停在哪兒就將它們的位置保持在那兒。

    在這種情況下不存在有規則的排列，因此，「固態」玻璃實際上是一種「超冷的液體」。玻璃可以是硬的，摸起來像是固體，但是它沒有晶體結構，而且，它沒有明顯的熔點，這是它最致命的弱點。所以，「固態」玻璃在加熱時就只是逐漸軟化而已。