美俄勒冈大学用计算机模拟“理想玻璃”

1948年,美国俄勒冈大学的沃尔特·考兹曼曾在心中埋下了一颗种子:能不能造出一种既像液体那样混乱,又像晶体那样坚硬的“理想玻璃”。当时大家觉得这太疯狂了,因为按照常理,液体变成玻璃时,混乱度(也就是熵)会降低,如果真把混乱降到零,系统就彻底凝固了。谁能想到这种矛盾的东西竟然真的存在。现在,俄勒冈大学的科研团队用计算机模拟给出了肯定答案。他们发现,只要在二维空间里稍微给系统开个后门——允许粒子在变化时改变大小,就能打破传统玻璃的魔咒。结果神奇的一幕出现了:理想玻璃比普通玻璃还要坚固,每个粒子都精准地挨着六个邻居,形成了一种完美的“钻石结构”。当用锤子去砸它时,产生的振动不会像雪崩一样乱作一团,而是像湖面被石子击中后很快恢复平静。这是因为它的原子排列非常均匀,连微小的空隙都看不到。虽然模拟成功了,但现实中我们还造不出来这种玻璃。想要制造它,得找到一种全新的办法,不能用老一套的加热冷却手段。一旦这个难题被攻克,想象空间就大了:以后的防弹衣能更轻却更结实,光学窗口能做到超低损耗。这项发表在《物理评论快报》上的研究告诉我们:混乱也能变得很精确。或许在不久的将来,我们端起的那杯冰水,就会装进真正“完美无缺”的玻璃杯里。