我們在中學就學過物質具有三種狀態：氣體、液體和固體。生活中很多物質都能夠輕鬆將它們歸類到這三者之中，然而玻璃究竟是屬於哪種狀態卻一直是物理學的老大難問題，就連《科學》雜誌，都曾將玻璃態物質的本質是什麼列入125個最具挑戰性的科學前沿問題之一。
一、關於玻璃的流言
我第一次聽說玻璃是液體還是在大學的物理課上，教授說，中世紀歐洲教堂那些300年前的玻璃，在重力的作用下，下方變厚。他還說，玻璃是原子運動得很慢的液體，相比液態水中的原子慢20~30個數量級。
其實玻璃會緩慢變厚是一個無稽之談。那些古老的玻璃之所以如此，是由於當時的製作工藝所致。當時的工人將融化的玻璃絞在鐵棍上，棍子以很快的速度旋轉，將玻璃團攤成平坦的圓盤。等玻璃冷卻之後，再切割成玻璃窗。
這種工藝的缺點是，圓盤中央部分總會比邊緣厚一些，所以這種玻璃切割成玻璃窗後，總會有一頭要厚一些。而在安裝玻璃的時候，厚的那邊向下，有利於玻璃窗的穩定和雨水的流淌。所以教堂那些玻璃並不是向下流動變厚，而是它本來就是那樣的。
二、玻璃的定義
在討論玻璃是固體還是液體的時候，首先需要明確什麼是玻璃？然而相對於已經嚴格定義的晶體來說，玻璃並沒有明確的統計力學描述或者定義。
科學家們定義了很多“玻璃”類的物質，比如膠體玻璃、分子玻璃、電子玻璃、自旋玻璃，這些玻璃都有其獨特的特質，並且這些特質互相不重疊，但這些都被物理學家們用玻璃來稱呼。也就是說，沒有統一的玻璃概念，但“玻璃”具有公認的性質。
這種性質的理論名稱叫“玻璃態”，即短程有序，長程無序狀態。也就是說，玻璃內部，在數個或者數十個原子範圍內，呈現出有序排列，表現出晶體的特徵，而在原子數量增加後，便成為一種無序的排列狀態，其混亂度類似液體。
所以說，玻璃不是晶體，也不是非晶體，也不是多晶體，也不是混合態，由於常溫下，玻璃在宏觀上是一種固態物質，所以只能叫它“玻璃態”。
三、玻璃的狀態分析
很顯然，用晶態、非晶態和液態的概念去定義物態是更精確的，因為這三種狀態都是平衡態的概念，是平衡態物質的相態。接下來我們就在“態”的概念下來討論玻璃態究竟是什麼態。
晶體開始融化時的溫度叫做熔點。在一個標準大氣壓下，晶體都是有熔點的，比如鐵1535°C、鋁660°C、銅1083°C、水0°C。一般來說晶體熔點從高到低為,原子晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體。
這是因為，當環境溫度發生變化的時候，物體需要經過一定的時間才能達到平衡態。對於晶體來說，處於熔點以上溫度的時候，其處於液態。當晶體溫度降低到熔點以下的時候，物體就開始結晶，變成晶態。
玻璃沒有熔點，只有軟化點。通常軟化點600度左右，隨著溫度的增高，其流動性會越來越好。軟化點，也就是我們日常見到的玻璃成品剛開始變軟的溫度。
從這個角度來說，玻璃明顯不具備晶體的特點。因為玻璃沒有熔點，也就不存在過冷或者是低於熔點的概念，我們只能說，隨著溫度的降低，玻璃達到平衡態的時間會越來越長。
在有限的實驗觀察時間範圍內，玻璃不可能達到平衡態，而且幾乎完全失去液體的流動性特點，這就是我們所說的玻璃。從這個角度上說，玻璃是粘度很大的非平衡過冷液體。
由此可見，那位教授說玻璃是一種原子運動很慢的物體還是可信的。但如果就此說，玻璃就是一種液體，這個結論也下得過早，因為我們還要看一下玻璃的微觀結構。
四、玻璃的微觀結構奧秘
美國科學家菲利普·吉布斯曾經指出，從分子動力學和熱力學的某些角度來說，玻璃可以看成是高黏度的液體，是無定形固體，或是既非液體也非固體的另一態。這是因為，常溫下，玻璃這種表面上呈現書固定形狀並且堅硬，具有固體屬性的東西，其內部的分子排列卻很像液體。
玻璃之所以會呈現出這樣的狀態，其主要原因就是：玻璃的粘度隨溫度的變化速度太快，而結晶速度又太慢。這意味著，當溫度下降時，玻璃的分子由於粘度迅速增加而失去移動的能力，導致這些分子被留在了其為液態時候的位置上（這時候分子間相對距離更小），無法到達形成晶格節點的位置上去。
也正因為如此，常溫下，玻璃中的原子雖然看上去是雜亂無章地固定在特定位置上，但其原子之間仍然有一種重新排列到晶格上的趨勢，也就是說，這些原子需要以非常緩慢的速度才能爬到晶格上去，進入到能級更低的穩定狀態。
結束語
通過前面的介紹我們可以看到，當液體的玻璃慢慢冷卻後成為固體，我們很難說出液態玻璃與固態玻璃之間有什麼確切的界限。可以說，玻璃不是液態也不是固態，只能叫做玻璃態才是更為適合的說法。那麼玻璃中的原子是如何緩慢運動的？換句話說，玻璃是怎樣流動的呢？這至今仍然是凝聚態物理和材料科學的未解之謎。
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