晶態(tài)和液態(tài)都是平衡態(tài)概念，是平衡態(tài)物質(zhì)的相態(tài)。作為相態(tài)的概念，最好用“態(tài)字”。

反而“玻璃”是什么，需要定義清楚。目前物理中討論的分子“玻璃”是依靠一個(gè)物理過(guò)程來(lái)定義的。這個(gè)物理過(guò)程表述起來(lái)篇幅還不短。

環(huán)境溫度變化后，在新溫度下樣品需要時(shí)間才能達(dá)到相應(yīng)的平衡態(tài)。如果這個(gè)溫度在熔點(diǎn)以上（樣品是液態(tài)），這個(gè)時(shí)間很短。如果我們降溫的時(shí)候，在每個(gè)溫度下都等到平衡態(tài)才變到下一個(gè)更低的溫度，這樣下去我們會(huì)先達(dá)到熔點(diǎn)的溫度（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度總是比熔點(diǎn)低）。達(dá)到熔點(diǎn)的時(shí)候樣品就結(jié)晶（這里面的成核機(jī)制問(wèn)題就不深入了）變成晶態(tài)。如果樣品由于種種原因沒(méi)有結(jié)晶，保持了液態(tài)。從這時(shí)起樣品屬于“過(guò)冷液體”（supercooledliquid）。有很多能形成玻璃的液體（glass-formingliquids）從結(jié)構(gòu)上導(dǎo)致就無(wú)法“結(jié)晶”，它的相空間就不存在一種能量遠(yuǎn)低于其他構(gòu)象的“晶態(tài)”，所以本來(lái)就不存在熔點(diǎn)，那就沒(méi)有“過(guò)冷”或“低于熔點(diǎn)”概念，就是個(gè)液態(tài)。隨著溫度的繼續(xù)降低，等待樣品達(dá)到平衡態(tài)的時(shí)間會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)。另一方面，樣品粘度隨溫度增大得越來(lái)越快。這就導(dǎo)致等待樣品達(dá)到平衡態(tài)的時(shí)間的增長(zhǎng)也越來(lái)越快。說(shuō)白了就是平衡態(tài)粘度和等待時(shí)間隨溫度發(fā)散。在有限的實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間范圍內(nèi)，我們看到的是樣品達(dá)不到平衡態(tài)，或者停留在離平衡態(tài)很遠(yuǎn)的狀態(tài)，而且?guī)缀跬耆�失去流�?dòng)性。這時(shí)樣品屬于“玻璃”（glass）。所以，過(guò)冷液體是指低于熔點(diǎn)的平衡態(tài)液態(tài)而玻璃是指樣品在熔點(diǎn)以下在有限的實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間范圍內(nèi)處于非平衡態(tài)失去流動(dòng)性的狀態(tài)�；蛘哒f(shuō)，玻璃是粘度很大的非平衡過(guò)冷液體。

至于玻璃態(tài)的實(shí)質(zhì)是什么，它非平衡，那它平衡了之后是什么態(tài)，有沒(méi)有發(fā)生相轉(zhuǎn)變（不管是一級(jí)還是次級(jí)），一直沒(méi)有定論。所以現(xiàn)在還沒(méi)法給出比上述這種描述式的定義更加本質(zhì)的，而且又公認(rèn)的定義。

有的回答說(shuō)，從流變學(xué)的角度，不流動(dòng)就是固態(tài)。這其實(shí)還是不太全面的概念歸屬。如果是固體，那它的模量是多少？晶態(tài)固體的模量是可以計(jì)算的。液態(tài)流體的粘度也是可以計(jì)算的。它們的計(jì)算基礎(chǔ)是完全不同的。玻璃按上述定義若僅是一種粘度很高的液體，那我們就應(yīng)該總是討論其粘度，而不存在討論其模量的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。其實(shí)，聊到流變學(xué)，更一般的狀態(tài)是“粘彈性體”。哪怕是小分子液體，在處于玻璃態(tài)時(shí)，由于其dynamics變得越來(lái)越協(xié)同（cooperative）（這種術(shù)語(yǔ)也就講給這些答案下的同行聽(tīng)了），所以其響應(yīng)會(huì)有記憶效應(yīng)，即粘彈性。粘度很大可以對(duì)應(yīng)出一個(gè)有限的瞬態(tài)模量。粘彈性也有其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，它們的松弛模量也可以從結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)進(jìn)行計(jì)算。但是，玻璃態(tài)物質(zhì)的粘彈性的第一性原理模型，是當(dāng)前這個(gè)領(lǐng)域很難的問(wèn)題。在這里能討論的只是：我們把玻璃當(dāng)作固體，拿來(lái)測(cè)得到的模量，其實(shí)是瞬時(shí)模量。只是這個(gè)瞬時(shí)性也要很長(zhǎng)的觀察時(shí)間才能顯示出來(lái)，因此在有限的觀察時(shí)間內(nèi)很像理想固體的永久模量。

有答案說(shuō)，玻璃在給定溫壓下是“穩(wěn)態(tài)”，或者說(shuō)瀝青在常溫常壓下是“穩(wěn)定態(tài)”，其實(shí)有偏頗。一定溫度和壓力，并不對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的玻璃態(tài)。以等壓實(shí)驗(yàn)為例，一定溫度下的玻璃的狀態(tài)，除了取決于它之前的變溫歷史之外，還取決于在此溫度下的等待時(shí)間（玻璃會(huì)物理老化），具有“記憶性”。關(guān)于這方面的性質(zhì)，可參考A.

J. Kovacs，L. C. E. Struik和G.

McKenna的工作。既然如此，到底什么量能唯一地“標(biāo)定”玻璃態(tài)所處的非平衡“狀態(tài)”呢？也就是說(shuō)，玻璃物質(zhì)的序參量怎么選？這又是一個(gè)玻璃態(tài)研究的既古老又前沿問(wèn)題。所以，僅溫度和壓力不足以唯一地規(guī)定玻璃的狀態(tài)，處于某個(gè)狀態(tài)下的玻璃，它也不是穩(wěn)定的，而是會(huì)隨時(shí)間發(fā)生“物理老化”。在“物理老化”的過(guò)程中，玻璃的靜態(tài)結(jié)構(gòu)變化很小但是動(dòng)態(tài)不斷變慢、動(dòng)態(tài)的不均勻性增大，所以在這個(gè)意義上不能認(rèn)為是“穩(wěn)定”。

玻璃問(wèn)題有一般性。上升到一般性的話，在凝聚態(tài)物理中也算是一個(gè)比較重要的基本問(wèn)題。除了分子玻璃之外，還有膠體玻璃。與分子長(zhǎng)程吸引短程排斥相反，膠體往往是短斥吸引，有時(shí)包括長(zhǎng)程排斥。膠體時(shí)間尺度慢，還有凝膠態(tài)，其實(shí)是因相分離與玻璃化轉(zhuǎn)變耦合而凍結(jié)形成的結(jié)構(gòu)，因此具有與玻璃態(tài)類(lèi)似的dynamics。膠體玻璃推廣到零溫還可包括“顆粒物質(zhì)”（granular

materials）。

如果回溯到最初挖這個(gè)坑的人P. W.

Anderson，他提出的其實(shí)是自旋玻璃（spinglass）而不是分子玻璃。除了膠體玻璃、分子玻璃，還有電子玻璃。這些不同物質(zhì)領(lǐng)域的主要研究幾乎不重疊，但它們的研究者都用玻璃來(lái)稱呼這些狀態(tài)，反映了在整個(gè)凝聚態(tài)物理中，“玻璃”性質(zhì)有公認(rèn)的特征。這些是什么特征？是否夠本質(zhì)？或者說(shuō)，“玻璃”是否存在一個(gè)一般的統(tǒng)計(jì)力學(xué)描述或定義，是這個(gè)方向上研究的基本問(wèn)題。舉個(gè)相對(duì)的例子，正是由于“晶體”已經(jīng)有明確的熱力學(xué)定義，那么當(dāng)我們?cè)谡劇澳z體晶體”的時(shí)候，我們才都知道我們談的是什么。

玻璃作為非晶類(lèi)固體，在工業(yè)和生活上的應(yīng)用就更廣泛了。也跟流變學(xué)的研究對(duì)像“復(fù)雜流體”、“非牛頓流體”等密切相關(guān)。這些體系對(duì)于理論物理研究都很dirty。在生物方面，也有人希望從玻璃態(tài)的角度去看待某些問(wèn)題。玻璃的這個(gè)汽球也可以吹得很大。有時(shí)你也得先搞清楚，你想談的“玻璃”是在多嚴(yán)格的層面上。