非晶固體

給鬧市廣場上熙熙攘攘的人群拍張快照，然後想象所有人當場定格。人挨得很緊，沒人在走動，可也沒有軍樂隊那樣的方陣——只是一團靜止的混亂。非晶固體就是被恰好這樣定住的物質：堅硬、是固體，但原子凍結在無序的排佈裡，而不是整齊重複的排佈裡。

「非晶」一詞意為「沒有形態」，在這裡指的是缺了那種定義晶體的、規則重複的內部圖案。非晶固體裡的原子仍然和鄰居成鍵、緊密堆擠，所以材料確確實實是固體，能保持形狀。但你若能放大去看，會發現沒有長程有序：每個原子大致有正確數目的鄰居、相距大致正確的距離，可這圖案漂移不定，在大範圍上從不重複。窗玻璃、凝固的蠟燭油、許多塑料，以及某些太陽能電池裡的非晶矽，都是例子。

非晶固體之所以重要，是因為它們無處不在，而且往往比晶體更容易、更便宜做出來——你只需把熔體冷卻得足夠快，讓原子來不及找到自己整齊的格子。誠實的提醒是：這裡的「固體」是個實用說法——非晶固體其實是卡住了的液體，所以在極漫長的時間尺度上，有些也許會極緩慢地流動或重排，儘管在日常用途裡它們的表現就是堅硬的固體。