La descrizione del vetro come un fluido ad alta viscosità (non: densità) fa parte di una tradizione didattica più che scientifica che, apparentemente, sembra dura a morire. Tecnicamente parlando, in effetti, non vi è nulla di errato nel trattare un vetro come un fluido fortemente viscoso. Tuttavia, come il nostro utente fa notare, la descrizione in sé genera dubbi e perplessità se letta senza ulteriori spiegazioni.

La questione di fondo è legata al fatto che il vetro, macroscopicamente ed empiricamente, appare come un solido, con forma e volume ben definiti. Tuttavia, da un punto di vista microscopico, la sua struttura differisce in modo profondo da quella di un solido cristallino, essendo caratterizzata dall'assenza di ordine traslazionale. In un solido (un metallo, un sale, un ossido) noi possiamo infatti sempre individuare un piccolo numero di atomi o di ioni la cui organizzazione nello spazio può venire replicata attraverso una serie di traslazioni nello spazio su distanze multiple di una certa quantità. Questo non accade invece nel caso dei vetri, la cui struttura disordinata li rende microscopicamente più simili ad un liquido.

Se allora l'aspetto microscopico di un vetro è simile a quello di un liquido mentre il suo aspetto macroscopico lo rende un parente stretto di un solido, perché descriverlo come un liquido fortemente viscoso e non come un solido fortemente disordinato? La ragione di fondo è che, a ragionarci su meglio, la definizione di solido riportata dal nostro lettore, anche se molto classica, è in effetti debole, quando meglio analizzata. Distinguere i tre stati della materia sulla scorta di concetti come forma e volume, così auto-evidente ad una prima occhiata, va facilmente in crisi ad un secondo sguardo. Se liquidi e solidi avessero davvero volumi propri, questo vorrebbe dire che le loro compressibilità sono nulle – cosa ovviamente non vera. E altrettanto non vero è che i solidi hanno una forma propria, essendo i solidi caratterizzati da moduli elastici finiti – e molti di essi da deformabilità plastica. La netta distinzione qualitativa si dimostra insomma una differenza quantitativa, con linee di separazione più sfumate e meno definibili di quanto si potrebbe volere. Una prima, buona ragione per far prevalere le considerazioni microscopiche su quelle macroscopiche.

Una seconda, ottima ragione per trovare conveniente parlare di vetri come di liquidi viscosi ce la fornisce la termodinamica, che come sempre ha il merito di raccordare il mondo macroscopico con quello microscopico. Un vero solido, quel che ne sia la natura chimica, purché scaldato ad una temperatura sufficientemente alta transisce allo stato liquido. Tale transizione di fase (fusione) ha luogo ad una temperatura ben definita per ogni valore di pressione. E, fintanto che tutta la fase non transisce da solido a liquido, la temperatura della fase rimane fissata e costante alla temperatura di fusione. Questo non accade invece nei vetri, che si trasformano, con continuità e in un intervallo di temperatura finito, da vetri a liquidi ordinari. E altrettanto fanno i liquidi, raffreddandosi nel processo di vetrificazione. Tutte le loro proprietà macroscopiche, compresa la viscosità da cui prende le mosse questa breve discussione, si modificano gradualmente – come non accade nei solidi che fondono, dove invece la viscosità si modifica discontinuamente al punto di fusione.

L'insieme di queste (e di molte altre analoghe considerazioni) pienamente giustificano l'idea, apparentemente bizzarra, che i vetri siano più simili a liquidi straordinariamente viscosi che non a solidi.