人类照明的发展历史（上）

人类用同位素测定：地球的年龄是45.6亿年。当然，太阳与地球是同时形成的，因此，阳光是一直围绕地球的。不过，月球作为太阳行星的年龄，月球对日的年龄为60亿年；月球成为地球卫星的年龄，月球对地的年龄为1.738亿年。因此，月光是很晚才照耀地球的。当然，即使是1.738亿年的月光，也足够了，因为人类的历史不足1000万年。

人类仅仅靠自然光照明是不够的，黑夜和冬季是漫长的。现代人推测：在某场雷电劈中森林后，浑身长毛的祖先们偶然学会了用火，火不仅带来了烤熟的食物，更可以照亮夜晚，进而驱逐野兽，带来温暖。从自然光到“热辐射光源”的跨越，就这样完成了。据考古资料，早在距今约70万至20万年前，旧石器时代的北京猿人已经开始将火用于生活之中。

以篝火、火堆形式存在的“热辐射光源”不便于移动，于是人们拿起一根燃烧的树枝，在树枝另一段绑上更多的可燃物，蘸上油脂――火把就这样诞生了。早期的油脂，主要是动物脂肪，又肥又不好吃，就用来照明；其次就是松树油脂。火把的历史，可能有上百万年。

从1954年至1998年陆续发掘的位于福建闽侯县甘蔗镇昙石村西北侧的“昙石山文化遗址”，距今4500－5500年，属新石器时代晚期。遗址中出土了保存完好的陶瓷做的油灯，有多个防风孔，比外国的同类灯早了1000多年，这是我国最早的油灯，也是世界上最早的油灯，被誉为“中华神灯”。

人类使用油灯照明的历史特别长。在这期间，油灯经过了多次改进。油灯用油从动物油改为植物油，最后（20世纪）又被煤油取代。灯芯也经历了草、棉线、多股棉线的变化过程。为了防止风把火吹灭，人们给油灯加上了罩。早期的罩是用纸糊的，很不安全，后来改用玻璃罩。这样的油灯不怕风吹，在户外也照样使用，而且燃烧充分，不冒黑烟。

中国最早的太阳能利用，其历史可追溯到2700年前。远在 3000多年前的西周时代（公元前 11世纪），就已有了“阳燧取火”技术的记载，所谓“阳隧”，就是形似凹面镜的金属圆盘，对着太阳聚光，在聚光点点燃艾绒等易燃物，取得火种。这是一种最古老的太阳能聚光器。沈括《梦溪笔谈》中对阳燧的原理作了科学的论述。

国外认为阿基米德是利用太阳能最早的人之一。约在公元前 215－210年间，古罗马帝国的舰队侵占了西西里岛，派了一支舰队攻打希库扎港，著名的学者阿基米德，为了保卫家乡，他让每个士兵用擦亮的铜盾，排列在城堡上，把太阳光聚集反射到入侵的罗马舰船上，结果使舰船起火，敌人仓惶逃跑。

根据大英百科全书记载，在公元3000年前（据今5000年），埃及和希腊就有蜡烛的相关纪录，古代的蜡烛皆以动物脂肪制造。1358年，在英国伦敦，人们用蜂蜡来制造蜡烛照明。1830年，K. V. Reichenbach在实验室中从煤炭沥青中分离出石蜡。1934年，Fischer·Tropsch（费歇尔·托晋希）蜡的商业化生产，开始合成蜡的制造历史。

在中国，商代（公元前1766年－前1111年）的甲骨文中也未见灯、烛之类的字样。西周（公元前1097年－公元前771年）时，在人们日常生活中出现的“烛”应是最早的照明用器的记载。西周时“烛”应是一种由易燃材料制成的火把，用于执持的已被点燃的火把，称之为烛；放在地上的用来点燃的成堆细草和树枝叫做燎；燎置于门外的称大烛，门内的则称庭燎。

汉字“灯”，则是从“豆”演变而来。战国时期（公元前403年－前221年）的《楚辞·招魂》有记载。一个小小的、表面坑坑洼洼的陶碗，碗的底部有一个把手支撑，简单的造型，粗糙的工艺，放在一般人眼里，就是一件不值钱的陶器。这“豆”是碗形的照明工具，就是“灯”。

在中国的灯具史上，成就最高的灯是出现在西汉（公元前202年－公元9年）。这种灯是供宫廷贵族使用的青铜灯，灯的火苗上方带有连着烟管的烟罩，灯烟可以经由罩和管排入蓄水的灯身里达到“取光藏烟”的环保效果。其中最著名的灯就是1968年河北省满城县出土的“长信宫灯”。

公元1－2世纪，就已有关于生物发光的记载。但直至1887年，才由法国R.杜布凡开创对生物发光物质的科学研究。20世纪60年代以前，为荧光素-荧光酶系统的概念占优势的时期，主要是观测研究生物发光的器官、组织和生理，其代表性著作有美国E.N.哈维1952年出版的《生物发光》。60年代以后，随着观测仪器和萃取技术的改善，在发光物质的合成及其结构、量子产量测定以及发光反应机制等方面，都获得了许多新进展，特别是“发光蛋白”型系统的发现，标志着对生物发光的研究进入了新阶段。该时期的代表性著作有1978年英国P.J.赫林主编的《生物发光作用》。生物性冷光有多种用途，如发光菌灯可作为火药库的安全照明。

利用夜间可以发光的萤火虫作为光源，是中国人的发明。晋朝时期（265年－420年），有个名叫车胤的人，从小好学不倦，连夜晚的时间也不肯白白放过。但是由于家里很穷，买不起点灯的油，所以每到夏夜，他就抓来许多萤火虫，放在有小洞的囊内，利用萤火虫的光来看书。结果苦学的车胤终于出人头地，最后官至吏部尚书。此外，古书《古今秘苑》也曾经记载：“取羊膀胱吹胀晒干，入萤百余枚，系于罾足底纹，群鱼不拘大小，各奔其光，聚而不动，捕之必多。”这是利用萤火虫的亮光捕鱼的故事。

1780年，瑞士物理学家与化学家Aimé Argand （1750年7月5日－1803年10月14日）发明了阿尔冈灯（Argand lamp）。它是自油灯和蜡烛发明以来第一个重大进步。这种油灯的亮度，相当于6－10根蜡烛。

1792年，出现了煤气灯。世界上第一盏煤气灯是苏格兰人威廉·默多克发明的。他于1792年将灯装在了他在英国康沃尔的家中。1828年，瑞典化学家贝采利乌斯发现了钍，二氧化钍在高温下受到激发，会射出白色的光。人们利用它的这一特性，制造可以提供更大区域照明的煤气灯。1865年12月18日，作为道路交通的重要配套设施，煤气灯、电灯先后试验成功，并最先在道路两旁使用。

1809年，英国化学家戴维曾以两千多组伏打电池为电源，发明了在两根碳棒之间进行强电流放电的弧光灯。这是人类最早利用电照明的成功尝试。但戴维的弧光灯，成本太高，光线太强，只能用于灯塔或公共场合的照明，不可能大规模推向民用。

1835年，英国物理学家和化学家法拉第对气体放电进行了研究。在1907年至1910年期间，科学家克洛德和林德发明了液态空气分馏。利用这一发明，在霓虹灯内充入一定的惰性气体，这样就明显减缓了气体在灯管内部的消耗速度，颜色也丰富了，可产生红、绿、蓝、黄等颜色。第二次世界大战前夕，光致发光的材料被研制出来了。这种材料不仅能发出各种颜色的光，而且发光效率也高，我们称之为荧光粉。荧光粉被应用在霓虹灯制作中后，霓虹灯的亮度不仅有了明显提高，而且灯管的颜色也更加鲜艳夺目，变化多端，同时也简化了制灯的工艺。故在第二世界大战结束后，霓虹灯得到了迅猛的发展。

1854年亨利·戈培尔使用一根炭化的竹丝，放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持400小时，但是并没有实时申请设计专利。

1850年，英国人约瑟夫·威尔森·斯旺（Joseph Wilson Swan）开始研究电灯。1878年，他以真空下用碳丝通电的灯泡得到英国的专利，并开始在英国建立公司，在各家庭安装电灯。

19世纪中叶，F.塔尔博特首次应用火花隙放电作为高速摄影的曝光光源，这是最早的人造脉冲光源（是利用贮存的电能或化学能，在极短时间内发生高强度闪光的氙气灯雏形）。以后出现了惰性气体脉冲放电光源（即氙气灯），才使脉冲光源真正进入实用阶段。

1874年，加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利。他们在玻璃泡之下充入氮气，以通电的碳杆发光。但是他们无足够财力继续发展这发明，于是在1875年把专利卖给了爱迪生。

爱迪生买下专利后，尝试改良使用的灯丝。1879年他改以碳丝造灯泡，成功维持13个小时。到了1880年，他造出的炭化竹丝灯泡曾成功在实验室维持1200小时。但是在英国，约瑟夫·威尔森·斯旺控告爱迪生侵犯专利，并且获得胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯旺加入为合伙人。但后来斯旺把他的权益及专利都卖了给爱迪生。在美国，爱迪生的专利亦被挑战。美国专利局曾判决他的发明已有前科，属于无效。最后经过多年的官司，爱迪生才取得碳丝白炽灯的专利权。

1892年，爱迪生通用电气公司和汤姆森－休斯顿电气公司合并，创立通用电气公司（General Electric Company，GE）。

爱迪生的最大发明是使用钨代替碳作为灯丝。之后在1906年，通用电器发明一种制造电灯钨丝的方法。最终廉价制造钨丝的方法得到解决，钨丝电灯泡被使用至今。

1907年，Henry Joseph Round第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。

1930年，照相闪光灯问世，取代了专业摄影师之前使用的闪光粉。

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