人類照明的發展歷史（上）

人類用同位素測定：地球的年齡是45.6億年。當然，太陽與地球是同時形成的，因此，陽光是一直圍繞地球的。不過，月球作為太陽行星的年齡，月球對日的年齡為60億年；月球成為地球衛星的年齡，月球對地的年齡為1.738億年。因此，月光是很晚才照耀地球的。當然，即使是1.738億年的月光，也足夠了，因為人類的歷史不足1000萬年。

人類僅僅靠自然光照明是不夠的，黑夜和冬季是漫長的。現代人推測：在某場雷電劈中森林后，渾身長毛的祖先們偶然學會了用火，火不僅帶來了烤熟的食物，更可以照亮夜晚，進而驅逐野獸，帶來溫暖。從自然光到「熱輻射光源」的跨越，就這樣完成了。據考古資料，早在距今約70萬至20萬年前，舊石器時代的北京猿人已經開始將火用於生活之中。

以篝火、火堆形式存在的「熱輻射光源」不便於移動，於是人們拿起一根燃燒的樹枝，在樹枝另一段綁上更多的可燃物，蘸上油脂――火把就這樣誕生了。早期的油脂，主要是動物脂肪，又肥又不好吃，就用來照明；其次就是松樹油脂。火把的歷史，可能有上百萬年。

從1954年至1998年陸續發掘的位於福建閩侯縣甘蔗鎮曇石村西北側的「曇石山文化遺址」，距今4500－5500年，屬新石器時代晚期。遺址中出土了保存完好的陶瓷做的油燈，有多個防風孔，比外國的同類燈早了1000多年，這是我國最早的油燈，也是世界上最早的油燈，被譽為「中華神燈」。

人類使用油燈照明的歷史特別長。在這期間，油燈經過了多次改進。油燈用油從動物油改為植物油，最後（20世紀）又被煤油取代。燈芯也經歷了草、棉線、多股棉線的變化過程。為了防止風把火吹滅，人們給油燈加上了罩。早期的罩是用紙糊的，很不安全，後來改用玻璃罩。這樣的油燈不怕風吹，在戶外也照樣使用，而且燃燒充分，不冒黑煙。

中國最早的太陽能利用，其歷史可追溯到2700年前。遠在 3000多年前的西周時代（公元前 11世紀），就已有了「陽燧取火」技術的記載，所謂「陽隧」，就是形似凹面鏡的金屬圓盤，對著太陽聚光，在聚光點點燃艾絨等易燃物，取得火種。這是一種最古老的太陽能聚光器。沈括《夢溪筆談》中對陽燧的原理作了科學的論述。

國外認為阿基米德是利用太陽能最早的人之一。約在公元前 215－210年間，古羅馬帝國的艦隊侵佔了西西里島，派了一支艦隊攻打希庫扎港，著名的學者阿基米德，為了保衛家鄉，他讓每個士兵用擦亮的銅盾，排列在城堡上，把太陽光聚集反射到入侵的羅馬艦船上，結果使艦船起火，敵人倉惶逃跑。

根據大英百科全書記載，在公元3000年前（據今5000年），埃及和希臘就有蠟燭的相關紀錄，古代的蠟燭皆以動物脂肪製造。1358年，在英國倫敦，人們用蜂蠟來製造蠟燭照明。1830年，K. V. Reichenbach在實驗室中從煤炭瀝青中分離出石蠟。1934年，Fischer·Tropsch（費歇爾·托晉希）蠟的商業化生產，開始合成蠟的製造歷史。

在中國，商代（公元前1766年－前1111年）的甲骨文中也未見燈、燭之類的字樣。西周（公元前1097年－公元前771年）時，在人們日常生活中出現的「燭」應是最早的照明用器的記載。西周時「燭」應是一種由易燃材料製成的火把，用於執持的已被點燃的火把，稱之為燭；放在地上的用來點燃的成堆細草和樹枝叫做燎；燎置於門外的稱大燭，門內的則稱庭燎。

漢字「燈」，則是從「豆」演變而來。戰國時期（公元前403年－前221年）的《楚辭·招魂》有記載。一個小小的、表面坑坑窪窪的陶碗，碗的底部有一個把手支撐，簡單的造型，粗糙的工藝，放在一般人眼裡，就是一件不值錢的陶器。這「豆」是碗形的照明工具，就是「燈」。

在中國的燈具史上，成就最高的燈是出現在西漢（公元前202年－公元9年）。這種燈是供宮廷貴族使用的青銅燈，燈的火苗上方帶有連著煙管的煙罩，燈煙可以經由罩和管排入蓄水的燈身里達到「取光藏煙」的環保效果。其中最著名的燈就是1968年河北省滿城縣出土的「長信宮燈」。

公元1－2世紀，就已有關於生物發光的記載。但直至1887年，才由法國R.杜布凡開創對生物發光物質的科學研究。20世紀60年代以前，為熒光素-熒光酶系統的概念佔優勢的時期，主要是觀測研究生物發光的器官、組織和生理，其代表性著作有美國E.N.哈維1952年出版的《生物發光》。60年代以後，隨著觀測儀器和萃取技術的改善，在發光物質的合成及其結構、量子產量測定以及發光反應機制等方面，都獲得了許多新進展，特別是「發光蛋白」型系統的發現，標誌著對生物發光的研究進入了新階段。該時期的代表性著作有1978年英國P.J.赫林主編的《生物發光作用》。生物性冷光有多種用途，如發光菌燈可作為火藥庫的安全照明。

利用夜間可以發光的螢火蟲作為光源，是中國人的發明。晉朝時期（265年－420年），有個名叫車胤的人，從小好學不倦，連夜晚的時間也不肯白白放過。但是由於家裡很窮，買不起點燈的油，所以每到夏夜，他就抓來許多螢火蟲，放在有小洞的囊內，利用螢火蟲的光來看書。結果苦學的車胤終於出人頭地，最後官至吏部尚書。此外，古書《古今秘苑》也曾經記載：「取羊膀胱吹脹曬乾，入螢百餘枚，繫於罾足底紋，群魚不拘大小，各奔其光，聚而不動，捕之必多。」這是利用螢火蟲的亮光捕魚的故事。

1780年，瑞士物理學家與化學家Aimé Argand （1750年7月5日－1803年10月14日）發明了阿爾岡燈（Argand lamp）。它是自油燈和蠟燭發明以來第一個重大進步。這種油燈的亮度，相當於6－10根蠟燭。

1792年，出現了煤氣燈。世界上第一盞煤氣燈是蘇格蘭人威廉·默多克發明的。他於1792年將燈裝在了他在英國康沃爾的家中。1828年，瑞典化學家貝采利烏斯發現了釷，二氧化釷在高溫下受到激發，會射出白色的光。人們利用它的這一特性，製造可以提供更大區域照明的煤氣燈。1865年12月18日，作為道路交通的重要配套設施，煤氣燈、電燈先後試驗成功，並最先在道路兩旁使用。

1809年，英國化學家戴維曾以兩千多組伏打電池為電源，發明了在兩根碳棒之間進行強電流放電的弧光燈。這是人類最早利用電照明的成功嘗試。但戴維的弧光燈，成本太高，光線太強，只能用於燈塔或公共場合的照明，不可能大規模推向民用。

1835年，英國物理學家和化學家法拉第對氣體放電進行了研究。在1907年至1910年期間，科學家克洛德和林德發明了液態空氣分餾。利用這一發明，在霓虹燈內充入一定的惰性氣體，這樣就明顯減緩了氣體在燈管內部的消耗速度，顏色也豐富了，可產生紅、綠、藍、黃等顏色。第二次世界大戰前夕，光致發光的材料被研製出來了。這種材料不僅能發出各種顏色的光，而且發光效率也高，我們稱之為熒光粉。熒光粉被應用在霓虹燈製作中后，霓虹燈的亮度不僅有了明顯提高，而且燈管的顏色也更加鮮艷奪目，變化多端，同時也簡化了制燈的工藝。故在第二世界大戰結束后，霓虹燈得到了迅猛的發展。

1854年亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲，放在真空的玻璃瓶下通電發光。他的發明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當時試驗的燈泡已可維持400小時，但是並沒有實時申請設計專利。

1850年，英國人約瑟夫·威爾森·斯旺（Joseph Wilson Swan）開始研究電燈。1878年，他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利，並開始在英國建立公司，在各家庭安裝電燈。

19世紀中葉，F.塔爾博特首次應用火花隙放電作為高速攝影的曝光光源，這是最早的人造脈衝光源（是利用貯存的電能或化學能，在極短時間內發生高強度閃光的氙氣燈雛形）。以後出現了惰性氣體脈衝放電光源（即氙氣燈），才使脈衝光源真正進入實用階段。

1874年，加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氮氣，以通電的碳桿發光。但是他們無足夠財力繼續發展這發明，於是在1875年把專利賣給了愛迪生。

愛迪生買下專利后，嘗試改良使用的燈絲。1879年他改以碳絲造燈泡，成功維持13個小時。到了1880年，他造出的炭化竹絲燈泡曾成功在實驗室維持1200小時。但是在英國，約瑟夫·威爾森·斯旺控告愛迪生侵犯專利，並且獲得勝訴。愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯旺加入為合伙人。但後來斯旺把他的權益及專利都賣了給愛迪生。在美國，愛迪生的專利亦被挑戰。美國專利局曾判決他的發明已有前科，屬於無效。最後經過多年的官司，愛迪生才取得碳絲白熾燈的專利權。

1892年，愛迪生通用電氣公司和湯姆森－休斯頓電氣公司合併，創立通用電氣公司（General Electric Company，GE）。

愛迪生的最大發明是使用鎢代替碳作為燈絲。之後在1906年，通用電器發明一種製造電燈鎢絲的方法。最終廉價製造鎢絲的方法得到解決，鎢絲電燈泡被使用至今。

1907年，Henry Joseph Round第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發光現象。

1930年，照相閃光燈問世，取代了專業攝影師之前使用的閃光粉。

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