□文/ 苏更林

2012 年10 月1 日——一个注定要对中国照明文化产生深远影响的日子。从这一天起，我国100 瓦级以上普通照明白炽灯进入实质性退市阶段，从而正式拉响了我国白炽灯下课的“铃声”。

133 年来，白炽灯用它那自然靓丽的光芒点亮了整个世界，照亮了人类生产和生活的道路，并使人类从它的灯光中看到了科学技术进步的福音。然而，在低碳经济大潮的冲击下，白炽灯让位于低碳光源也是大势所趋。

20725

“门罗公园魔术师”的大冒险

“1879 年12 月25 日，大雪纷飞，格外寒冷。大约有3 000 人在圣诞节的晚上聚集到门罗公园……人们并不是来庆祝圣诞节，而是来参观一项最新发明。夜色降临后，人们被眼前突然出现的光芒弄得神魂颠倒，目瞪口呆，那是60 盏电灯释放出的光明，这是他们见过的最神奇的东西！人们忘了寒冷，到深夜12 点还不想散去，到处有人高喊：‘爱迪生万岁！’”

这是大型电视纪录片《大国崛起》在谈到电灯的发明时所作的精彩描述。据悉，1879 年10 月21 日，爱迪生在实验室里制成了一盏持续点亮45 个小时才被烧毁的炭丝白炽灯，并于1880 年12 月7 日被授予发明专利。尽管这种炭丝白炽灯离实用化还有很远的距离，但后来人们还是将1879 年10 月21 日确定为白炽灯的诞生日。

20726

爱迪生

爱迪生在他31 岁的那一年，向全世界宣布他要解决电灯照明的问题。爱迪生设想用电力照明取代煤气照明，首先是要让电力照明具有煤气照明的一切优点，同时还要使照明设备能够满足人们的各种要求。比如，电力照明器结构要轻巧，价钱要便宜，使用要安全，寿命要长久，并且对人们健康无危害。在科学家竞相开发电光源而没有实质突破的情况下，爱迪生选择这个充满风险的研究课题，无疑是一个极其难啃的“硬骨头”。像选择一种合适的灯丝材料，并把它密封在一个真空的玻璃容器内，这都是当时的科学技术尖端课题。爱迪生自称这次行动是他一生中“最大的冒险”，就如同在一个没有测量过的海洋中航行一样。

从1878 年9 月开始，门罗公园的研究所成了爱迪生研究电灯的主战场。爱迪生领导的电灯研究团队，吸引了许多方面的专业技术人员。爱迪生深知一个人的智慧是有限的，组织各个方面的专门人才共同致力于一项发明，无疑具有更高的效率和成功率。爱迪生在门罗公园建造的“发明工厂”标志着人类科学技术集体研究的开端，人们把爱迪生称为是“门罗公园的魔术师”。

据说，爱迪生试验的灯丝材料不计其数，光植物类纤维材料就多达6 000 种。他每天的工作时间大约在十八九个小时，困倦的时候，他就用几本书做枕头，躺在实验用的桌子下面睡上一会儿。醒来之后，他又精力充沛地进行试验了。光他记录的实验笔记就多达200 多本，按页数算的话足足有4 万多页。爱迪生在电灯实验取得巨大成功之后，仍然谦虚地说：“没有一个发明是十全十美的，白炽灯也不例外！”

1882 年9 月初的一个傍晚，爱迪生用6 台直流发电机向纽约珍珠街59 家用户的300 盏白炽灯正式供电。这是世界上第一个大型商用发电照明系统的启用，从此白炽灯开始为千家万户带来了光明。

人类电光源照明的大幕被拉开了。《泰晤士报》是这样描述这个伟大时刻的——“煤气灯中时常被昏浊的灯罩弄得暗淡不堪的摇曳的灯光，现在被另一种稳定、明亮而又柔和的新光源所取代了……在此以前曾经有很多人认为这种灯是不可能成功的，现在爱迪生的诺言被证实了，他的电灯终于成功了！”

1889 年，法国巴黎市中心的埃菲尔铁塔正式落成。这座高300 余米的铁塔，成为法国的象征和荣耀。爱迪生把他最新发明的白炽灯安装在了这座当时世界最高的建筑上，并在留言簿上写下了这样一句话：“致埃菲尔——只有勇敢的建设者才可以完成一项如此巨大而原始的现代工程标本，我把最高的敬意和钦佩给予这些工程师。”

20727

爱迪生制造的白炽灯

当白炽灯被请上埃菲尔铁塔塔顶的时候，整个巴黎城的面貌便焕然一新。每当夜幕降临的时候，埃菲尔铁塔灯火辉煌，再加上三色探照灯不停地旋转照耀，简直就像人间仙境一样。

白炽灯的发明开启了美国电气化时代的新篇章，使美国率先进入了第二次工业革命时期，因而在世界资本主义竞争中走在了前列。1931年10 月21 日，美国人在为爱迪生举行葬礼的时候，采用了一种独特而又恰当的方式——停电1 分钟，来悼念这位伟大的发明家，就连自由女神高举的火把也在那天夜晚熄灭了……

这“1 分钟”虽然不算太长，但它给美国带来的经济损失是十分巨大的。给爱迪生以如此高规格的礼遇，无非是希望人们能牢记他的发明给电气化时代和人类社会生活带来的方便与光明。

20730

科学家的不断努力， 终于让白炽灯为人类送来了光明

灯泡内的钨丝“保卫战”

白炽灯的发明是人类照明史上的一件大事，它不仅开启了电光源照明的新时代，而且也为电力融入人类生活提供了新的思路。素有“天才发明家”之称的爱迪生，用炭丝赋予了白炽灯以鲜活的生命力。

20731

白炽灯的灯芯最终选择了钨丝

然而，用炭丝制作的白炽灯尽管为人类送来了光明，但仍然存在一些缺点，比如炭丝不仅易折断，而且还容易耗蚀，因此寿命是比较短的，同时炭丝白炽灯的发光强度和发光效率也是很低的。据悉，用炭做灯丝时，当烧得太热时很容易变成蒸汽。带来的后果，一是使灯丝变细，寿命变短；二是蒸汽沉积到灯泡上，使得灯光变得暗淡。

为了弥补和改进白炽灯的缺陷，科学家进行了长期不懈的努力。从19 世纪80 年代开始，科学家便展开了一场用金属丝代替炭丝以改进白炽灯的持久战，锇丝白炽灯、钽丝白炽灯先后问世，最终是钨丝白炽灯“一统天下”。

白炽灯装上了钨丝之后，似乎就应当万事大吉了吧？事情并没有这么简单，原来钨丝在高温下会生成高价氧化物三氧化钨，并且随着温度的升高，钨丝的升华速度也在增加，这样就使白炽灯的寿命大大地缩短了。那该怎么办呢？

发明家们尝试把白炽灯抽成真空，这样可以减少钨丝的氧化耗蚀。但是，把灯泡抽成真空要受到技术和成本的限制。更何况把灯泡抽空之后，因气压降低会使钨丝表面升华速度加快，因此可能导致钨逸出耗蚀而使其寿命减少。看来，钨丝灯泡内部不抽空气不行，但全部抽尽了也不行。

随着惰性气体的相继被发现，于是惰性气体就进入了科学家的视野。试验表明，抽去空气的灯泡再充入少量惰性气体，不但可以减弱氧化耗蚀和逸出耗蚀，而且还能提高灯丝的温度，从而增强灯泡的发光强度，并延长灯泡的寿命。1909 年，美国科学家朗缪尔用他的真空技术将灯泡抽空后，充入了少量惰性气体氩，最终于1913 年制成了充氩的白炽灯。

后来人们又发现在灯泡中单纯充入氩气也不好，原来氩的电阻系数相对较小，因此在高压下容易产生电弧。基于这样的考虑，科学家又开始在灯泡中充入氮气。但是，在灯泡中单纯充氮也是不可取的，因为它在高温时要和钨起反应，生成钨的氮化物而耗蚀钨丝。所以，今天多数的电灯泡内都注有混合气体。通常的做法是在大功率低压灯泡中只充含少量氮的氩气，小功率低压灯泡为简便起见则不充气，高压灯泡则充含氮约15％的氩气。

白炽灯来到中国

当爱迪生用白炽灯点亮美国的时候，中国这个文明古国还沉浸在传统的古灯文明之中。3 年之后，上海终于响起了发电机的转动声，并点亮了中国第一批电灯。

1882 年7 月26 日，上海外滩亮起了15盏电灯，因而刺破了黑黢黢的夜空。此后，我国开始告别煤油灯时代，拉开了中国电灯史的新纪元。这就是我国电灯发展史的时空“坐标”原点。

然而，思想保守的清政府却拒绝接受这种现代文明，致使中国人自己在上海开办电厂的时间延迟了15 年。据悉，当时的上海道台对这一新型照明技术忧心忡忡，并声称电灯潜藏着焚屋伤人的危险，因此下令禁止中国人使用电灯。从此以后，上海的英法租界逐渐用上了电灯，而中国地界还点着老式的煤油灯。由于这种闭关自守的做法严重影响到了华界的市场繁荣，因此遭到了商人的抗议。在这样的背景下，上海道台才解除了对电灯的禁令。1897 年，上海建造了南市电灯厂，并于当年农历除夕日（1898 年1 月21 日）傍晚试灯。正月初一晚上，在上海黄浦江畔点亮了30 盏电灯，标志着中国人在上海开办的第一家电厂正式发电了。

20732

1882 年7 月26日， 上海外滩最先亮起了电灯， 这一天也成为我国电灯发展史的时空“坐标”原点

在中国，电灯文明惠及全国人民的道路并不平坦。在全国解放前夕，我国成型的电网仅有两个：东北地区电网发电设备容量为64.6万千瓦，京津唐地区电网发电设备容量只有25.9 万千瓦。如果全国的发电量按人均水平来计算的话，那么每人每年的生活用电还不足一千瓦时。在当时，电灯文明对于中国人来说，还只是一个美丽的憧憬。

解放后，我国的电力工业迅速发展，并逐步成长为支撑国民经济的基础工业。与此同时，白炽灯迅速走进千家万户，中国人开始成为了电灯的主人。白炽灯在漫长的历史岁月里，一直保持着照明领域的霸主地位，以至于已经成为了一个时代的“名片”，那是电光源照明时代的代名词。

如今，我国已经成为了白炽灯照明产品的生产、消费和出口大国，2007 年我国白炽灯的产量为44.4 亿只，占世界产量的1/3，出口29.8 亿只；2008 年我国白炽灯的产量为34 亿只，几乎覆盖了所有的照明领域。

20734

在低碳生活日渐成为一种时尚的今天， 白炽灯面临被淘汰的命运

低碳时代的照明抉择

用五彩缤纷的灯书写的一部照明文明史，无一例外地被打上了深刻的时代烙印。透过人类灯文明演进的脉络，我们可以清晰地感受到人类对生命的热爱，对光明的追求以及对幸福的向往。在低碳生活日渐成为一种时尚的今天，人类照明开始承载应对全球气候变暖的历史使命。那么，未来的照明文化该何去何从呢？

在全球气候变暖的严峻形势下，人们发现在导致地球变暖的诸多因素中，大气中二氧化碳浓度的升高是一个主要原因，而大约有80％的二氧化碳又来自于化石燃料的燃烧。照明用电作为全球能源消费的重头戏，大约占到全球电力消耗的19%。在电气照明中，由电能转换成光能的平均效率大约为10％，而由初级能源转换成光能的总效率大概只有3％……严酷的现实向我们昭示，照明节电具有不同凡响的意义！

据悉，在目前所有的电光源当中，白炽灯的能源利用效率是最低的。仔细考察白炽灯的工作过程，我们会发现灯丝的温度特别高，甚至可以达到2000℃以上。科学家对于这个问题的解释是，白炽灯在工作过程中并不是直接把电能转变成了光能，而是首先把电能转变成热能，然后再把热能转变成光能，从而为我们带来了温暖和光明。原来，大部分白炽灯的能量利用率不超过10%，而其他90% 以上的电能则转化为热能损耗掉了。正是由于白炽灯这种特殊的发光机理，使其在能源利用效率方面不具有任何优势，以至于面临着被淘汰的境遇。

20735

看来，白炽灯下岗，主要是白炽灯在耗能方面“大手大脚”惹的祸！

要达到相同的照明效果，节能灯只需要白炽灯所需能量的20% 就够了。如果平均每家使用一只节能灯替代普通白炽灯，那么我国每年就可以减少450 万吨煤的燃烧和8.8 万吨硫的排放。如果把现有的普通白炽灯全部更换成节能灯的话，那么我国一年可节电650 多亿度， 接近于三峡电站全年的发电量！同时，LED 灯也在渐渐进入人们的视野，1 个3 瓦的LED 灯，亮度就相当于40 瓦的白炽灯。虽然LED 灯目前尚不能完全取代传统光源，但随着技术的不断改进，日后一定是LED 灯的天下。

如果让“ 绿色照明” 遍布全世界的每一个地方的话， 那么照明节约的能源和减少的温室气体排放将是十分可观的。

小 链 接

中国的古灯文明

人类为了寻找温暖和光明，不知走过了多么漫长而曲折的道路。我国明代的罗颐在《物原》中曾写道：“燧人作火，神农作油，轩辕作灯，唐尧作灯檠，成汤作蜡烛。”这样的描述深刻揭示了我国古代照明的发展历程，但这些古灯都有一个共同的特征，那就是都离不开火的直接燃烧。古人把动植物的油放到陶器当中，用苔藓和其他材料做灯芯，点燃之后就可以用以照明了。这就是诞生于我国春秋战国时期的“豆灯”，它可能就是我国古代灯的前身了。

根据我国古籍记载，“灯源于豆，瓦豆谓之登”。这里的“豆”，在商周时期是指一种器具，可以用以盛放腌菜或肉酱等食物；同时，“豆”也是一种用青铜或陶瓦制成的古代礼器。大概到了周朝的时候，我国的青铜器和陶器极为发达，这就为灯具的诞生创造了条件。到了春秋战国时期，人们仿照当时的食器“豆”的形状制成了一种照明工具，这就是“豆灯”的诞生。由于这种照明工具是用陶瓦器制成的，因此又被称为“瓦豆”。

20728

1968 年出土的汉代长信宫灯

古代油灯的燃油主要是动植物油，如牛油、麻籽油、乌桕油、菜籽油、桐油等。到了宋元时期，石油开始用作照明燃料，因此使得油灯的发展进入了一个新阶段。至于古代油灯的灯芯，则是由火炬演变而来的，大多是用去皮麻捆绑而成，插在灯盏中心的支钉上。棉纱灯芯产生的年代比较晚，由于它极其柔软不能插在支钉上，因此需要置放于灯盏中心的圆台上使用。

20729

煤油灯

到了明清时期，我国的古灯发展达到了登峰造极的程度，最突出的表现就是材料和种类更加丰富多彩。除了金属、陶瓷、玉石、木质灯具之外，像玻璃和珐琅等新材料也大规模应用于灯具制造。特别是由于古灯与文化艺术的融合，使得中华古灯文明已经成为了祖国文化瑰宝的重要组成部分，不仅照亮了中国几千年的漫漫长夜，而且也照亮了中华文明的发展方向。

小 链 接

白炽灯丝的最佳材料为何是钨丝

现代白炽灯所使用的钨灯丝，作为人类照明史上的一个经典发明，一直被人们看作是照明技术发展史上的一座里程碑。那么钨灯丝到底是谁发明的呢？相关资料的记载并不一致。比较认可的说法是，美国科学家柯里奇在1909~1910 年间发明了一种制造钨丝的新工艺，成功地把钨拉成了直径仅为0.5 微米的细丝，并用其制成了钨丝白炽灯。柯里奇于1913 年12 月30 日取得了这种钨丝灯的专利，以后钨丝白炽灯便开始风靡全球了。原来，钨的熔点高、电阻率大、强度好、蒸气压低，是所有纯金属中制作白炽灯丝的最佳材料。

小 链 接

中国邮票上的白炽灯

2009 年2 月24 日，中国邮政集团公司发行了一套“国家电网建设成就”特种邮票，这是新中国成立之后发行的第一套专门反映和纪念电网建设成就的邮票。其中，“户户通电”邮票表现了农村户户通电的主题，一个巨大的白炽灯醒目地出现在画面上，把美丽的夜景装扮得璀璨夺目！白炽灯已经融入了我们社会的每一个细胞，并成为了我们生活的一个重要组成部分。

20733

“户户通电”邮票