初生光明:灯的诞生

 

早在用火堆照明的时代,人们就已经在琢磨着怎样改进照明的方式:一些人发明了松明和火把;另一些人可能在更早以前就想到,可以用更简易的办法来取得亮光。

 

大概是在烤肉的时候,有人看见动物的油脂滴到火堆上会使火烧得更旺,于是就想:能不能直接利用动物的油脂来点火照明呢?

 

这个想法很容易变成现实:在石制的浅碗里盛放一些动物油脂,然后用火点着试试。结果怎么样?果然可以燃烧发光。就这样,人类做成了世界上第一盏真正的灯。

 

(示意图:唐代青铜灯碗) 

 

最早的灯极其简陋,光有一只盛油的石制灯碗,没有灯芯,点燃时冒着又浓又黑的烟,带来的光亮却非常有限。尽管如此,它与火堆和松明相比,还是最有资格称做灯的,因为它具备了灯的雏形。

 

考古学家曾在法国的一个洞窟里发掘到一盏这样的灯,它与燧石的刮刀和鹿角的鱼叉混放在一起,碗底上有一层薄薄的黑色的东西,化验证明它是燃烧油脂留下来的灰烬。经鉴定,这是新石器时代的灯,也是直到目前为止我们已知的人类最早使用的灯。

 

请设想一下当时的情景吧。每当夜幕降临,星星点点的火光便在辽阔无垠的大地上出现:有的地方燃起了火堆;有的地方点亮了松明;还有的地方是原始的油脂灯在闪光。黯淡的火光在浓重的夜色中吃力地闪烁着、摇曳着,这样的夜景确实是不怎么令人鼓舞的。

 

再让我们来看看现在的情景。入夜,祖国的城市和农村,社会主义建设的工地上到处灯光闪亮,一片通明,各种各样的灯把黑夜照耀得如同白昼,人欢马叫,机器轰鸣,千百万劳动人民在为建设四个现代化的祖国英勇奋斗。这是何等的壮观,何等的迷人!

 

同现代灿烂辉煌、绚丽多彩的灯相比,古代那些火堆、松明、原始的油脂灯之类的照明工具,就实在算不得什么了。但是不要忘记,路是人一步一步地走出来的,现代先进的灯,是由过去简陋的灯一点一点地演变而成的。

 

在较好的灯问世以前,人类不知度过了多少个昏黑的夜!

 

 

灯芯

 

 

原始的油脂灯有什么缺点呢?

 

缺点不少。其中最主要的一条是冒烟,一点着火就冒出又黑又浓的烟。

 

你看过电影《屈原》吗?你注意过那里面的灯呢?即使是在楚王豪华的宫殿里,也没有一盏明亮的灯!那一人多高的青铜立灯够阔气了,在上端还分成5枝,构成花瓣的形状,5个灯碗里都烧着油,然而灯光黯淡。在张仪向南后献上隋候之珠时,两张邪恶的面孔背后,5枝立灯冒着一股股浓烟。后来屈原被关到东皇太庙里,那里的灯光更昏黯,黑烟也更浓烈了。

 

这样的油灯为什么会冒很多烟呢?

 

在斜射的阳光里仔细观察一下,马上能揭开烟的秘密。

 

烟是由许许多多固体微粒悬浮在空气里造成的。有的是一些极微细的小颗粒;有的稍大一些,颗粒后面拖着一条小尾巴;还有的个儿更大,尾巴也更长。就是这些小东西,和火焰同时产生,跟空气结伴而行,迅速飞散,到处舞动,干扰人们的视线,阻碍光线的传播,讨厌极啦!

 

事实上,燃烧生成的烟的成分是挺复杂的,不过主要是一些没有完全燃烧的炭粒和燃烧过后留下的灰烬。

 

碳是油脂的主要成分,正像氢和氧为什么会冒出很多烟呢?是水的成分一样。碳能燃烧,当点燃油脂的时候,其中的一部分碳同空气中的氧化合,生成二氧化碳,同时发出光和热;另一部分碳找不到氧结合,就游离出来变成炭粒,并随着油面上升的热空气流到处飞舞,成为烟的主要成分。

 

说到这里我们就明白了,油脂灯冒烟原来是因为油脂燃烧时空气供应不足的缘故。

 

空气不有的是吗?怎么产生供不应求的现象呢?

 

地球上的空气确实有的是,这是众所周知的。我们在这里所说的供不应求,主要是指直接与油脂接触的那部分空气。在油脂一遇到火呼啦一下子燃烧起来以后,火焰会把空气从原来的地方挤走,于是在油脂燃烧的周围,就显得空气供应不足。

 

为了减少冒烟,应该想办法让油脂不是一下子都点着,而是一点一点慢慢地燃烧。这个道理,我们现在看起来很简单,但是在点着原始油脂灯时代的人们,却不明白其中的奥秘;他们只是在实践中朦胧地意识到,灯冒烟同油脂燃得太快有关系,于是尝试着采用不少的办法来克服这个毛病。后来终于发明了灯芯。

 

开始,灯芯是用小木条或者草本植物的茎晾干以后做成的。南方有一种草叫灯芯草,茎是圆的,挺细,茎里有白瓤,干了以后疏松柔软,是做灯芯的好材料。还有一种龙须草,也能用来做灯芯。

 

草木灯芯出现以后,人们还用过麻制灯芯和丝制灯芯,但是后者既贵又不好用,终于被淘汰了。

 

讲到棉制灯芯,恐怕少说也已经有几千年的历史。起初,它是用棉花搓成的细捻子做的;懂得纺线以后,又用好多粮棉线搓在一起做成。这样的灯芯,一直使用到现代。

 

有了灯芯,油脂灯的点燃情况果然大见好转。油脂沿着灯芯一点一点地上升到火焰里,正像水沿着植物的根茎一点一点地上升到叶和花一样;这样,油脂里的碳就能比较充分地跟氧结合,结果是冒烟大大减少,节省很多油脂,点燃时间既久,灯的火焰也更稳定、明亮。

 

有的少年朋友可能会问:物体总是由上往下坠落,油脂怎么会沿着灯芯往上升呢?

 

你可以做一个简单的试验用一根很细的管子插到水里,水会沿着细管子慢慢上升,升到一定高度,停住了,细管子里的水面高出管子外的水面;管子越细,升高越多,就像水被细管子向上吸引一样。这种现象叫做毛细管现象。

 

现在再来看看我们的灯芯。灯芯是非常疏松的,里面有许许多多的孔隙,这就等于存在着许许多多的毛细管。用火把灯芯点着,灯芯头上的油脂被烧掉了,灯碗里的油脂便会慢慢地源源不绝地往灯芯头上输送,恰如其分地维持着灯的燃烧发光。