【貳】從鯨油照明到電力照明

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我想從西門子的勵磁電機開始，一直寫到特斯拉溘然逝去。

從電機，到電力系統。

這是第二篇，如果不犯懶的話三個月應該可以把剩下的都寫完。

別問我為啥進度條不走╮(╯_╰)╭

全文約1900字，希望你能喜歡。

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人類在近四百年來的全部進步，都是建立在一個顯而易見的事實之上——能源是整個社會的基礎，能源技術的進步就是新一輪工業革命的前奏。

正如蒸汽機的力量掀起了第一次工業革命，感應電機的發明和應用也吹響了第二次工業革命的號角。在十九世紀末，電力技術的進步與否支配著這場革命的生死存亡。而對於當時近乎於無業游民的電氣工程師而言，從自然之神手中摘取電磁學應用的璀璨果實顯得既誘人又危險。畢竟從英國醫生吉爾伯特擺弄天然磁石開始，到西門子發明感應電機為止，雖然電力的應用仍然是一片蠻荒領域，但不可逾越的障礙已經不存在了。

無論是伊比利亞半島的紳士還是荷屬東印度的土著，他們都會承認，照明是地球人的剛需。一個顯然的佐證在於，不同文明千奇百怪的神話里，「天堂」或者與之類似的地方，總是光芒萬丈的。人類不畏艱難的走在追尋光明的道路上。從某種意義上來說，人類之所以為人類，正在於燧人氏舉起火把照亮世界的那一個瞬間。

在學會用火之後，茹毛飲血的人們將松脂或者動物油塗笨拙的抹在樹枝上製造火把。火焰帶來光明——這是「永恆」的真理。火把、油燈、煤氣燈，不外如是。

煤氣燈在愛迪生出生的年代裡已經被英國工程師發明出來。這種燈的亮度已經基本足夠使用，但是煤氣的製造成本和運輸風險將煤氣燈的應用範圍限制在大城市的核心區。而煤氣存儲的巨大的風險性使得人們只敢在街道上使用它。相反的，隨著工業革命的發展，地球人的照明需求被極大的激發出來，普通民居使用的各式各樣油燈需要大量的鯨油。因此，鯨油的價格水漲船高，出海捕鯨成了獲利豐厚的買賣。

《白鯨》里這樣描述當時從事捕鯨業的家庭——

在新貝德福，做父親的都取大隻鯨魚給他們的女兒或分幾條小鯨魚給他們的侄女當嫁妝。你得看一看新貝德福的闊綽的婚禮，因為據說每個人家都有油池，每夜都毫不在乎地通宵點起鯨腦燭。

照明用油的巨大需求使得捕鯨業成為人類歷史上第一個全球化的產業。英國、荷蘭等傳統海上強國珠玉在前，法國、挪威、美國等當然也在捕鯨大賽中不甘在後。其中尤其以美國的捕鯨船最為瘋狂。巨大的捕鯨船彷彿飄在海上的煉油工廠，憑藉著蒸汽動力和裝有炸藥的魚叉在海上肆無忌憚的追逐著海中的精靈。

可以想見的是，鯨魚的數量在短短數十年里急劇減少。當時的人們就已經隱隱約約的意識到，如果這樣的情況繼續下去，假以時日，鯨魚將從海中徹底消失，而人們也將重回黑暗之中。

轉機出現在1859年8月27日。美國人艾德溫·德雷克在賓夕法尼亞州打出了第一口現代工業油井。石油這一天賜異寶取代了部分鯨油消耗。但若僅此而已，顯然鯨魚的種群數量多半等不到石油工業大發展的那一天。真正釜底抽薪的方法則是放棄油燈，全世界的工程師都在尋找利用電力照明的方法。

電力照明，一種能夠將鯨魚從滅絕拯救出來的技術，其實很早就被人們實現了。在十九世紀的頭幾年裡，英國化學家戴維在對鉑絲通電的實驗中，就發現了鉑絲髮光的現象，打下了白熾燈的基礎。他在1810年發明了一種更可怕的照明方法——將兩根碳棒近距離擺放並施加巨大電壓，利用碳棒間的耀眼電弧來照明。戴維的這兩種照明方案在今天看有巨大的硬傷。鉑絲燈價格高昂而壽命卻很是短暫，並不是合適的家庭照明解決方案。而碳棒電弧燈相比之下則稍好一點，但麻煩一點也不比鉑絲燈少。電弧燈需要數千伏特的電壓才能工作，同時亮度也遠遠超過家庭照明的需求，更不要說煩人的閃爍問題和巨大的火災風險。因此，電弧燈只能很有限的被應用在工廠或者街道照明場合，無法真正走入千家萬戶。

當時的工程師其實並不很清楚電燈的原理，但在戴維的兩種方案里，他們本能的傾向於白熾燈的方案。可以說，在白熾燈設計這個問題上，工程師遠遠的走在了科學家前面。就在英國工程師斯旺開始研究白熾燈的1840年，英國物理學家焦耳才剛剛提出了焦耳定律，定量描述了通電導體發熱量與電流強度的數學關係。而描述物體熱輻射現象的基爾霍夫輻射定律與維恩位移定律還得再等個三五十年。

雖然具體原理知之甚少，但是戴維的實驗已經顯然的確定了發明白熾燈的步驟——找到一種可靠且價格低廉的材料替代鉑絲，然後對這種材料通電讓其發熱到白熾發光為止。

問題在於，白熾狀態下的燈絲十分脆弱，人們找來的燈絲材料總是很快就在高溫中燒斷。空氣中的氧氣總是會與白熾狀態的燈絲劇烈反應，而人們只能無助的看著燈泡突然熄滅的同時玻璃罩內布滿燈絲燒完後的白煙。面對這一尷尬的場面，美國人斯塔爾提出了解決方案——將電燈泡抽成真空。真空內沒有氧氣，白熾的燈絲也不會燒掉。

電力照明的狂想，似乎就在地球人垂手可及的地方。第一個伸出手的人是德裔美國工程師，亨利·戈培爾。