點亮夜空的尋光之旅——燈泡如何照亮人類的歷史?

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光的歷史:燈泡是如何誕生的?

1929 年 10 月 21 日,美國各地都在舉辦慶祝活動——就連遠在南美洲開發橡膠資源的汽車大王福特也在村子裡舉辦了宴會。福特邀請了居禮夫人、約翰‧洛克斐勒、胡佛總統等人赴宴,一時之間現場冠蓋雲集。為了因應慶祝活動,美國國家廣播公司 NBC 也想了一個與民同樂的活動。

當天晚上,主持人透過收音機向觀眾說:「現在請大家先關掉電燈,然後等聽到我的提示後,再一起把電燈打開」。接著,主持人在廣播中模擬了當年第一顆燈泡發光的場景:「XXX 先生手裡抓著兩條電線,然後他把手伸向剛做好的燈泡,並且接起電線,天啊~~燈亮了!!三、二、一!!」聽到一的時候,聽眾也一起打開了電燈,美國頓時一片燈火通明。剎時舉國歡騰,甚至有民眾跑到街上狂歡。

這天,正是燈泡問世五十週年的紀念日。

1752 年,班傑明.富蘭克林(Benjamin Franklin)用風箏實驗發現了電原理,此後,科學家就竭盡腦汁地想要用電來發光。

1809 年,英國化學家漢弗萊.戴維(Humphry Davy)向大眾展示了電的不同可能。在眾人觀賞下,他手舉兩根可以導電的細木碳棒,其中一根連接一個龐大的電池,當電從第一根碳棒傳導出來時,戴維立即將另一根碳棒接過去,結果兩根碳棒的接觸產生了巨大的光芒。

這便是電燈的前身:弧光燈。這束光芒打開了人類的全新視野,並且在光的科學進程上掀起驚濤駭浪。

1885 年巴黎卡魯索廣場新舊燈的情景,發出微弱燈光的是瓦斯燈,較高發出強光的是弧形燈,《電氣》,1885。轉引自シヴェルブシュ (Schivelbusch, Wolfgang, 1941-)著、小川さくえ(翻訳),《闇をひらく光:19 世紀における照明の歴史》,頁 121。

不過,由於當時還沒有能產生強大電流的發電機,因此這種弧光僅是實驗室裡的一小撮光芒,還無法將之用於民生。

1870 年代,比利時工程師澤諾布.西奧菲勒.格拉默(Zenobe – Theophile Gramme)終於成功發明了高效能的發電機。這種發電機可以提供強大的電流,因此能讓弧光燈佇立在街道上。1878 年的巴黎就已用弧光燈取代了煤氣燈,因此,當你在夜晚走在劇院大道、羅浮宮或是夏特萊劇院時,會發現四處皆閃著強烈的光芒,同時耳邊傳來弧光燈滋滋作響的惱人噪音。

弧光燈的出現引起了科學家的討論,科學家們無不殫精竭慮地想要研究出更節能、更穩定的光源。

1878 年,英國人約瑟夫.威爾森.斯旺(Joseph Wilson Swan) 成功發明了白熾燈,並且申請了白熾燈專利。斯旺的這項發明被刊登在知名雜誌《科學人》(Scientific American)上,但是斯旺可能沒有想到,遠在美國東岸的愛迪生(Thomas Alva Edison)將會看到這篇報導,並且因為他的發明深受啟發,從此改變了光的歷史。

1879 年 10 月,愛迪生召集了幾位得力助手,並吩咐他們分別去製作燈泡、計算公式以及尋找燈絲。在那幾個不眠不休的夜裡,他們計算了無數個公式,也吹了好多個燈泡,才終於找到完美的燈泡雛形,然而他們卻一直搞不定燈絲的問題。他們嘗試了木纖維、魚線、紙條、果皮,甚至愛迪生的頭髮和助手的鬍子等 1600 多種材料,他們最後選用了熔點超過攝氏 3500 度的碳化綿絲。

1879 年 10 月 21 日,這顆碳絲白熾燈連續亮了 45 個小時——愛迪生團隊終於成功了。不過,愛迪生並未因此停下腳步,他接著設了「燈泡要能亮 1000 小時」的目標。隔年,他們發現日本竹炭絲是製作燈絲的最佳材料,因為日本燈絲能讓燈泡連續發亮 1400 小時。

燈泡發明後,愛迪生也很快地想出各種方式推廣電燈。他發明了電力系統的附加設備,同時建立了一套供電系統。知名的珍珠街電站(Pearl Street Station)便是愛迪生為發展紐約市區的照明,於 1882 年所建立的第一座公用電站,它供應了整個曼哈頓(Manhattan)所需的電力。

除了公用電站外,商人也為了要創造更多利潤而想出電力的其他用途。例如,愛迪生的副手愛德華‧強森(Edward Hibberd Johnson)結合了燈泡和聖誕樹,成功製作出史上第一棵用電燈泡發光的聖誕樹。

史上第一棵結合燈泡和樹的聖誕樹。(Source:https://goo.gl/yoysvS)

19 世紀下半葉,電燈的出現如同天際的一道彗星,照亮了文明的道路。此後,這個發明很快地遍佈世界各國的先進城市,甚至包括清朝統治下的臺灣。當時劉銘傳正全力打造臺灣為一個現代之城——而電燈正是象徵文明的最佳表徵。

臺灣現代化的指標:光進入臺灣

站在臺北市政府警察局的門口向前望去,左邊是中山堂,右邊是臺灣巡撫衙門舊址——而此處就是劉銘傳最初使用電燈的地方。

1890 年代一位來臺北應考的科舉考生郭芬芝清楚地描繪了當時所能看到的路燈位置,除了撫臺街(延平南路一帶)、布政衙門(臺北植物園境內)等官方衙門外,祖師廟(萬華清水巖祖師廟)、新起街(西門紅樓附近)、西門(已拆除,衡陽路、寶慶路交口處)、北門(現在的承恩門)外都設有路燈,而發電廠則設立在北門旁邊。不過,劉銘傳剛開始改革沒多久,就因為經費不足而停止。

日本統治臺灣時,電燈再度被統治者所重視。為了繼續獲得穩定的電源,日本人利用臺灣高山峻嶺間的湍急溪流進行水力發電——新店溪便是第一條用於發電的河川。1905 年 8 月,日本政府在臺灣蓋了第一座水力發電廠:龜山發電廠。同時,也在古亭蓋了一座變電所。

1905 年 8 月 25 日晚上,臺灣總督府的官員們都屏息以待,因為這是臺灣民間通電的第一天。府前街一帶有申請電燈的家庭將能在今日點亮電燈,

-但為了避免設備故障,臺灣總督府還特別叮嚀民眾必須預備蠟燭和油燈。果然通電後,燈火忽明忽暗。不過這次的通電吸引了民眾對電燈的好奇,從這天開始,臺灣總督府電氣作業所前出現了大排長龍申請電燈的民眾,讓電燈一時之間供不應求。當時甚至還出現了轉售電燈的「電燈黃牛」,讓日本政府必須要立法杜絕這種現象。

雖然當時只有商家或有錢人才用得起電燈,但電製造的光開始漸漸取代了油燈,進入了臺灣尋常百姓的生活中,尋光的歷史也因此翻開了一個新的扉頁。

電逐漸用於民生後,全臺各地陸續建立起了電廠以供應不斷增加的用電量。1934 年日月潭水利發電廠完工後,全臺輸電的供應鏈終於趨於完整。除此之外,日本政府也在臺北、基隆、松山、高雄等地設立火力發電廠,輔助臺灣的水力發電。

每到夜晚,一根一根豎立在臺灣街道上的電線杆成了現代化殖民都市的象徵。這樣的情景如實地呈現在畫家陳澄波的名作「嘉義街外」(嘉義の町はづれ)裡,同時,我們也能在攝影家李火增用萊卡相機拍攝的照片中,看到當時路上的電線杆。

陳澄波,〈嘉義街外〉,《切切故鄉情:陳澄波紀念展》(高雄:高市美術館,2011)
此照片乃攝影家李火增在1940年代於臺北西門町拍攝的照片,大約在今捷運西門站六號出口,道路右邊有一列電線杆,左邊有兩座路燈。王佐榮編、李火增攝影,《看見李火增:薰風中的漫遊者》(臺北:蒼璧出版有限公司,2017)。

1930 年代,臺灣人似乎已經習慣了這種用電發光的方式,以致於 1933 年臺中發生停電時,霧峰林家的林獻堂似乎還不太習慣家裡的電燈整夜不亮,因而特地將此事記載在日記裡。

隨著人口的增加和產業的發展,依靠自然力產生的電能已漸不敷需求,科學家必須要再度尋找可替代的能源。19 世紀末,歐洲的科學家發現,不僅原子可以被 X 光穿透,還發現了原子在聚合或分裂時會產生巨大的能量。這能量足以供應一艘潛水艇深入海底探勘,也足以讓一座城市毀於一旦,最重要的是——這些能量也能夠轉換成光,進入到城市暗巷、鄉間小徑,以及你我的房間、浴室、甚至是小孩的秘密基地。

拜科技所賜,有了光,我們才可以安心地在夜晚的街道上漫步,也才能在黑暗中點一盞燈繼續埋首書堆。我們仍不清楚未來人類會用什麼樣的方式生產能源,但能夠確定的是,這趟尋光之旅將永遠不會有結束的一天。

資料來源:

  1. Alfred W. Crosby著、陳琦郁譯,《寫給地球人的能源史》,臺北:左岸文化,2008。
  2. Jonnes, Jill著、吳敏譯,《光電帝國》,北京:中信,2006。
  3. シヴェルブシュ (Schivelbusch, Wolfgang, 1941-)著、小川さくえ(翻訳),《闇をひらく光:19世紀における照明の歴史》,東京都:法政大学出版局,1988。
  4. 王佐榮編、李火增攝影,《看見李火增:薰風中的漫遊者》,臺北:蒼璧出版有限公司,2017。
  5. 吳政憲,《繁星點點:近代臺灣電燈發展. (1895-1945)》,臺北市:國立臺灣師範大學歷史研究所,1999。
  6. 林蘭芳,《工業化的推手:日治時期臺灣的電力事業》,臺北市:國立政治大學歷史學系,2011。
  7. 陳澄波,《切切故鄉情:陳澄波紀念展》,高雄:高市美術館,2011。
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阿綸

阿綸

南投人。覺得最好的生活就是慵懶地讀書、著魔地寫字、勤奮地跑步,偶爾一身輕裝就到外頭尋找時代的痕跡。對歷史有個嚮往,希望可以隨手拾起生活的每個細節,用鐵獅玉玲瓏的方式說一個精彩的故事。
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