Наверное, с самого начала человеческой истории, люди осознали, что «свет — это хорошо, а тьма — таит в себе опасность»: охотники знают, что, кажущийся таким тихим и безжизненным лес, в тёмное время суток превращается в самое настоящее густонаселённое место — множество обитателей фауны выходят по своим делам и лес наполняется необычными звуками и неожиданными (не всегда приятными) встречами, избежать которых (или специально искать их, в зависимости от того, «на какой стороне» находится объект —  жертвы или хищника) можно было только обладая особыми свойствами организма, в частности зрения, слуха, обоняния. 

Исторически, человек всё более и более уступал в этом истинным представителям дикой природы: человеческое зрение не позволяло ему видеть в темноте также уверенно, как это делают многие дикие звери; обоняние не позволяло заранее почуять опасность; отсутствие больших и подвижных ушных раковин — также не могло потягаться с дикими зверями… 

Думается, что именно поэтому, активная деятельность человека всё более и более сосредотачивалось на светлом времени суток, а затем, с момента эпохального события (или событий), затерявшегося в веках — открытия огня, человек понял, что теперь, всё в его руках: «день» может наступить в любое время суток, равно как и безопасность!  

С того времени утекло много воды, и безопасность человека теперь обеспечивается зачастую иными средствами, чем освещение… Но, тем не менее, несмотря на прошедшую лавину времени, создание и совершенствование источников света всё также находится в значительной степени, в центре внимания людей, приводя к довольно интересным результатам…  

В этой статье мы ещё раз попытаемся вспомнить наиболее знаковые и интересные источники света, как уже успевшие оставить значительный след в человеческой истории, так и те, которые появились относительно недавно, потому что, возможно, у них всё ещё впереди!

Но, для начала, ещё раз кратко вспомним, почему же человек, с давних времён, не мог конкурировать с настоящими «сынами природы» — дикими зверями, на «их поле», то есть, невооружённым путём:

Тапетум: глаза целого ряда животных содержат важнейший «апгрейд», которого всегда был лишён человек — специального отражательного слоя-зеркальца, расположенного позади сетчатки, из-за чего чувствительные клетки сетчатки получают двойную стимуляцию — свет проходит сквозь них, частично стимулируя, а затем, отражается от зеркальца сзади, и проходит через чувствительные клетки снова — таким образом, мы здесь видим встроенный природный усилитель чувствительности зрения. 

Именно благодаря этому слою, глаза некоторых животных как бы «светятся» в темноте — а, по сути, всего лишь отражая обратно направленный на них свет:

Чувствительное обоняние и дополнительные подсистемы: например, у собак, обоняние превосходит по чувствительности человеческое, вплоть до 10 млн раз!, содержа при этом в 40 раз больше рецепторов (до почти 300 млн штук), чем у человека.

Впечатляюще, но этим возможности не ограничиваются: целый ряд зверей имеют «вомероназальный орган (или «орган Якобсона»), позволяющий, дополнительно к обонянию, производить детекцию некоторых химических соединений. 

Развитые слуховые локаторы: многие звери оснащены естественным акустическим локатором — «поворотными ушами, относительно большого размера» :-) существенно усиливающими слабые звуки, и, позволяя их улавливать, из заинтересовавшего направления — по объективным причинам, человек лишен* такой роскоши.

*Впрочем, не всегда, в дальнейшем в истории были и такие прецеденты:

Тем не менее, несмотря на все свои недостатки (по сравнению с дикой природой и, даже с современными домашними животными), человек получил в ходе эволюционного забега главное своё преимущество: большой мозг (правда, не сразу, а с увеличением в течение некоторого периода).

Последовавшая цепь событий в итоге доказала, то разум может вознести на такие вершины, до которых дикая природа до сих пор не добралась*.

*С другой стороны, размышляя над всем этим — хотя бы над тем же самым устройством клетки и читая периодически об очередных успехах науки в области клонирования, расшифровки генома, да, даже печати простейших вирусов (с помощью специальных принтеров, есть, оказывается, даже такое), понимаешь, что человечество до сих пор не добралось даже до главного: создания хотя бы одной живой клетки с нуля (не воспроизводства с помощью другого организма или делением, а именно, полностью создания с нуля и «запуск»; «печать из компонентов» если хотите). 

Таким образом, понимая это, неизбежно приходит и осознание того, что наука всё ещё находится на уровне «палок и камней», и очередной порыв «ощутить восторженную гордость за человечество» — сразу же проходит… :-)

С другой стороны — в рамках рассматриваемого нами вопроса, человечество вполне себе достигло определённых высот: как минимум, оно выжило на первом этапе; да и в дальнейшем, с технологической стороны было явно довольно интересно ;-). 

Однако, с того момента, как человечество открыло для себя огонь, — оно, практически всю свою историю так и прожило в полутьме, используя огонь в качестве освещения, так как уровень науки не позволял достичь большего и, по сути, все основные достижения в области освещения сконцентрированы в очень узком периоде истории — начиная примерно с начала XIX века и по нынешнее время. 

Тем не менее, нельзя сказать, чтобы человечество было уж так безнадёжно — до нас, скажем, дошли легенды, о знаменитых «лучах смерти» Архимеда, благодаря которым Архимед отразил (214—212 годы до н. э.) нападение римлян на город Сиракузы, направив на них лучи солнца, отражённые и сконцентрированные с помощью полированных щитов, совокупно представляющих собой параболический отражатель:

Впрочем, скорее всего, это всего лишь красивая легенда…  

Однако, до нас дошли свидетельства о другом знаменитом сооружении древности, которое вполне себе существовало, и даже его обломки были обнаружены — Александрийском маяке (280–247 до н.э.) который, наверное, можно назвать апофеозом древних попыток использовать огонь в качестве средства освещения (ниже показана примерная реконструкция):

Строение было было весьма значительным, даже по современным меркам: в высоту он достигал от 103 до 118 м располагаясь на квадратном основании примерно 30 на 30 м. 

По дошедшим до нас сведениям, в светлое время суток, при наличии солнца, он отражал его свет с помощью большого зеркала, расположенного на вершине строения, тогда как в ночное время, источником света служил большой костёр, разожжённый на вершине.

*Если мы начнём изучать историю, то мы узнаем, что маяки сопровождают морское дело с глубокой древности (и Александрийский маяк — яркий тому пример).

Причём, их использование не было ограничено только древностью, — они продолжали использоваться и далее, и всё с той же целью: точного определения местоположения берега или заранее известных координат (входа в порт, например):

Причём, что любопытно, практически до конца XVIII века (1782 года, если быть точным), — в качестве источника света использовалась всё то же сгораемое топливо, причём, всё в том же варианте: отражатели и источник огня — древесные или угольные костры. 

Тем не менее, именно в тот год случилась довольно любопытная локальная техническая революция, улучшившая качество освещения — швейцарский учёный Эме Арган (François-Pierre-Amédée Argand) изобретает новую конструкцию масляной лампы, в дальнейшем, получившую название лампа Алладина «Лампа Аргана» — чья конструкция отличалась от альтернативных тем, что в ней использовался цилиндрический фитиль, устроенный таким образом, чтобы воздух мог проходить как внутри фитиля, так и вокруг него; также, лампа снабжалась прозрачным или матовым куском стеклянной трубы, которая ещё больше стабилизировала пламя, как защищая его от случайных дуновений воздуха, так и создавая тягу, подобную той, которая образуется в печной трубе:

В результате, всё это приводило к тому, что топливо сгорало более полно, а температура поднималась до более высоких значений, в результате чего, такая лампа давала ощутимо больше света — в 5-10 раз больше, чем обычная свеча!  

В дальнейшем (много позже, уже в XIX веке), эта конструкция пережила «апгрейд», будучи переведённой на газ, где показала тоже весьма впечатляющие результаты…

Современные реплики подобной лампы позволяют нам примерно оценить, насколько яркой был её свет — как мы увидим в видео ниже, он разительно отличается от обычных свечей и выглядит чуть ли не белым. 

Например, вот так выглядит её свет в масляном варианте:

А вот так, с газовым питанием:

И, как вы могли видеть по ссылке выше, с 1782 года, эту лампу нового типа стали устанавливать и на маяки тоже, существенно увеличив их яркость. 

С течением времени (правда, использовалось ли это в маяках, история уже умалчивает) Лампа Аргана была ещё раз «проапгрейжена»: основной её проблемой было то, что она использовали (в масляном варианте) очень густое масло, которое подавалось из резервуара, расположенного выше горелки — соответственно, этот резервуар отбрасывал тень, что для лампы, предназначенной для освещения — было совсем не хорошо! :-)  

Эта проблема была решена в 1800 году, трудами французского часовщика Бертрана Карселя, который придумал поршневой механизм, расположенный ниже горелки, и, приводящийся в движение часовой привод, постоянно качающий масло в горелку наверху:

В дальнейшем, это лампа тоже уступила место ещё более совершенной и простой конструкции — лампе с регулируемой подачей (подробное описание принципа действия и этапов работы можно найти здесь):

На этом история маяков не заканчивается, и, впереди начинается интересный период повсеместного развития технологий, что, конечно же, повлияло и на маяки — взять хотя бы то же самое изобретение «линзы Френеля» — Огюстеном Жаном Френелем:

Это впервые позволило превратить большие тяжёлые конструкции стандартных линз в относительно лёгкие «пластины», одна из которых впервые была применена в маяках в 1823 году... 

Как мы видим даже по Лампе Аргана выше (переход на газовое топливо) — XVIII век стремительно уходил в прошлое и уступал своё место веку XIX-му — как мы уже отметили выше, периоду быстрого развития науки и технологий, результат чего, неизбежно, сказался и на средствах освещения… 

…Пожалуй, если попытаться выделить наиболее характерную черту XIX века, коснувшуюся источников света, то это, несомненно, будет переход к практически повсеместному использованию разнообразных газов: 

Светильного газа (продукт перегонки каменного угля, состоявший из 50% водорода, 34% метана, 8% угарного газа и прочих газов) — впервые появившись ещё в конце XVIII века, он прочно занял место на улицах городов, сгорая в уличных фонарях более чем целый век:

Например, в Москве, последние газовые фонари были убраны с улиц только в 1930 годах, а в той же Швеции, газовые уличные фонари существовали ещё даже в 1950-е годы (как показано на фото ниже, где фонарщик зажигает такой фонарь, в 1953 году):

Впрочем, сам факт того, что в составе газа был водород, а само человечество ещё только получало навык обращения с газами, похоже, что периодически являлось причиной того, что «случаи были разные», :-D — что и отразилось на картинках тех лет (1813 г.):

Впрочем, научный прогресс в области использования газов было уже не остановить — один за другим появляются всё более впечатляющие источники газового света: 

«Друммондов свет» — шотландский инженер Томас Друммонд в 1826 году построил интересное устройство, в котором цилиндр из негашёной извести раскалялся пламенем сгорающего в чистом кислороде водорода — температура поднималась весьма высоко — до более чем 2000°C, в результате чего, цилиндр начинал светиться ярко-белым светом:

Тем не менее, температура плавления извести в 2570°С позволяла цилиндру легко выдерживать такой нагрев.  

Устройство невероятно распространилось по всему миру и стало использоваться в качестве сценической подсветки в театрах. 

Современные эксперименты позволяют нам примерно понять, на что это было похоже (см. с 0:55):

Время шло, и в конце XIX века (1892 г.) был открыт экономически целесообразный способ массового производства карбида кальция в электродуговых печах — это стало началом эры ацетилена, который в наше время больше знают как газ сварщиков, однако, так было не всегда: ещё в конце XIX — в начале XX века, он использовался (в том числе) в качестве газа, сгорающего в светильниках разного рода — для чего всего лишь необходимо было капать водой на карбид кальция, в результате чего выделялся ацетилен: освещение зданий, источники света для автомобилей и велосипедов и даже знаменитые головные фонари шахтёров:

Причиной такого широкого распространения ацетиленовых ламп являлась их яркость: если мы обратимся к вот этой таблице, то практически в первых её строках мы увидим, что ацетилен может сгорать на воздухе с очень высокой температурой — порядка 2500°C, в результате чего, образующийся в процессе сгорания углерод, прямо в структуре пламени начинает ярко светиться — таким образом и сам факел пламени начинает выглядеть как яркий «лучик». 

Тем не менее, XIX век в полной мере можно назвать «веком электричества» — множество открытий в области электричества создали совершенно новые возможности, благодаря которым начала развиваться параллельная ветка технологий — ещё с начала века, эксперименты с попытками заставить работать на людей свет электрической дуги дали понимание, насколько она обладает высокой яркостью! 

В таких экспериментах обычно использовались угольные стержни, установленные друг напротив друга:

Но, уже на начальных этапах экспериментов было замечено, что существует проблема выгорания угольных стержней, которую инженеры пытались решить с помощью часовых и иных механизмов, благодаря которым стержни постоянно сближались с той же скоростью, с которой происходило и их выгорание, — таким образом, расстояние между стержнями всегда оставалось одним и тем же:

Даже в настоящее время подобные лампы не ушли в прошлое, используясь как источники высокоинтенсивного белого света, например, в проекторах для кинотеатров (только уже в цельнометаллическом варианте, с заполнением колбы ксеноном):

Тем не менее, ещё в XIX веке решение проблемы выгорающих угольных стержней предложил русский учёный Павел Яблочков: «лайфхак» был поразительно прост и не требовал никакой механики: в его лампах стержни располагались нет друг напротив друга, а параллельно, разделённые блоком изолирующего вещества — например, гипса. 

В результате, после зажигания дуги, сгорание стержней происходило параллельно со сгоранием изолирующего блока — таким образом, система работала автоматически, сама, без какой-либо механики! 

В результате, эта лампа, на международной выставке 1881 года привлекла к себе наибольшее внимание — что, по-видимому, хорошо сказалось и на продажах, так как на тот момент, на пике производства, в день производилось по 8000 подобных ламп:

Как показал дальнейший ход истории, за этой альтернативной, электрической, веткой технологии — будущее, так как разработки в этой области следовали одна за другой… 

_____________________

Продолжение следует (в следующей статье)….

Размещайте облачную инфраструктуру и масштабируйте сервисы с надежным облачным провайдером Beget.

Эксклюзивно для читателей Хабра мы даем бонус 10% при первом пополнении.