电灯的发现
当时间来到近代，人们发明了以煤油作为燃料的照明工具。
煤油是一种从石油中提取出来的化工燃料，因为煤油灯具有美丽的外观、先进的燃料以及科学的燃烧方式和很高的亮度，很容易被人类所接受，所以在电灯使用之前得到了广泛的使用。
电灯(其准确技术名称为白炽灯)，是一种透过通电，利用电阻把细丝线(现代通常为钨丝)加热至白炽，用来发光的灯。电灯外围由玻璃制造，使灯丝处于真空或低压的惰性气体中，作用是防止灯丝在高温下氧化。历史一般认为电灯是由美国人托马斯·爱迪生发明的。但倘若认真考据，另一美国人亨利·戈培尔比爱迪生早数十年已发明了相同原理和物料，而且可靠的电灯泡，而在爱迪生之前很多其他人亦对电灯的发明做出了不少贡献。1801年，英国化学家戴维将铂丝通电发光。他亦在1810年发明了电烛，即利用两根碳棒之间的电弧照明。1854年亨利·戈培尔使用一根炭化的竹丝放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持400小时，但是并没有即时申请设计专利。还有很多的前人为制造电灯而努力。爱迪生在认真总结前人制造电灯的失败经验后，制定了详细的试验计划，分别在两方面进行实验: 一是分类实验1600种不同的耐热材料，二是改进抽空设备，使灯泡有高真空度。1879年10月21日，经过反复的实验，终于点燃了世界上第一盏有实用价值的电灯。而在发明电灯成功之前，他经过了13个月的艰苦工作，试验了6000多种材料，总次数达到7000多次，一次次实验，一次次失败，很多专家都认为电灯的前途黯淡，甚至有人讽刺爱迪生的研究是毫无意义的。然而面对失败和有的人的冷嘲热讽，爱迪生并没有放弃，他知道每失败一次他就离成功更进一步。电灯就这样在爱迪生孜孜不倦的科学精神下被发明出来。爱迪生是世界著名的发明家、物理学家、企业家，拥有的发明专利超过2000多项，包括留声机、电影摄影机、钨丝灯泡等，被传媒称为“门洛帕克的奇才”。
电灯是19 世纪末最著名的发明之一，也是爱迪生对人类最辉煌的贡献。人们对爱迪生做出了高度评价: 希腊神话中说，普罗米修斯给人类偷来了天火；而爱迪生却把光明带给了人类。电灯改变了以前那种依靠燃烧物质而发光的照明方式，它是依靠电流通过灯丝时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000℃以上，灯丝在处于白炽状态时，就像烧红了的铁能发光一样而发出光来。灯丝的温度越高，发出的光就越亮。对电灯的使用者来说，这是一种安全的、清洁的照明方式并且亮度足够，深受人们的喜爱，因而开启了用电照明的新时代。
多数白炽灯会把消耗能量中的90%转化成无用的热能，只有不到10%的能量会成为光。20世纪30年代初，汞灯和钠灯以比白炽灯明亮和节电的优势脱颖而出。1940年之后，荧光灯以更高的光效和更好的光色很快占领了照明的半壁江山。20世纪70年代末，当时被称为照明电器发展史上的一项重大技术创新的荧光灯交流电子镇流器问世了。1980年，随着三基色稀土荧光粉的研制成功，欧洲市场上便出现了荧光灯家族的又一新成员——紧凑型荧光灯(俗称节能灯)，由于使用与白炽灯同样方便，而且可在大幅度降低能耗的同时达到与白炽灯相同的光输出及光照效果，因此成为白炽灯的替代品。迄今荧光灯家族枝叶繁茂，已经成为地球上最大的光明使者并且仍在迅速发展。
随着科学技术的不断发展，发光二极管(LED)由于其能量消耗低、寿命长而被广泛看好。LED问世于20世纪60年代初，1964年首先出现红色LED，之后出现黄色、绿色LED。但由于缺少三原色中的蓝色而配制不出白色LED，因此无法用于照明光源。1994年日本Nichia(日亚)公司的木村(被称为“蓝光之父”)发现了蓝色LED，1996年日本Nichia公司成功开发出白色LED，从此LED便逐渐进入照明领域。近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，制造工艺的不断进步和新材料的开发应用，使得各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率提高了近千倍，色度方面也实现了可见光波长的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出现，使LED应用领域跨越至高效率照明市场成为可能。LED经过几十年的迅猛发展，其应用市场将更加广阔，特别是在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，LED在照明市场的前景更受全球瞩目，被业界认为在未来10年成为取代白炽灯和荧光灯的最有力的商品。据国际权威机构预测，21世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代，被称为第四代光源。
纵观人类照明史，从最开始的自然光到火的发现利用，再到白炽灯和LED的发明，照明已经远远超越了单纯的环境照明而步入了环境艺术领域，由功能性向艺术性转变，注重个性和人文精神，突出生态和环保理念的高科技的运用。从简陋的建筑投光到精妙绝伦的光影艺术，其涵盖领域之大，表现形式之多，令人惊叹不已，从中可以清晰地看到人类科技和文明的不断进步。
摘自《科技史与方法论》清华出版社授权登载
