論“照明工程學(xué)與電氣工程學(xué)”

王曉明

摘要：假如把照明工程學(xué)看作是最終實(shí)現(xiàn)照明的手段，那么和它密切相關(guān)的自然科學(xué)有電工學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、建筑工程學(xué)、氣象學(xué)、人類功效學(xué)等。然而，照明又為人服務(wù)，因而生理學(xué)、心理學(xué)等也是照明工程不可缺少的學(xué)科。因此，這些學(xué)科也是照明工程的一部分。如果把這些看作是照明的第～邊緣科學(xué)，那么構(gòu)成這些學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué)就可以看作是第二邊緣科學(xué)。大家知道，工業(yè)或工程如不受到政治、經(jīng)濟(jì)、社會、文化等人文條件的影響，就不能存在和發(fā)展，而照明直接受到這些條件的影響就更明顯了。以1973年開始的石油危機(jī)為例，照明界受到?jīng)_擊，在時(shí)間、數(shù)量、質(zhì)量等方面都比其他部門嚴(yán)重。表面上是照明工程的最邊緣的影響因素，但實(shí)際上卻直接影響到照明工程學(xué)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：照明工程學(xué)電氣工程學(xué)

1照明簡史

1.1早期照明人類以發(fā)現(xiàn)火到照明工程學(xué)的建立經(jīng)歷了一個(gè)漫長的歷程。這也是人類歷史發(fā)展的產(chǎn)物。它對現(xiàn)代照明工程學(xué)影口自很大。上世紀(jì)出現(xiàn)電燈是照明工程學(xué)誕生的標(biāo)志。據(jù)說是人類遠(yuǎn)祖猿人(約60萬~30萬年前)發(fā)現(xiàn)了火，開始在生活中有目的的生火用火。后來，現(xiàn)代人類(約在5萬年前)的頭腦逐漸發(fā)達(dá)，除繼承了取火和用火的知識外，還開始用火狩獵、煮食和打仗，當(dāng)然也用火光照明。于是，火就成為社會發(fā)展的一個(gè)重要因素。當(dāng)時(shí)，從用松明、庭園燈火、篝火的原始狀態(tài)到使用臺式油燈、燈籠等照明器具是在形勢相對穩(wěn)定時(shí)期，特別是佛教傳播之后。從發(fā)現(xiàn)火，人們很難預(yù)測以后用火趨勢，就是當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)國家也是這樣。經(jīng)過漫長的歷程，直到十九世紀(jì)后半個(gè)世紀(jì)，其他自然科學(xué)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，使燈火技術(shù)以驚人的速度發(fā)展起來，特別是最近的一百年里，可以說是從原始狀況飛向現(xiàn)狀。當(dāng)然是十八世紀(jì)以前，人們在燈具設(shè)計(jì)方面作出過重大貢獻(xiàn)，出現(xiàn)過許多藝術(shù)價(jià)值很高的珍貴作品，這在各國都一樣，藝術(shù)是照明工程學(xué)的有趣課題，人們的藝術(shù)欣賞，沒有變化。

1.2近代照明在十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)初，煤油燈和汽燈是當(dāng)時(shí)代表性的照明工具。特別是汽燈，在電燈問世后的很長～段時(shí)間里，具有強(qiáng)大的競爭能力，與電燈不相上下。

隨著白熾燈的出現(xiàn)和電氣技術(shù)的發(fā)展，建立了照明工程學(xué)。電弧燈就是電能轉(zhuǎn)換成光能的開端。白熾燈出現(xiàn)以后，由于它具有能量供給穩(wěn)定，操作簡便，燈座適當(dāng)，電路安全(有保險(xiǎn)器件)，已經(jīng)用功率表計(jì)數(shù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在同汽燈的競爭中的獲勝。白熾燈的優(yōu)點(diǎn)在當(dāng)時(shí)是以往的照明器具不可比擬的，但是，白熾燈的優(yōu)點(diǎn)只有在電氣技術(shù)發(fā)達(dá)，供配電系統(tǒng)完善的情況下才能獲得。

白熾燈與汽燈競爭獲得勝利之后，使它能很快地得到普及，到二十世紀(jì)中期，再經(jīng)過不斷改進(jìn)，白熾燈便完全普及了。

同時(shí)，在十九世紀(jì)初期出現(xiàn)的氣體放電燈后，G.claude開發(fā)的霓虹燈在實(shí)用上得到發(fā)展普及。1920年左右，霓虹燈廣告已廣泛地為人們所知曉。后來，隨著燈內(nèi)充氣種類的增多、色彩愈加豐富。至今仍廣泛應(yīng)用。到本世紀(jì)中期，放電燈開始用作一般照明。最早使用的放電燈顯然是原始的熒光燈。熒光燈已廣泛應(yīng)用在住宅、旅館等生活直接有關(guān)之處，大有取代白熾燈之勢。這種傳統(tǒng)的具有親切感的器具和光線，深受人們的歡迎。

從上述發(fā)展過程，可以看出照明有賴于科學(xué)的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。正如本論述各章節(jié)所闡述的內(nèi)容，也都是因光源燈具、測光技術(shù)和生產(chǎn)工具的進(jìn)步而得到完善一樣。同時(shí)也是由于照明設(shè)計(jì)理論的發(fā)展、生理學(xué)、心理學(xué)等很多科學(xué)分支的出現(xiàn)和系統(tǒng)化，才導(dǎo)致今天照明工程學(xué)的建立和發(fā)展。

2照明工具的邊緣科學(xué)

2.1影響照明工程學(xué)發(fā)展的自然科學(xué)假如把照明工程學(xué)看作是最終實(shí)現(xiàn)照明的手段，那么和它密切相關(guān)的自然科學(xué)有電工學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、建筑工程學(xué)、氣象學(xué)、人類功效學(xué)等。然而，照明又為人服務(wù)，因而生理學(xué)、心理學(xué)等也是照明工程不可缺少的學(xué)科。因此，這些學(xué)科也是照明工程的一部分。如果把這些看作是照明的第一邊緣科學(xué)，那么構(gòu)成這些學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué)就可以看作是第二邊緣科學(xué)。

2.2影響照明發(fā)展的人文條件大家知道，工業(yè)或工程如不受到政治、經(jīng)濟(jì)、社會、文化等人文條件的影響，就不能存在和發(fā)展，而照明直接受到這些條件的影響就更明顯了。以1973年開始的石油危機(jī)為例，照明界受到?jīng)_擊，在時(shí)間、數(shù)量、質(zhì)量等方面都比其他部門嚴(yán)重。表面上是照明工程的最邊緣的影響因素，但實(shí)際上卻直接影響到照明工程學(xué)的發(fā)展。

思想文化的潮流對照明界的影響也是很大的。照明界和建筑界一樣，超越科學(xué)的時(shí)髦風(fēng)格是常見的。然而，這些是其他工程學(xué)科所沒有的特殊風(fēng)格。

3影響照明發(fā)展的因素

3.1照明與和平自從人類出現(xiàn)以來，照明就深深地扎根于人們的生活之中。在人們的居住地方除必須有自然光照明之外，還要有人工燈火。當(dāng)初，供作原始的自給自足的生活，只限于以燈火進(jìn)行飲食、狩獵等是夠用的。但同現(xiàn)在的照明相比就差距很大。后來，由定居的部落發(fā)展成國家，人們生活也富裕起來，并過著和平歡樂的日子，于是出現(xiàn)了照明器具，創(chuàng)造出工業(yè)水平很高的藝術(shù)作品等?？偠灾谌藗兩形春芎玫卣莆兆匀豢茖W(xué)的階段，對照明本身還沒有形成明確的概念，只是在和平的生活中熱愛燈火、親近燈火、崇敬太陽光、贊美月光。這些都是人們對燈火的感性認(rèn)識的自發(fā)表示，而沒有任何有意識的創(chuàng)造。也就是說，人們用火只是一種本能的表現(xiàn)。因此，人的本能是促進(jìn)照明發(fā)展的第一因素，而和平對照明的發(fā)展的影響也是毫無疑問的。

3.2照明工程和電器工程學(xué)眾所周之，在幾十萬年里，人們盡管使用燈火，但是照明理論和技術(shù)卻幾乎沒有什么大的發(fā)展。到十九世紀(jì)，隨著自然科學(xué)和其他工程技術(shù)的飛速發(fā)展?，F(xiàn)代照明工程技術(shù)是從將電能轉(zhuǎn)換為光能開始的。今后的發(fā)展也是和它的邊緣科學(xué)技術(shù)，特別是電工技術(shù)的發(fā)展有密切的關(guān)系。關(guān)于它的發(fā)展將稍詳細(xì)地加以闡述。

照明工程學(xué)是隨著電燈的出現(xiàn)，并作為電工技術(shù)的一個(gè)分支而發(fā)展起來的。顯然照明本身在實(shí)質(zhì)上是同電氣工程學(xué)不可分隔的。電在穩(wěn)定供能、發(fā)光和控制、測試等方面和照明技術(shù)有著密切的聯(lián)系，也是照明不可缺少的組成部分。照明的其他一些重要的方面，如關(guān)于舒適、不舒適的心里效果，還有藝術(shù)有關(guān)的主觀感覺效果，看了似乎同電氣工程技術(shù)無關(guān)，其實(shí)不然。人們對外界刺激的反應(yīng)，即作為人的信息處理系統(tǒng)，有什么信息就有什么反映。從理論上說明這種現(xiàn)象，處理電工理論外，其他工程技術(shù)是不大可能的。否則，照明的本職難以解釋。與人體密切相關(guān)的醫(yī)學(xué)界，目前已用ME(電眼——譯注)儀器迅速的處理許多生活方面的信息，在醫(yī)療中發(fā)揮了很好的作用，并推動著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展。今后，電工技術(shù)同照明的關(guān)系更為密切，并正繼續(xù)發(fā)揮著主導(dǎo)作用。對于同照明有關(guān)的許多問題，其中也已包括與藝術(shù)有關(guān)的許多問題，如不從原理上加以解釋，就不能解決更復(fù)雜的問題。因此，起主導(dǎo)作用的電工技術(shù)仍將繼續(xù)發(fā)揮其主導(dǎo)作用。然而，實(shí)現(xiàn)理想照明的日子還早，前進(jìn)的道路也不平坦。因而，照明工程學(xué)正期待著電氣工程學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.3影響照明發(fā)展的因素在照明技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展中，不可忽視的一個(gè)重要因素就是社會條件。前面已經(jīng)闡述，和平是照明發(fā)展的最重要因素，但是必須以富裕的經(jīng)濟(jì)條件為后盾。也就是說，照明界的活躍是以富裕經(jīng)濟(jì)條件為前提的，再加上工程技術(shù)的進(jìn)步而照明技術(shù)向新的階段前進(jìn)。這一點(diǎn)很多事實(shí)可以得到有利的證明。

照明燈具的生產(chǎn)、銷售情況的變化，能很好地說明照明界的一般情況。現(xiàn)以一些相關(guān)機(jī)構(gòu)的調(diào)查資料為例，可以看出、說明這個(gè)問題。1973年的石油危機(jī)影響是很明顯的。能源問題成為當(dāng)今世界的重要話題。1976年在世界經(jīng)濟(jì)白皮書中登載的主要工業(yè)國的生產(chǎn)情況。其中，石油危機(jī)對生產(chǎn)的影響與對照明燈具的影響情況顯示出十分相似的趨勢。當(dāng)前的形式也是同樣的。因此，我們完全可以看出能源是社會富裕的基礎(chǔ)和重要條件。這一點(diǎn)給人們深刻的教育。與此同時(shí)，在社會中光能是不可缺少的最基本能量，也是社會的最重要的物質(zhì)條件。因?yàn)闆]有光就等于沒有眼睛，沒有文化，也就沒有人類的生活。

至于一些深層次的研究與發(fā)展乃需要我們不斷地繼續(xù)努力，如光的物理特性、光的視覺、顏色、光和輻射的測量、光源、照明器具，自然采光、照明計(jì)算等等。這些都需要我們不斷的研究發(fā)展，讓照明工程學(xué)沿著正常軌道前進(jìn)。