别了，杰出的发明

韩吉辰

1879年，美国人奔走相告，在即将赴北极探险的“佳内特号”考察船上，装有由爱迪生发明的电灯(白炽灯)。许多人涌向码头，希望亲眼看看电灯的模样。虽然在今天看来，这种内部装有炭做成的灯丝的灯泡，只不过比手电筒亮一点，但是在当时的确是一个杰出的发明。可是在130年之后的今天，我们却要向白炽灯说“再见”了。

“白炽灯”——把人类带进电光时代

“发明大王”爱迪生的一生，发明了许多东西，然而对人类生活影响最大的首推白炽灯，它把人类带进电光时代。

白炽灯的原理很简单：将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光。发光体是用金属钨拉制的灯丝，这种材料最可贵的特点是其熔点很高，即在高温下仍能保持固态。一只点亮的白炽灯的灯丝温度高达3000℃，炽热的灯丝产生了光辐射，发出了明亮的光芒。

随着科学技术的进步，130年来电光源不断发展：1931年发明低压钠灯，1936年发明荧光灯和高压汞灯，1959年发明卤钨灯，1964年发明金属卤化物灯，1965年发明高压钠灯，1973年发明三基色荧光灯，1980年发明紧凑型荧光灯，1991年发明高频无极灯……目前其品种已超过3000种，规格已达到5万多种，但其照明的核心部分——灯泡主要只有两种：白炽灯和荧光灯。而白炽灯仍是产量最大，应用最广泛的电光源。为什么白炽灯这么受欢迎呢?主要是它的光色柔和自然而且结构简单，只需一个灯口拧上灯泡即可!对于电压稳定的要求不是很严格，根据环境需求选用不同功率的灯泡，非常方便，这样照明的成本相当低廉。

可是白炽灯却有致命的弱点：在它消耗的能量中，90％用于发热而不是发光。俗话说“有一分热发一分光”，可惜的是白炽灯“有十分热才发一分光”!在美国，建筑物里22％的电力是由电灯消耗，而其中的40％又是由于那些低效的白炽灯泡所消耗的。另一个弱点是使用寿命短，通常不会超过1000小时(荧光灯大约是2000G小时)。

在能源危机和环境污染严重的今天，为了减少温室气体排放，遏制全球变暖，绿色和平组织在世界各国发起运动，计划在“禁止白炽灯泡”的请愿书上征集100万签名。近期澳大利亚政府推出了一项逐步采用节能荧光照明设备，以减少温室气体排放的计划，从2010年开始将禁止使用白炽灯泡。这是世界上第一个打算淘汰白炽灯泡的计划。为节能减排，日本、印度、欧盟等国2009年起也将用节能灯逐步取代白炽灯。

照明领域的一颗新星——发光二极管“灯泡”正在走向实用化阶段。发光二极管发明于20世纪60年代，除经久耐用外，这种灯泡在节能方面也有很大潜力。如果美国的灯泡中有一半使用发光二极管灯泡，则可关闭24座发电站，节省数十亿美元，二氧化碳的排放量也将明显下降。

爱迪生发明的白炽灯泡为人类的文明做出了巨大的贡献，但为了节能，为了环保，它终将退出历史的舞台!

引发18世纪工业革命的“蒸汽机车”

大名鼎鼎的蒸汽机曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机、汽轮机和电动机。

我们一般将瓦特视为蒸汽机的发明者，实际上瓦特是将蒸汽机进一步改进，完成了两项重要发明，于1769年取得了英国的专利。瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展，热效率成倍提高，煤耗大大下降。自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用，在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。

蒸汽机的发展在20世纪初达到了顶峰，广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中。经过不断改进，1807年美国的富尔顿制成了第一艘实用的蒸汽机船“克莱蒙托”号。此后，蒸汽机在船舶上作为推进动力历经百余年之久；史提芬逊在1829年制造的火车是最早成功运行的蒸汽机车，到第二次世界大战结束时，蒸汽机车仍是最常见的机车。蒸汽机车的速度纪录是在英国创下的时速203千米，一般认为这是蒸汽机车的速度极限。

现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。蒸汽机的弱点是：离不开锅炉，整个装置既笨重又庞大；蒸汽的压力和温度不能过高，排气压力不能过低，热效率难以提高；它是一种往复式机器，惯性力限制了转速的提高；工作过程是不连续的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。

蒸汽机车在20世纪中开始被内燃机车所取代。尽管人们对蒸汽机作过许多改进，不断扩大它的使用范围和改善它的性能，但是随着汽轮机和内燃机的发展，蒸汽机因存在不可克服的弱点而逐渐衰落。

在中国，某些地区煤炭的价格比石油低很多，使蒸汽机车仍然有它们的价值。中国曾经是全球最后一个制造大型蒸汽机车的国家，位于山西的大同车厂一直生产蒸汽机车至1988年。2005年12月9日，在内蒙古大板附近的铁道边上，最后一列蒸汽机车执行完任务后，见证了蒸汽机车退出历史舞台的最后一刻。现在，蒸汽机车只能以旅游观光小火车的形式出现在人们的视野中，满足人们的怀旧情怀了。

“氟利昂”及其它……

与白炽灯、蒸汽机同样命运的还有氟利昂、塑料等。氟里昂是20世纪20年代合成的，是几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称，常用的主要是二氯二氟甲烷。氟利昂随着电冰箱和空调的普及，作为最常使用的制冷剂而进入千家万户。电冰箱的制冷剂储存在冰箱的专用容器中，当冰箱开始运转时，电动机带动压缩机开始工作，吸入处于低压和常温状态下的氟利昂蒸气，将其压缩成为高温高压的蒸气，随后被送往冷凝器(这是一种被多次弯曲的管子，称为“蛇形管”，一般是被安装在冰箱背后或侧面)。由于进入冷凝器的氟利昂蒸气的温度比室温要高，热量就通过蛇形管的管壁向外散发，这样氟利昂蒸气的温度就降低了并从气态冷凝为液态，随后它离开冷凝器流向蒸发器(由另一个蛇形管构成，比冷凝器的蛇形管要细一些)。由于在蒸发器中压力急剧降低，氟利昂便剧烈蒸发，从液态变为气态，伴随这一过程的是温度降低。由于热量总是从较热的物体向较冷的物体上转移，所以冰箱中较热的食物就将热量转移到流动着氟利昂气体的蛇形管上，从而达到制冷的目的。

氟利昂化学性质稳定，略有香味，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。20世纪80年代后期，氟利昂的生产达到了高峰，产量达到了144万吨。

氟利昂是破坏臭氧层的元凶，现已成为人所共知的常识。不过，在对氟利昂实行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。由于它们在大气中的平均寿命达数百年；所以排放的大部分仍留在大气层中，其中大部分仍然停留在对流层，一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂，在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。

20世纪末，科学家强烈要求停止氟利昂的生产。但是以前大量生产的冰箱、空调里面使用的氟利昂依然存在于地球上。2001年即使制定了《关于特定制品氟类的回收以及破坏的实施确保法律》，但还是回收不利。所以，许多看似杰出的发明带给人类的麻烦也不少。不过，我们大可不必对其一概否定，因为在相当长的一段时期内，它们为我们的生活提供了舒适和便捷。随着科技的进步和环保理念的深入人心，未来必将会有更新的更经得住考验的发明走进我们的生活。(文章代码：0208)

责任编辑庞云