鯨魚、煤炭與愛迪生！人造光如何照亮人類文明？

幾乎在整個人類歷史中，火都是我們唯一的人造光源。火源難以製造，也難以抵禦風雨，卻是我們通往黑夜的第一扇窗。火，以及它產生的人造光和輻射熱，改變了一切，並幫助人類走向現代。

我們已經忘記了前工業時代的世界是多麼的黑暗。打開床頭燈或廚房的燈，就能瞬間輕鬆地獲得比前工業家庭中全家所擁有的光源還多的亮度。從歷史上看，人造光一直是富人和有權勢者的昂貴特權，同時生產和維護起來既費力又骯髒，而且幾乎所有人都極其缺乏且品質低劣——尤其是對世界上的窮人而言，而在工業化之前，基本上所有人都是窮人。

很難想像在工業化之前，光的代價是多麼昂貴。以現今通貨膨脹調整過後的價值來看，1302年英國的人工光每百萬流明小時的成本超過40,000英鎊（約50,000美元）。這相當於十個現代13瓦的LED燈泡僅亮7小時的成本。

如今被認為是貧窮象徵的蠟燭，在1300年代卻是財富的象徵。當時好的蠟燭由蜂蠟製成，提供了當時最好的光源，但其製作需要昂貴的材料和專業技能。由於天然蜂蠟供應有限，加上勞力密集的手工製作，使得好蠟燭成為少數富裕人士的專利。人工光昂貴的問題，首先是技術性問題。當時對明亮、清潔的光源需求極大，然而沒有人能成功地開發出一種實用、便宜、可大規模生產的技術。

幾千年來，人造光的品質、亮度和成本基本保持不變。在工業化之前，人造光不僅昏暗、骯髒、危險，而且人力成本高得驚人。馬特·里德利（Matt Ridley ）在他的著作《理性樂觀主義者：繁榮的演進》中最有說服力地總結了這個問題：

問問你自己，以平均薪資來算，工作一小時可以賺取多少人造光。這個數量從公元前 1750 年的 24 流明小時（芝麻油燈）增加到 1800 年的 186 流明小時（動物脂蠟燭），再到 1880 年的 4,400 流明小時（煤油燈），再到 1950 年的 531,000 流明小時（白熾燈泡），再到今天的 840 萬流明小時（緊湊型螢光燈泡）。換句話說，今天工作一小時可以賺取 300 天的閱讀燈光；而1800 年時工作一小時僅能提供10分鐘的閱讀光。

鯨油提供了第一種可規模化、明亮、可靠、可調節且可攜帶的人造光。鯨油燃燒得潔淨穩定，可以放在房間間移動，甚至可以在膝上讀書，當然，前提是你買得起一本書。雖然當時鯨類數量豐富，但鯨油的採集、精製和運輸成本依然很高。在早期工業革命期間，鯨油是最好的照明來源，但其價格卻驚人昂貴。1850 年，四升鯨油的價格相當於一名普通工人半週的薪資。

▲ 19 世紀的廣告，來自米切爾和克羅斯代爾（Mitchell and Croasdale）：「鯨油、豬油、皮革用油、蠟燭、大米等商品的經銷商」。圖片來源： Library Company of Philadelphia / Wikimedia Commons

當時，工業化世界對於油類、潤滑劑及其他鯨製品的需求急遽增加，而北美則迅速崛起為捕鯨巨擘，這個行業促使美國港口邁向繁榮。鯨油的使用以及石蠟蠟燭和燈具的工業化生產，令英國的人工光每百萬流明小時的成本在1845年降至2,565英鎊。然而，捕鯨照明顯然不是沒有代價的；整個過程既殘忍又骯髒勞累。捕鯨業在滿足人類照明需求的同時，將許多鯨類推向滅絕的邊緣。

到 1846 年，僅北美就部署了 700 多艘捕鯨船。雖然為了照明和其他以鯨魚為基礎的商品而捕殺的鯨魚總數尚不清楚，但僅在 1700 年至 1800 年間，至少有 30 萬頭鯨魚被屠殺。

「打開你的冰箱門，你召喚出的光線比 18 世紀大多數家庭享受的總量還要多。」──比爾·布萊森，《在家：私人生活的簡史》

然而，鯨油並不是當時唯一可用的照明燃料。19 世紀初，歐洲和美國零星地出現了煤氣照明；然而，煤氣照明的安裝和維護成本高昂，相對危險，而且產生的有毒蒸汽會殺死植物，使人噁心，並損壞織物。負擔得起煤氣的有錢人常常鄙視它，而窮人則負擔不起。煤氣主要在商業和工業領域中使用，成為紐約和倫敦工廠、大型設施和街道的主要光源。

煤氣照明很明亮——至少比之前的任何照明方式都要亮 20 倍。使用煤氣照明是我們第一次有機會體驗類似現代全房間環境照明的東西。到 19 世紀中葉，美國和英國的許多主要城市都可以使用煤氣照明，前提是你負擔得起。如果你在19世紀初期是窮人，通常有三個選擇：燃燒由腐爛動物脂肪製成的牛油蠟燭，蜷縮在火邊，或是坐在黑暗中（這可能是最常見的選擇）。

隨著工業革命開始加速發展，對照明的需求也隨之增加。鯨魚種群承受的壓力巨大且持續不斷。然而，到了 19 世紀中葉，鯨魚們得到了一絲喘息的機會，因為一種新的照明材料意外地躍上了世界舞台：煤油。1846 年，加拿大醫生亞伯拉罕·格斯納 (Abraham Gesner) 對煤炭地質學有著濃厚的興趣，他設計了一種透過蒸餾從煤焦油（煤氣生產的副產品）中提取可燃液體的方法，他將其命名為煤油。

煤油是照明技術的真正突破——它燃燒明亮，而且比之前的任何照明材料都便宜：不需要屠殺鯨魚。從煤中提煉的煤油有助於大幅降低照明成本，並與新的燈具技術相配，提供了一種明亮、無臭、耐久且價格便宜的火焰，這些都是鯨油所不具備的特性。

大量廉價原油的出現，成為人類歷史上第一場大規模照明革命的化學能量突破。

到 1850 年，整個北美每月煤炭衍生煤油的總產量略低於 18,000 桶。需求遠遠超過供應，而且沒有簡單的方法可以增加煤焦油的產量。人們需要的是一種能夠廉價且工業化規模生產煤油的方法，以滿足迅速現代化和更加繁榮的全球文明不斷增長的照明需求。

1859年8月27日，艾德溫·德雷克（Edwin Drake）及其小組在賓夕法尼亞的樹林中鑽探到石油，在69.5英尺（約21公尺）深處正式開啟了碳氫化合物的時代。雖然德雷克井本身並未取得商業成功，但卻無疑證明了概念的可行性。美國有石油，鑽探是解放石油的方法。大量廉價的原油將成為人類歷史上第一場大規模照明革命的化學能量突破。液態碳氫化合物的工業規模生產即將讓捕鯨照明業退出市場，同時徹底改變了人類文明的進程：這一切只花了不到一個夏天的工夫。

第一場由煤油推動的照明革命照亮了工廠、工作坊和企業，並因此大大提高了夜間人類的生產力。

由原油精煉的煤油讓照明成本出現持續下降。自第一口專門鑽探的原油井完成後僅30年，英國的照明成本每百萬流明小時已降至295英鎊，比百年前下降了97.5%，美國亦有類似的價格下降。或許有人會將煤油的生產和使用視為人類進步史上的一個化學插曲；然而，數不清的深夜在煤油燈下度過，用於繪製橋樑、船隻、實驗、書籍、建築設計以及商業合約。

第一次由煤油推動的照明革命照亮了工廠、小工作室和企業，並在此過程中，大幅改變了我們物種在夜間的生產力。數百萬中產階級和貧困家庭第一次真正有機會在家中享受相對清潔、安全、明亮、便攜的人造光。

然而，與第二次由燃煤發電帶來的照明革命相比，照明技術的第一次革命根本不算什麼。當湯瑪斯·愛迪生（Thomas Alva Edison）於1880年代開始推廣和安裝首批商業化電燈泡時，電照明的黎明正式來臨。隨後，市場力量與創新推動了人工光源的可用性、質量、安全性和普及性的大幅提升，而其成本卻下降至人類普遍可得的水準。

白熾燈最終會被螢光燈取代，最終是發光二極體 (LED)，因此英國的人造光成本（由於可靠記錄的可用性，此處廣泛使用該數據點）在短短一個世紀內迅速下降。在 1900 年至 2000 年之間，英國人造光每百萬流明小時的價格（經通貨膨脹調整後）從 236 英鎊（333 美元）下降至 2.62 英鎊（3.32 美元）。

始於第一批商用白熾燈的創新軌跡，使幾乎所有人都能使用清潔、安全且廉價的人造光，並在此過程中改變了文明。