論“照明工程學(xué)與電氣工程學(xué)”

摘要：假如把照明工程學(xué)看作是最終實(shí)現照明的手段，那么和它密切相關(guān)的自然科學(xué)有電工學(xué)、機械工程學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、建筑工程學(xué)、氣象學(xué)、人類(lèi)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)，那么構成這些學(xué)科的基礎科學(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、社會(huì )、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(kāi)始的石油危機為例，照明界受到?jīng)_擊，在時(shí)間、數量、質(zhì)量等方面都比其他部門(mén)嚴重。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(jiǎn)史

1.1 早期照明 人類(lèi)以發(fā)現火到照明工程學(xué)的建立經(jīng)歷了一個(gè)漫長(cháng)的歷程。這也是人類(lèi)歷史發(fā)展的產(chǎn)物。它對現代照明工程學(xué)影響很大。上世紀出現電燈是照明工程學(xué)誕生的標志。據說(shuō)是人類(lèi)遠祖猿人（約60萬(wàn)~30萬(wàn)年前）發(fā)現了火，開(kāi)始在生活中有目的的生火用火。后來(lái)，現代人類(lèi)（約在5萬(wàn)年前）的頭腦逐漸發(fā)達，除繼承了取火和用火的知識外，還開(kāi)始用火狩獵、煮食和打仗，當然也用火光照明。于是，火就成為社會(huì )發(fā)展的一個(gè)重要因素。當時(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定時(shí)期，特別是佛教傳播之后。從發(fā)現火，人們很難預測以后用火趨勢，就是當時(shí)世界先進(jìn)國家也是這樣。經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的歷程，直到十九世紀后半個(gè)世紀，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(lái)，特別是最近的一百年里，可以說(shuō)是從原始狀況飛向現狀。當然是十八世紀以前，人們在燈具設計方面作出過(guò)重大貢獻，出現過(guò)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(méi)有變化。

1.2 近代照明 在十九世紀末到二十世紀初，煤油燈和汽燈是當時(shí)代表性的照明工具。特別是汽燈，在電燈問(wèn)世后的很長(cháng)一段時(shí)間里，具有強大的競爭能力，與電燈不相上下。

隨著(zhù)白熾燈的出現和電氣技術(shù)的發(fā)展，建立了照明工程學(xué)。電弧燈就是電能轉換成光能的開(kāi)端。白熾燈出現以后，由于它具有能量供給穩定，操作簡(jiǎn)便，燈座適當，電路安全（有保險器件），已經(jīng)用功率表計數方便等優(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，供配電系統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，到二十世紀中期，再經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，白熾燈便完全普及了。

同時(shí)，在十九世紀初期出現的氣體放電燈后，G.claude開(kāi)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(lái)，隨著(zhù)燈內充氣種類(lèi)的增多、色彩愈加豐富。至今仍廣泛應用。到本世紀中期，放電燈開(kāi)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。這種傳統的具有親切感的器具和光線(xiàn)，深受人們的歡迎。

從上述發(fā)展過(guò)程，可以看出照明有賴(lài)于科學(xué)的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。正如本論述各章節所闡述的內容，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)也是由于照明設計理論的發(fā)展、生理學(xué)、心理學(xué)等很多科學(xué)分支的出現和系統化，才導致今天照明工程學(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)、機械工程學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、建筑工程學(xué)、氣象學(xué)、人類(lèi)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)，那么構成這些學(xué)科的基礎科學(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、社會(huì )、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(kāi)始的石油危機為例，照明界受到?jīng)_擊，在時(shí)間、數量、質(zhì)量等方面都比其他部門(mén)嚴重。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(jiàn)的。然而，這些是其他工程學(xué)科所沒(méi)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(lèi)出現以來(lái)，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。但同現在的照明相比就差距很大。后來(lái)，由定居的部落發(fā)展成國家，人們生活也富裕起來(lái)，并過(guò)著(zhù)和平歡樂(lè )的日子，于是出現了照明器具，創(chuàng )造出工業(yè)水平很高的藝術(shù)作品等?？偠灾?，在人們尚未很好地掌握自然科學(xué)的階段，對照明本身還沒(méi)有形成明確的概念，只是在和平的生活中熱愛(ài)燈火、親近燈火、崇敬太陽(yáng)光、贊美月光。這些都是人們對燈火的感性認識的自發(fā)表示，而沒(méi)有任何有意識的創(chuàng )造。也就是說(shuō)，人們用火只是一種本能的表現。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(wú)疑問(wèn)的。

3.2 照明工程和電器工程學(xué) 眾所周之，在幾十萬(wàn)年里，人們盡管使用燈火，但是照明理論和技術(shù)卻幾乎沒(méi)有什么大的發(fā)展。到十九世紀，隨著(zhù)自然科學(xué)和其他工程技術(shù)的飛速發(fā)展?，F代照明工程技術(shù)是從將電能轉換為光能開(kāi)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)展將稍詳細地加以闡述。

照明工程學(xué)是隨著(zhù)電燈的出現，并作為電工技術(shù)的一個(gè)分支而發(fā)展起來(lái)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。電在穩定供能、發(fā)光和控制、測試等方面和照明技術(shù)有著(zhù)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(guān)感覺(jué)效果，看了似乎同電氣工程技術(shù)無(wú)關(guān)，其實(shí)不然。人們對外界刺激的反應，即作為人的信息處理系統，有什么信息就有什么反映。從理論上說(shuō)明這種現象，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，在醫療中發(fā)揮了很好的作用，并推動(dòng)著(zhù)醫療技術(shù)的發(fā)展。今后，電工技術(shù)同照明的關(guān)系更為密切，并正繼續發(fā)揮著(zhù)主導作用。對于同照明有關(guān)的許多問(wèn)題，其中也已包括與藝術(shù)有關(guān)的許多問(wèn)題，如不從原理上加以解釋?zhuān)筒荒芙鉀Q更復雜的問(wèn)題。因此，起主導作用的電工技術(shù)仍將繼續發(fā)揮其主導作用。然而，實(shí)現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(zhù)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(huì )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)濟條件為后盾。也就是說(shuō)，照明界的活躍是以富裕經(jīng)濟條件為前提的，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(xiāo)售情況的變化，能很好地說(shuō)明照明界的一般情況?，F以一些相關(guān)機構的調查資料為例，可以看出、說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。1973年的石油危機影響是很明顯的。能源問(wèn)題成為當今世界的重要話(huà)題。1976年在世界經(jīng)濟白皮書(shū)中登載的主要工業(yè)國的生產(chǎn)情況。其中，石油危機對生產(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。當前的形式也是同樣的。因此，我們完全可以看出能源是社會(huì )富裕的基礎和重要條件。這一點(diǎn)給人們深刻的教育。與此同時(shí)，在社會(huì )中光能是不可缺少的最基本能量，也是社會(huì )的最重要的物質(zhì)條件。因為沒(méi)有光就等于沒(méi)有眼睛，沒(méi)有文化，也就沒(méi)有人類(lèi)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努力，如光的物理特性、光的視覺(jué)、顏色、光和輻射的測量、光源、照明器具，自然采光、照明計算等等。這些都需要我們不斷的研究發(fā)展，讓照明工程學(xué)沿著(zhù)正常軌道前進(jìn)。