Примечания переводчика:
Непоследовательное дефисное написание слов сохранено.
Исправлен ряд опечаток. Наведите указатель мыши на подчеркнутое слово в тексте, чтобы увидеть внесенные исправления. Полный список исправлений можно найти в конце текста.
На странице 19 периодом жизни Аристофана указан 488–385 гг. до н. э.; Аристофан родился около 448 г. до н. э.
СВЕТ И СВОБОДА
Книги столетия о полезной науке
Искусственный свет
ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЦИВИЛИЗАЦИЮ
АВТОР
М. ЛАКИШ
ДИРЕКТОР ОТДЕЛА ПРИКЛАДНОЙ НАУКИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ NELA НАЦИОНАЛЬНОГО ЗАВОДА ЛАМП КОМПАНИИ GENERAL ELECTRIC Автор книг «Цвет и его применения», «Свет и тень и их применения», «Искусство освещения», «Язык цвета» и др.
С ИЛЛЮСТРАЦИЯМИ В ВИДЕ ФОТОГРАФИЙ
НЬЮ-ЙОРК ИЗДАТЕЛЬСТВО THE CENTURY CO. 1920
Авторское право, 1920 г., The Century Co.
ПОСВЯЩАЕТСЯ ТЕМ, КТО ПООЩРЯЛ ОРГАНИЗОВАННЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИ ПРОГРЕССА ЦИВИЛИЗАЦИИ
ПРЕДИСЛОВИЕ
На следующих страницах я попытался рассказать об искусственном свете для широкого читателя, избегая, насколько это возможно, сложных деталей. Первые главы посвящены преимущественно примитивному искусственному свету, и их содержание носит в целом исторический характер. Зарождение науки о производстве света можно отнести к концу XVIII века, и начиная с этого периода в нескольких главах рассматривается развитие искусственного света вплоть до настоящего времени. До середины XIX века был доступен лишь простой свет, но по мере развития столетия источники света благодаря применению науки становились все более мощными и эффективными. Постепенно простой свет превращался в лучший свет, а на заре XX века стал доступен адекватный свет. Всего за одно столетие после того, как началось серьезное развитие искусственного света, эффективность его производства возросла в пятьдесят раз, а стоимость соответственно снизилась. Следующая группа глав посвящена различным экономическим аспектам влияния искусственного света и некоторым областям, в которых искусственный свет служит человечеству. Пройдя через зрелищные аспекты освещения, мы в конечном счете переходим к эстетике света и освещения.
Цель состояла в том, чтобы показать, что искусственный свет тесно переплелся с человеческой деятельностью и оказал мощное влияние на прогресс цивилизации. Эта тема слишком обширна, чтобы ее можно было подробно осветить в рамках одного тома, однако были предприняты усилия представить изложение, достаточно полное по своему охвату. Есть надежда, что читатель сможет в полной мере оценить искусственный свет как экономический фактор, как художественное средство и как мощное влияние на безопасность, эффективность, здоровье, счастье и общий прогресс человечества.
М. Лакиш.
БЛАГОДАРНОСТИ
Приятный долг — выразить признательность различным компаниям за содействие в получении фотографий, иллюстрирующих эту книгу. За исключением таблиц 2 и 7, которые воспроизведены из прекрасных трудов Бенеша и Аллегемане соответственно, иллюстрации ранних осветительных приборов взяты из исторической коллекции, принадлежащей Исследовательской лаборатории Nela компании General Electric Co. Этой компании автор обязан таблицами 1, 3, 4, 5, 6, 9, 11, 15, 18b, 20, 21, 29; д-ру Макфарлану Муру — таблицей 10; компании Macbeth Evans Glass Co. — таблицей 12; Инженерному корпусу армий США — таблицей 13; заводу Lynn Works компании G. E. Co. — таблицами 14, 16; заводу Edison Lamp Works компании G. E. Co. — таблицами 17, 24; компании Cooper Hewitt Co. — таблицей 18a; компании R. U. V. Co. — таблицей 19; компании New York Edison Co. — таблицами 22, 26, 30; У. Д'Арси Райану и Скенектадскому заводу компании G. E. Co. — таблицами 23, 25, 31; компании National X-Ray Reflector Co. — таблицей 28. Помимо компаний и лиц, непосредственно упомянутых выше, автор рад выразить признательность за помощь другим лицам в ходе подготовки этого тома.
CONTENTS
CHAPTER PAGE
ILight and Progress 3 II The Art of Making Fire 15 III Primitive Light-Sources 24 IV The Ceremonial Use of Light 38 V Oil-Lamps of the Nineteenth Century 51 VI Early Gas-Lighting 63 VII The Science of Light-Production 80 VIII Modern Gas-Lighting 97 IX The Electric Arcs 111 X The Electric Incandescent Filament Lamps 127 XI The Light of the Future 143 XII Lighting the Streets 152 XIII Lighthouses 163 XIV Artificial Light in Warfare 178 XV Signaling 194 XVI The Cost of Light 208 XVII Light and Safety 225 XVIII The Cost of Living 238 XIX Artificial Light and Chemistry 256 XX Light and Health 269 XXI Modifying Artificial Light 284 XXII Spectacular Lighting 298 XXIII The Expressiveness of Light 310 XXIV Lighting the Home 325 XXV Lighting—A Fine Art? 341 Reading References 357 Index 359
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ
Light and Liberty Frontispiece FACING PAGE Primitive fire-baskets 16 Crude splinter-holders 16 Early open-flame oil and grease lamps 17 A typical metal multiple-wick open-flame oil-lamp 32 A group of oil-lamps of two centuries ago 33 Lamps of a century or two ago 56 Elaborate fixtures of the age of candles 57 Flame arc 128 Direct current arc 128 On the testing-racks of the manufacturer of incandescent filament lamps 129 Carbon-dioxide tube for accurate color-matching 160 The Moore nitrogen tube 160 Modern street lighting 161 A completed lighthouse lens 176 Torro Point Lighthouse, Panama Canal 176 American search-light position on Western Front in 1919 177 American standard field search-light and power unit 177 Signal-light for airplane 232 Trench light-signaling outfit 232 Aviation field light-signal projector 232 Signal search-light for airplane 232 Unsafe, unproductive lighting worthy of the dark ages 233 The same factory made safe, cheerful, and more productive by modern lighting 233 Locomotive electric headlight 240 Search-light on a fire-boat 240 Building ships under artificial light at Hog Island Shipyard 241 Artificial light in photography 256 Sterilizing water with radiant energy from quartz mercury-arcs 257 Judging color under artificial daylight 272 Artificial daylight 273 Fireworks and illuminated battle-fleet at Hudson-Fulton Celebration 288 Fireworks exhibition on May Day at Panama-Pacific Exposition 289 The new flood lighting contrasted with the old outline lighting 304 Niagara Falls flooded with light 305 Artificial light honoring those who fell and those who returned 320 The expressiveness of light in churches 321 Obtaining two different moods in a room by a portable lamp which supplies direct and indirect components of light 336 The lights of New York City 337 Artificial light in community affairs 352 Panama-Pacific Exposition 353
ИСКУССТВЕННЫЙ СВЕТ
I
СВЕТ И ПРОГРЕСС
Человеческая раса родилась в рабстве, полностью подчиненная природе. Самые первые примитивные существа пировали или голодали в зависимости от щедрости природы, страдали от жары или замерзали в зависимости от погоды. С наступлением ночи они искали убежища с животным инстинктом, поскольку темнота не только почти полностью ограничивала деятельность, но и таила в себе множество опасностей за своей завесой. Интересно рассуждать о разнице между человеком и стоящим на ступень ниже его животным, но для нынешней цели может послужить определение человека как того животного, в котором живет неискорелимая и ненасытная жажда независимости. Стремление вырваться из оков природы не является исключительно человеческим инстинктом: животные роют норы или строят убежища в силу инстинкта самосохранения. Но этот инстинкт у животных вскоре насыщается, тогда как у людей он всегда вел вперед к полной эмансипации.
Прогресс цивилизации — это длинная цепь бесчисленных достижений, каждое из которых увеличивало независимость человека. Первобытный человек, возможно, не задумывал идею огня, а затем не отправлялся на его добычу. Его младенческий разум работал не так. Но когда он случайно высек искру, добыл огонь трением или обнаружил его иным образом, он увидел его возможности. Волнующе представлять первобытного человека у его первого костра, наслаждающегося теплом или по крайней мере интересующегося им. Но каким чудесным он должно быть стал, когда занавес сумерек опустился на небеса! Этот управляемый огонь испускал свет. Легко вообразить, как первобытный человек размышляет над этим явлением своим вялым умом. Без сомнения, он осторожно поднял пылающую палку и робко исследовал сгущающуюся темноту. Возможно, он отнес ее в свою пещеру, и о чудо — ночь отступила из его жилища! Ему больше не нужно было ложиться на свое ложе из листьев при наступлении темноты. Огонь не только изгонял ночной холод, но и был властью над темнотой. С точки зрения цивилизации, его открытие стало одним из величайших шагов на пути человеческого прогресса. Деятельность человека больше не ограничивалась восходом и закатом солнца. Началось шествие цивилизации.
В нынешнюю эпоху обильного искусственного света, с его многообразными источниками света и вспомогательными средствами, сделавшими возможными бесчисленные применения света, человечество не осознает важности этого комфорта. Его удивительное удобство и вездесущность привели к безразличному к нему отношению со стороны человечества в целом, несмотря на то, что он необходим для самого важного и просветительского чувства человека. Погасив свет и размышляя о своей беспомощности в образовавшейся темноте, человек может получить представление о его подавляющей важности. Те несчастные люди, которые страдают от страшного бедствия слепоты после многих лет зависимости от зрения, подтвердят в раздирающих душу выражениях важность света. Мильтон, у которого пропало зрение, сокрушается:
О первый сотворенный луч и ты, великое Слово
«Да будет свет», и свет разлился повсюду,
Почему я так лишен твоего первоначального веления?
Возможно, лишь через подобную потерю человек сможет в полной мере оценить колоссальное значение света для себя, но воображение должно быть способно убедить его в том, что это одно из самых необходимых и доставляющих удовольствие явлений, известных человечеству.
Ретроспективный взгляд сквозь призму веков обнаруживает в качестве контраста сложность, с которой искусственный свет вплетен в современную человеческую деятельность. Письменная история обрывается задолго до появления примитивных рас, но можно смело довериться воображению, чтобы проникнуть сквозь туман неписаной истории и обнаружить раннего человека, жмущегося в своей пещере по мере угасания дневного света. Побуждаемый неугомонным духом прогресса, этот первобытный человек ухватился за возможность, которую давал огонь, чтобы расширить свою деятельность за пределы границ светового дня. Грубое искусство на стенах его пещеры создавалось при свете дымящейся лучины. Огонь на уступе у входа в его жилище стал символом очага, подобно тому как огонь в очаге символизировал дом и гостеприимство на протяжении последующих веков. Сопутствующий свет и защита от холода объединились, чтобы утвердить семейный круг. Узы спарившихся животных расширились благодаря этим влияниям до семейных связей. Таким образом, свет рано вплелся в семейную жизнь и на протяжении веков был морализующим и цивилизующим влиянием. Сегодня жилище функционирует как дом главным образом при искусственном свете, поскольку в силу условий жизни и работы семейная группа собирается преимущественно после того, как дневной свет угасает.
От сосновой лучины первобытного человека до удивительно удобных источников света сегодняшнего дня лежит огромный интервал, состоящий, судя по ретроспективному взгляду, из маленьких и простых шагов, разделенных долгими периодами. Если судить по современным стандартам и достижениям, развитие поначалу шло медленно, и современный человек может быть склонен к нетерпению, рассматривая историю света и человеческого прогресса. Но достижения ранних веков, которые кажутся столь простыми в настоящее время, в действительности были великими свершениями, если рассматривать их в свете знаний тех отдаленных периодов. Наука в ее нынешнем виде основывается на доказанных фактах. Ученый, вооруженный знанием физических и химических законов, ведом своим воображением во тьму неизведанного неизвестного. Это знание освещает путь так, что гипотезы формируются осмысленно. Они перерастают в теории, которые постепенно изменяются в соответствии с накапливающимися фактами, ибо вдоль зоны боевых действий прогресса действуют бесчисленные разведывательные группы, добывающие секреты у природы. Их поддерживают отдельные лица и группы, которые проверяют, дополняют и систематизируют факты, а за ними в свою очередь следуют изобретатели, которые применяют их. Связь поддерживается во всех точках, но атака время от времени меняется. Она может быть интенсивной в одних местах, а другие сектора могут какое-то время оставаться тихими. Возникают случайные неудачи, но вся линия в целом прогрессирует. Каждый год свидетельствует о приобретении новых территорий. Видно, что на протяжении веков наблюдается постоянно растущий импульс по мере того, как знания, эффективность и организация увеличивают силу этой армии вторжения ученых и изобретателей.
Пылающая лучина спасла человечество от оков темноты, и жировая лампа, а также сальная свеча внесли свой вклад. Прогресс в те ранние века был медленным, потому что великие умы тех эпох философствовали без базы установленных фактов: научный прогресс происходил скорее благодаря накоплению случайных открытий, чем в результате направленной атаки философии, подкрепленной фактами, установленными экспериментально. Лишь сравнительно недавно, от силы три века назад, великие интеллекты обратились к систематически организованным научным исследованиям. Такие люди, как Ньютон, заложили основу для сегодняшних огромных шагов. Запас фактов увеличивался, и по мере того, как отношение менялось от философствования к исследованию, организованные знания росли не по дням, а по часам. Все это проложило путь к эпохальным успехам современности.
Конец не виден и, возможно, никогда не будет виден. Неизведанный регион простирается до бесконечности, и, судя по прошлому, импульс открытий будет продолжать расти в грядущие века, если только человеческая раса не деградирует из-за комфорта и легкости, полученных от использования волшебных секретов, которые постоянно исторгаются у природы. Среди достижений науки и изобретательства производство и применение искусственного света занимают высокое место. Как влияние на цивилизацию, ни одно отдельное достижение не превосходит его.
Без искусственного света человечество было бы сравнительно неактивным примерно половину своей жизни. На сегодняшний день довольно хорошо установлено, что человеческий организм может процветать при восьмичасовом сне в течение двадцати четырех часов. Другие восемь часов, проведенные в работе, должны исчерпывать долг человека перед миром. Оставшиеся часы должны принадлежать ему самому. Искусственный свет сделал возможным такое распределение времени. Рабочие периоды во многих случаях могут быть организованы в интересах экономики, что часто означает непрерывные операции. Солнце не нужно принимать во внимание, когда эти операции ограничены помещениями или локализованы на открытом воздухе.
Таким образом, искусственный свет был важным фактором в великом промышленном развитии современности. Человек теперь бурит землю, плавает под водой, путешествует по поверхности суши и моря и парит среди облаков, управляемый светом собственного изготовления. Прогресс не останавливается на закате, а продолжается двадцать четыре часа в сутки. Строительство, печать, производство, торговля и другая деятельность осуществляются непрерывно, рабочие смены меняются в определенные периоды независимо от восхода или захода солнца. Адекватное искусственное освещение уменьшает количество брака, увеличивает производство и является мощным фактором в предотвращении производственных травм.
Всегда, с момента появления искусственного света, было верно то, что интеллект в значительной степени питался после завершения дневной работы. Высокоразвитое искусственное освещение сегодняшнего дня может составлять причину большей части обширной издательской индустрии. Книги, журналы и газеты многим обязаны удобному и недорогому искусственному свету, ибо без него для отдыха и совершенствования посредством чтения было бы доступно меньше часов. Школы, библиотеки и художественные музеи можно посещать по ночам для улучшения человеческой расы. Говорят, что бессмертный Линкольн получил свое раннее образование во многом при свете камина. Но не все были одарены упорством Линкольна, поэтому неграмотность в его дни была более распространена, чем в нынешнюю эпоху адекватного освещения.
Театральная сцена не только зависит своей эффективностью от искусственного света, но и обязана своим существованием и развитием во многом этому фактору. В кинотеатре картины проецируются на экран с его помощью, и даже создание самих картин не зависит от дневного света. Эти и огромное число развлекательных мероприятий многим обязаны искусственному свету, а в некоторых случаях — самому своему существованию.
Не так много веков назад улицы по ночам кишели ворами, и отважиться выйти на улицу после наступления темноты означало навлечь на себя риск грабежа и даже физического вреда. В наши дни сравнительного благополучия трудно осознать влияние, которое обильное освещение оказало на повышение безопасности жизни и имущества. Метерлинк в своей поэтической драме «Синяя птица» уместно сделал Свет верным спутником человечества. Дворец Ночи, куда Свету не дозволено входить, является обителью множества зол. Таким образом, поэт обыграл первобытные инстинкты впечатлядости света и темноты.
Сочетая символизм света, цвета и темноты с инстинктами, унаследованными человечеством от его суеверных предков эпохи мифологии, открывается еще одна область применения искусственного света. Свет постепенно приобрел такие атрибуты, как истина, знание, прогресс, просвещение. На протяжении ранних веков свет в большей или меньшей степени почитался, и поэтому искусственные светящиеся приборы вплелись во многие религиозные церемонии. Некоторые из них сохранились до настоящего времени. Великие празднества мирных торжеств и всемирных выставок уместно используют искусственный свет в качестве ключевого элемента. Обращаясь к потенциалу выразительности и впечатлядости света и цвета, искусственный свет играет главную роль. Несомненно, будущие поколения будут развлекаться великолепными симфониями света. Эксперименты в этом направлении проводятся то тут, то там, и вполне разумно ожидать, что после многих веков культивирования признательности световым симфониям они займут свое место среди искусств. Сложная и изощренная музыка сегодняшнего дня оценивается цивилизованными нациями лишь после многих веков медленного воспитания вкуса и понимания.