Можно было бы привести и другие тесты, но они лишь подчеркнули бы те же результаты. Тем не менее, можно отметить, что привлеченные руководители заводов убеждены, что адекватное и правильное искусственное освещение является большим фактором в увеличении производства. Г-н У. А. Дургин, проводивший тесты, заявил, что средний результат увеличения интенсивности освещения и правильного проектирования осветительных установок на заводах составит как минимум 15-процентный рост производительности при увеличении затрат не более чем на 5 процентов от фонда заработной платы. Очевидно, это консервативное утверждение. Если учесть, что в целом стоимость освещения составляет лишь малую долю процента от стоимости продукции для потребителя, видно, что дополнительные затраты на достижение 15-процентного прироста производительности ничтожно малы.
Промышленные руководители только начинают видеть преимущество адекватного искусственного освещения, но низкие стандарты освещения, введенные тогда, когда искусственный свет стоил гораздо дороже, чем сегодня, упорно сохраняются. Когда высокие интенсивности правильного освещения опробованы хоть раз, они неизменно доказывают свою успешность в промышленности. Рабочий не только лучше видит все свои операции, но при более высокой интенсивности освещения у индивидуумов наблюдается оживляющий эффект. Человек выбирает тускло освещенную комнату, чтобы отдохнуть и помечтать. Комната, интенсивно освещенная с помощью хорошо спроектированных светильников, не слепящих глаза, комфортна, но не располагает к тихому созерцанию. Это место для активной деятельности. Возможно, это один из факторов, обеспечивающих рост производительности при адекватном освещении.
Цивилизация только что переступила порог эпохи адекватного искусственного освещения, и лишь небольшой процент отраслей увеличил свои стандарты освещения соразмерно возможностям сегодняшнего дня. Если бы во всех отраслях промышленности было установлено искусственное освещение высокой интенсивности и это привело бы к 15-процентному росту производительности, как показывают тесты, увеличение выпуска продукции было бы равносильно труду почти двух миллионов рабочих. Этот огромный прирост производительности достигается за счет освещения при ничтожном росте затрат, но без дополнительного потребления пищи или одежды. Помимо этого роста производства наблюдается сокращение брака. Возможная экономия в этом отношении за счет адекватного освещения оценивается для промышленности нашей страны в 100 000 000 долларов. Если человечество хочет иметь удобства и предметы роскоши, эффективность производства должна практиковаться по максимуму, и выше было обсуждено проверенное средство для этого.
Существует много других способов, с помощью которых искусственный свет может способствовать росту производства. Человек обнаружил, что восьми часов сна достаточно, чтобы поддерживать себя в форме для работы, если у него есть достаточный объем отдыха. До появления искусственного света деятельность первобытного дикаря прерывалась с наступлением темноты. Возможно, таковы были намерения Природы, но цивилизованный человек приспособился к изменившимся условиям, порожденным эффективным и адекватным искусственным светом. Кажется, нет никаких фундаментальных причин не навязывать искусственный день растениям, животным, химическим процессам и т. д.; и, по сути, эксперименты в этих направлениях уже ведутся.
Курица, когда ей позволяют следовать ее естественному ходу, встает с солнцем и отправляется на насест с закатом. В зимние месяцы ее световой день вне насеста короток. Было показано, что искусственный день, создаваемый продлением дневного света с помощью искусственного света, может заставлять курицу дольше копаться в земле и кормиться, что приводит к увеличению производства яиц. Было проведено множество экспериментов такого рода, и сложилось общее мнение, что использование искусственного света для этих целей прибыльно.
Недавние эксперименты, проведенные сельскохозяйственным отделом крупного университета, показывают, что в птицеводстве при применении искусственного света к правильному поголовью с правильными методами кормления распределение яйценоскости в течение всего года может быть кардинально изменено. Поставка яиц может быть увеличена осенью и зимой и уменьшена весной и летом. Данные об объеме освещения не публиковались, но говорится, что наиболее удовлетворительные результаты были получены при использовании искусственного освещения от заката примерно до 9 часов вечера круглый год.
Увеличение яйценоскости на 30–40 процентов на птицеферме в Англии в результате установки электрических ламп в курятниках было зафиксировано в 1913 году. На этой ферме насчитывалось около 200 ярдов курятников, содержащих около 6000 кур, а выгулы освещались темными утренними часами и ранними вечерами года, предшествовавшего отчету. В курятниках использовалось около 300 маленьких ламп мощностью от 8 до 32 свечей. Было обнаружено, что необходимо имитировать закат, выключая лампы мощностью 32 свечи в 6 часов вечера и лампы мощностью 16 свечей в 9:30. Это оставляло гореть только лампы мощностью 8 свечей, и при тусклом освещении куры отправлялись на насесты. В 10 часов вечера оставшиеся огни гасились. Было обнаружено, что если все огни погасить внезапно, птицы засыпали прямо на земле и тем самым становились добычей паразитов. Рост яйценоскости достигается просто за счет того, что птицы дольше не спят. На той же ферме рост цыплят, высиженных в зимние месяцы, увеличился на одну треть за счет использования электрического света, который заставлял их дольше кормиться.
Многие рыбаки подтвердят, что искусственный свет, по-видимому, привлекает рыбу, и появлялись различные сообщения об эффективности использования искусственного света для этой цели в коммерческих масштабах. Один отчет, который выглядит достоверным, поступил из Италии, где, как утверждается, электрические лампы успешно использовались в качестве приманки для увеличения улова рыбы во время войны. Лампы погружались на значительную глубину, и рыба привлекалась в столь больших количествах, что использование искусственного света оказалось прибыльным. Утверждалось, что запас рыбы не только увеличился за счет ночной ловли, но и что некоторое количество рыбаков благодаря этому были освобождены для национальной службы во время войны. Интересный случай, касающийся рыбы, хотя, возможно, и не являющийся важным фактором в производстве, — это использование электрических ламп летом над резервуарами рыбоводного завода. Эти лампы, висящие низко, привлекают мириады букашек, многие из которых падают в воду и служат естественной и недорогой пищей для рыбы.
Многочисленные эксперименты были проведены по выгонке растений с помощью искусственного света. Некоторые из них проводились сорок лет назад, когда искусственный свет стоил дороже, чем в настоящее время. Конечно, общеизвестно, что свет имеет существенное значение для жизни растений, и в целом разумно полагать, что дневной свет является наиболее желательным качеством света для растений. В теплицах выгонка растений желательна из-за ограниченности площади для культивации. Было установлено, что некоторые ультрафиолетовые лучи, которые поглощаются стеклом или не пропускаются им, вредны для растущих растений. По этой причине дуговая лампа, предназначенная для целей выгонки, должна быть оснащена стеклянной колбой. Ф. В. Рэйн сообщил в 1894 году о некоторых экспериментах с электрическими лампами накаливания с угольной нитью в теплицах, в которых были получены удовлетворительные результаты при использовании искусственного света по несколько часов каждую ночь. Проф. Л. Х. Бэйли также проводил эксперименты с дуговой лампой и пришел к выводу, что наблюдаются благотворные результаты, если свет отфильтрован через прозрачное стекло. Не вдаваясь в детали эксперимента, мы находим некоторые выводы Рэйна интересными, особенно если вспомнить, что применяввшиеся в то время лампы с угольной нитью обладали очень низкой эффективностью по сравнению с лампами накаливания настоящего времени. Некоторые из его выводов заключались в следующем:
Электрическая лампа накаливания оказывает заметное влияние на тепличные растения.
Свет кажется полезным для некоторых растений, выращиваемых ради листвы, таких как салат. Салат оказался более ранним, весил больше и рос более прямо.
Цветущие растения зацветали раньше и продолжали цвести дольше под воздействием света. Свет заставляет некоторые растения, такие как шпинат и эндивий, быстро идти в стрелку, что нежелательно при выгонке этих растений на продажу.
Чем сильнее сила света, тем более заметны результаты при прочих равных условиях.
Большинство растений под воздействием света стремились к более высокому росту.
Сомнительно, что лампу накаливания можно использовать в теплице с практической и экономической точки зрения для других растений, кроме салата и, возможно, цветущих растений; и при текущих ценах (1894 год) сомнительно, будет ли целесообразно применять ее даже для них.
Есть много особенностей электрической лампы накаливания, которые делают ее предпочтительнее дуговой лампы для использования в теплицах.
Хотя мы еще не до конца установили экономичность и практичность электрического света для роста растений, я все же убежден, что за ним будущее.
Это обнадеживающие выводы, учитывая тот факт, что стоимость света от ламп накаливания в настоящее время составляет лишь малую долю от его стоимости в то время.
В эксперименте, проведенном в Англии в 1913 году, в одной части теплицы использовались ртутные дуговые лампы в стеклянных трубках, а другая часть была зарезервирована для контрольного теста. В обеих частях теплицы были посажены семена одного и того же вида, и все условия поддерживались одинаковыми, за исключением того, что в одной из них в течение нескольких часов вечера работала ртутно-паровая лампа. Мисс Даджен, проводившая тест, была в восторге от полученных результатов. Обычные семена овощей и зерновых прорастали за 8–13 дней в теплице, где искусственный свет использовался для удлинения дня. В другой прорастание занимало от 12 до 57 дней. Во всех случаях при прорастании удавалось сэкономить как минимум несколько дней, а в некоторых — несколько недель. Цветки также увеличили листву, и был отмечен 25-процентный прирост урожая клубники. Рассада, полученная при выгонке искусственным светом, практически не нуждалась в закаливании перед высадкой в открытый грунт. Профессор Пристли из Бристольского университета сказал об этой работе:
Свет кажется необычайно эффективным: он обеспечивает ускоренное прорастание, усиленный рост, большую глубину окраски и, что еще более важно, никаких признаков вытянутого, неестественного роста растений, обычно связываемого с выгонкой. Наоборот, растения, подвергшиеся воздействию излучения, кажется, выросли даже более крепкими, чем контрольные растения. Структурный анализ экспериментальных и контрольных растений, выполненный с помощью микроскопа, полностью подтвердил заявления мисс Даджен как в отношении глубины окраски, так и большей крепости обработанных растений.
К сожалению, среди результатов экспериментов, касающихся влияния различных лучей — включая ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные — на рост растений, царит большая путаница. Если бы этот аспект был тщательно изучен, исследования можно было бы планировать с большей выгодой, а эффективные источники света можно было бы выбирать с уверенностью. Существует удручающая особенность: средняя интенсивность дневного освещения от восхода до заката в летнее время составляет несколько тысяч фут-свечей. Стоимость получения такой высокой интенсивности с помощью искусственного света была бы непомерно высокой. Однако дневное освещение в теплице зимой намного меньше интенсивности на открытом воздухе летом. Действительно, эта интенсивность зимой, пожалуй, в среднем составляет всего несколько сотен фут-свечей. В этом факте есть воодушевление, и есть надежда, что небольшое количество света относительно гораздо эффективнее, чем огромное количество. Выражаясь иначе, возможно, что небольшое количество света гораздо эффективнее, чем полное отсутствие света. Эксперименты с искусственным светом в целом очень определенно указывают на усиление роста.
Недавно Хейден и Штейнмец провели эксперимент на участке земли размером 5 на 9 футов, над которым на высоте 3 футов от земли и на расстоянии 17 дюймов друг от друга были подвешены пять наполненных газом вольфрамовых ламп мощностью 500 ватт. Лампы были оснащены отражателями, и результирующая освещенность составляла 700 фут-свечей. Это чрезвычайно высокая интенсивность искусственного освещения, сопоставимая с дневным светом в теплицах. Были посажены только семена стручковой фасоли, и две гряды были доведены до полного созревания: одна освещалась только дневным светом, а другая — дневным и искусственным светом, причем последний работал двадцать четыре часа в сутки. Растения под дополнительным искусственным светом росли быстрее остальных, и по всем ведевшимся записям выигрыш во времени во всех случаях составлял около 50 процентов. С точки зрения прибыльности искусственное освещение не было оправдано. Тем не менее, есть несколько моментов, которые следует озвучить, прежде чем слишком серьезно воспринимать этот вывод. Во-первых, кажется нецелесообразным использовать искусственный свет в течение дня; во-вторых, представляется возможным, что для значительной выгонки было бы достаточно нескольких часов искусственного света вечером; в-третьих, возможно, что гораздо более низкая интенсивность искусственного света может быть более эффективной в пересчете на люмен, чем использованная высокая интенсивность; в-четвертых, вполне возможно, что какой-то другой эффективный источник света окажется более действенным для стимуляции роста растений. Эти и многие другие факторы должны быть тщательно определены, прежде чем можно будет вынести суждение об эффективности искусственного света в снижении стоимости жизни в этом направлении. Безусловно, было доказано, что искусственный свет усиливает рост растений, и представляется вероятным, что будущие поколения по крайней мере сочтут выгодным использовать эффективные производители света грядущих эпох именно таким образом.
В киностудии
В фотоателье
ИСКУССТВЕННЫЙ СВЕТ В ФОТОГРАФИИ
Можно было бы привести множество других примеров, в которых искусственный свет тесно связан со стоимостью жизни. Заморские перевозки фруктов из канадского Северо-Запада привели к решительному нововведению в сборе фруктов. В поисках причины гниения во время транспортировки в конце концов пришли к выводу, что решающим фактором является температура во время сбора. В результате дневное время было признано нежелательным для сбора, и одна электрическая компания обеспечила электрическое освещение садов, чтобы сбор можно было производить в прохладное ночное время. Говорят, что это изменение исправило ситуацию. Случаи обмолота и других сельскохозяйственных работ, проводимых ночью, становятся все более многочисленными. Это лишь начало применения искусственного света в новой области или в новом отношении к цивилизации. Его экономическая ценность была продемонстрирована в обычных сферах освещения, и эти новые применения — лишь первые стычки, предшествующие завоеванию новой территории. Современные осветительные приборы развились настолько недавно, что новые возможности еще не до конца утвердились. Тем не менее, искусственный свет уже является фактором на стороне людей в борьбе против растущей стоимости жизни, и его будущее в этом направлении еще более многообещающе.
XIX
ИСКУССТВЕННЫЙ СВЕТ И ХИМИЯ
Кто-то в раннем столетии первым заметил, что лучи солнца загорают кожу, и этот неизвестный человек сделал первоначальное открытие в том, что сейчас является обширной ветвью науки, известной как фотохимия. Выцветание красителей, отбеливание текстиля, потемнение солей серебра, синтез и разложение соединений — обычные примеры химических реакций, вызываемых светом. Существуют тысячи других примеров химического воздействия света, некоторые из которых были использованы человечеством. Другие ожидают разработки более эффективных источников света, излучающих большие количества активных лучей, а многие до сих пор остаются интересными научными фактами без какого-либо очевидного практического применения в настоящее время. Видимые и ультрафиолетовые лучи — это излучения, почти полностью ответственные за фотохимические реакции, но наиболее активными из них являются синие, фиолетовые и ультрафиолетовые лучи. Их часто называют химическими или актиничными лучами, чтобы отличить эту группу в целом от других групп, таких как ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные. Свет является уникальным агентом в химических реакциях, поскольку он не является материальным веществом. Он не загрязняет и не оставляет осадка. Хотя много информации, относящейся к фотохимии, было доступно в течение многих лет, отсутствие мощных источников света, излучающих так называемые химические лучи в больших количествах, сдерживало практическое развитие науки фотохимии. Даже сегодня, несмотря на масштабное применение света таким образом, человечество только начинает использовать его химические силы.
Плавательный бассейн
Городской водопровод
СТЕРИЛИЗАЦИЯ ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ КВАРЦЕВО-РТУТНЫХ ДУГ
Хотя кажется, что химическое действие света было известно древним, самые ранние фотохимические исследования, которые можно считать научными и систематическими, были исследованиями К. В. Шееле в 1777 году на солях серебра. Выдержка из его собственного отчета приводится ниже:
Я осадил раствор серебра нашатырем; затем промыл его, высушил осадок и подверг воздействию солнечных лучей в течение двух недель; после чего перемешал порошок и повторял это несколько раз. После этого я налил немного едкого нашатырного спирта на этот на вид черный порошок и оставил его для настаивания. Этот растворитель растворил количество рогового серебра, хотя некоторая часть черного порошка осталась нерастворенной. Промытый порошок был по большей части растворен чистой азотной кислотой, которая в результате операции приобрела летучесть. Этот раствор я снова осадил с помощью нашатыря в роговое серебро. Отсюда следует, что чернота, которую роговое серебро приобретает от солнечного света, а также раствор серебра, налитый на мел, является восстановленным серебром. Я смешал хорошо промытое роговое серебро с таким количеством дистиллированной воды, чтобы она едва покрывала этот порошок. Половину этой смеси я налил в белую хрустальную склянку, подверг воздействию солнечных лучей и встряхивал ее несколько раз каждый день; другую половину я поместил в темное место. Продержав одну смесь в течение двух недель, я отфильтровал воду, стоящую над роговым серебром, которое уже почернело; я позволил этой воде падать каплями в раствор серебра, который немедленно выпал в осадок в виде рогового серебра.