黑夜和白天
古时候，不论是在城市还是在乡村，人们的白天都是从日出开始到日落而止。那时没有灯，也就不用上夜班。所有的工业品都是在手工作坊里做出来的。人们都早睡早起，因此，那时也不是特别需要灯。
后来工业渐渐发展起来了，出现了大型的作坊，然后又出现了工厂，城市里的生活开始变样了。工厂开始实行长工作日以及夜班。太阳还没升起来呢，工厂就汽笛声声，召唤工人去上班，城市开始起得更早，睡得很晚了。人们也不再按着太阳钟生活了，白天好像变长了，而夜晚则变短了。这样一来，就需要灯和路灯了，廉价而明亮的光也成了必需品。
于是人们开始着手发明这种必需品，最终出现了煤气灯和油灯。当然这不是一下子完成的，就像中世纪的城市不是一下子变成工业城市的一样。
我们的电灯有长长的一串祖先呢。
烛焰的神秘消失
科学家先尝试改善油灯。要制造出好的油灯，首先要知道油的燃烧是怎么一回事，这就必须了解什么是燃烧。人们最终研究明白这个以后，才出现了好一点的灯。
如果我们将一支点燃的蜡烛放入一个瓶子中，然后用盖子盖上，一开始蜡烛烧得好好的，但是几秒以后火焰会变得越来越微弱，最终熄灭。我们再点一支蜡烛，把它放到同一个瓶子里去，这次它一下子就熄灭了。
瓶子中是依旧有空气的，但它肯定缺少了燃烧必需的东西。这个东西，也就是某种气体，它是空气的组成成分，叫作氧。当蜡烛燃烧的时候，氧就被消耗掉，消失了。
但这样还没有解释什么是燃烧。我们看见蜡烛在消失，此外，氧气也不知上哪去了，那么怎么解释这种神秘的消失呢？
关键是，我们觉得在消失的只是蜡烛。
你拿一只玻璃杯罩在火焰上，玻璃杯就模糊了，蒙上了一层水汽。也就是说，燃烧后得到了水。但是除了我们看见的水以外，燃烧还获得另一种气体，也就是二氧化碳。蜡烛放到这种气体中，就像把它放入水中一样，不会燃烧，但是二氧化碳气体可以像液体一样从杯子中流出来。
如果你把二氧化碳气体从杯子中倒出来，然后再往瓶子中放入一支燃烧的蜡烛，这次它就不会马上熄灭了。只有当另一层新的二氧化碳产生之后，它才会熄灭。所以当燃烧的时候，蜡烛和氧气都没有消失，它们只是变成了二氧化碳和水而已。
以前人们可不懂这个道理。直到16世纪初，才有一个人研究出燃烧是怎么回事，他便是意大利的画家、科学家兼工程师——列奥纳多·达·芬奇。
带烟筒的灯
那个时候，列奥纳多·达·芬奇就明白，烟黑产生的原因是空气不足。
他推测，要获得足够的空气，就需要像炉子那样通风，这样就得在火焰上放一个烟筒。热空气就带着二氧化碳和水蒸气从烟筒里出去，而下面又会有新鲜的、带大量氧气的空气流进来。
于是灯罩就产生了。
起初灯罩不是玻璃做的，而是铁皮做的，就像根小烟筒那样。这根烟筒也不是直接罩在灯的外面的，而是放在火焰上面的。直到两百年以后，才有个名叫垦开的法国药剂师用透明的玻璃罩替代了不透明的铁皮罩。
但是垦开没有想到，既然玻璃罩是透明的，那么就可以把它放下来，也就是罩在灯的外面。又过了30年，才有个名叫阿尔甘的瑞士人领悟到这点，这件事现在在我们看来是十分简单的事。
复杂的灯
灯就是这样一步步慢慢形成的：先是有了盛油的灯盏，然后是烛芯，最后是玻璃灯罩。
但是，就是这种带玻璃罩的灯燃烧得也不是很好，它发出来的光不比烛光亮多少。植物油很难渗入灯芯，煤油好一些，但是在那时，世上还没有煤油。
请取两片吸墨纸，一片放入煤油中，另一片放入食用植物油中，你会发现，煤油渗入纸的速度比植物油要快得多。
就是因为油没有很好地渗入烛芯，导致火焰很小。既然油不自己乖乖地渗入到烛芯中，那么我们就得想个办法把它赶进去。
大约50年以后，继达·芬奇之后的一位名叫卡尔丹的数学家想出了一个办法。他想到把装油的容器，也就是灯罐，安在灯头的上面，使油在重力作用下自上而下流向火焰，就像水从水管中流出来那样。这么一来，他必须用一个中介物，也就是一根特殊的导管连接灯罐和灯头。换句话说，这根导管被当作了输油管。
另外一个名叫卡塞尔的发明家给灯装上了一个泵，为灯头抽取油。这么一来，这灯简直就是一台机器了：它带有一个泵，用一套钟表机械装置作为动力，为灯头输送油。拥有巨大油罐的卡塞尔灯，至今仍被用于灯塔之中，因为它发出的光十分稳定。
最后还有一个发明家，他在盛油的灯盏里装入了一个金属环和一根弹簧，弹簧压着环，环压着油，油就顺着管子流到灯头里。这种带减速装置的灯，我们的祖父母那一辈还用过呢。
阿尔甘灯
尽管这些灯很玄妙，结构又十分复杂，但它们远不如后来的煤油灯好用。
因为这些灯的灯芯都不好。那个时候的灯芯都像油脂烛的一样，是搓出来的，它们的火焰也差不多，只不过油脂烛的小些罢了。难怪灯仍然冒着黑烟，因为空气依旧进入不了火焰的内部。法国人列齐亚想到，灯芯未必要捻成圆形，可以把它做成扁平的带状，这样一来火焰就变成扁平的，空气也就能比较容易地进入它的内部。这样的灯芯后来就被用在小型的煤油灯中。
那个想出把玻璃罩在灯外面的人——阿尔甘，又发明出了一种更好的灯芯。他的做法很简单，就是把扁灯芯卷成筒状，这样空气就既可以从里面，又可以从外面进入到火焰中去。阿尔甘灯头后来还被用在大的煤油灯里了。我们来看一下这灯头的结构。灯头上有一条细缝，并和一根金属管，灯芯就放在这金属管中，这根管子上有很多小孔，是为了让空气通过这小孔进入灯芯，最后达到火焰的中心。
阿尔甘灯的出现使大家欢欣鼓舞，不过它也有反对者。有一个年长的女作家德·让礼斯伯爵夫人说：“自打这个灯流行起来后，就连年轻人都带起了眼镜。只有那些在烛光下读书、写字的老年人才有好的眼睛。”
这当然是不对的，因为阿尔甘灯不会对眼睛造成伤害。
第一盏路灯
从茶盏灯到阿尔甘灯的这几百年间，城市的街道也发生了很大的变化。
第一个点亮街道的城市是巴黎。事情是这样的：巴黎的警察要求从晚上九点起，每家每户都要在底层的窗台上点上灯。于是过了一阵子，就出现了一批专门持火炬、提灯盏的人，只要给他们一笔钱，他们就替你点灯。
又过了几年，巴黎出现了路灯。这可是一桩盛事。路易十四世下令铸造纪念碑来庆贺此事，一些外国游客更是记录下了灯火灿烂的巴黎带给他们的惊喜。据说，路易十四执政时期被称作“光辉时期”就全归功于路灯呢！
读读那个时期人们写的回忆录，会觉得挺有意思的。在我面前的这本书有一个很长的书名，不过当时就流行这么长的书名：
《巴黎游记，或者给那些在巴黎旅行的绅士们的详细指南，告诉他们应该怎么做，以便合理地安排自己的时间和金钱》。作者是太子殿下瓦里捷克之顾问约希姆克里斯托夫聂美茨。1718年，巴黎。
在这本书的其中一页，我们读到这样的内容：
晚上10点或者11点，你还能安全地走在大街上。夜幕降临的时候，所有的街上、桥上都点起路灯，一直会亮到凌晨两三点。这些灯的间距是一样的，它们用链条悬挂在街心。当你站在街上，尤其是在十字路口，看这灯光闪烁，美得让人心醉。
有些小店、咖啡厅、酒馆和烟铺一直营业到晚上10点、11点。这些店的窗子透出无数灯光，照向大街。因此，在晴朗的夜晚，街上的人跟白天的一样多。
在喧闹的街上几乎不会出现谋财害命的事件。但我不敢保证，在一些偏僻的小街道上你不会遭遇不测。我建议漆黑的夜晚谁也别上街逛，尽管有骑马的士兵在街上巡逻，但总是发生一些他们看不见的事。
前不久的某个深夜，利齐蒙特公爵的马车在离新桥不远处被一些陌生人拦住，其中一人闯入马车，用剑刺死了公爵。
晚上10点或11点以后，几乎就雇不到任何轿子或者马车了。最好带一个随从，提一盏灯给你带路。
1765年，巴黎马路上安装了新式的“反光灯”。这种灯不是烛灯，而是油灯，并带有一块闪亮的反光板。这种反光板后来还被运用到煤油灯中去了。
新式的路灯沿用了很久。其中有一盏路灯位于瓦那街和格列夫广场的转角，在法国大革命时期出了名。起义的巴黎人将朝廷的官员绞死在这盏灯上。有一个已经被拖到路灯下准备绞死的教士，只喊了下面这句话便捡了条命：“行啊，你们绞死我吧，可这能让你们的世界变得光明吗？”
20年过去了，继巴黎之后，伦敦也被点亮了。有一个名叫爱德华·黑明格的人，他非常擅于发明，只收取很少的报酬，便每隔10户人家安上一盏路灯。
事实上，除了没有月光的黑夜外，他也无需夜夜点灯，一年四季除了冬季外，其余季节也不用点，每晚也只是从6时点到12时。
但他的建议依然让人欢欣鼓舞。人们把他叫作天才发明家，并说“任何发明都不能跟这将黑夜变成白天的发明相媲美。”
19世纪30年代，俄罗斯的道路上还点着油灯。作家果戈里在自己的中篇小说《涅瓦大街》里，对那时彼得堡大街的夜景有所描述：
当暮色撒向房屋、街道的时候，披着席纹布的更夫就爬上梯子，点上路灯……这时，涅瓦大街复活了，又热闹起来。于是神秘的时刻到来了，所有东西都被灯蒙上一层神奇又动人的光。
……长长的影子沿着墙和马路跳动着，它们的顶部眼看着就要触及警察桥了。
……看在上帝的份上，离那路灯远一些吧！经过它们的时候，能跑多快就跑多快。如果它们那难闻的油没有滴落在你考究的燕尾服上，那可真是万幸了。
煤气灯和煤油灯亮起来
烛台上的煤气厂
大约在19世纪初，昏暗的油脂灯和油灯陪伴人们度过夜晚，这可真算不上愉快的夜晚。想要看书是很困难的，而如果字体很小，那么什么也别想读到。
灯点着以后，在头一小时它还能好好照明，之后便暗淡下去。浓重的植物油爬不上灯芯，灯芯的头就结上了烛花。大约两小时以后，就不得不再次点燃它。
人们就思索着用什么东西把油替换掉。于是果然出现了一种新的燃料。几千年前，照明木片被油淘汰，这次是油被一种气体——煤气给踢出局了。
灯里怎么能烧煤气，这气体又是从哪里来的？
如果你吹灭一支蜡烛，就会看见从烛芯里升起一股白烟。这种烟可以用木柴点燃，火苗会顺着这股烟从火柴上跑到烛芯上，蜡烛就又点上了。
一支蜡烛就是一个小小的煤气厂。燃烧的时候硬脂或油脂先熔化，继而变成煤气和水蒸气，就是我们在吹灭蜡烛时看到的东西。燃烧着的煤气和水蒸气便是火焰。
这样的现象也发生在灯里。油脂或者煤油在燃烧的时候变成了煤气和水蒸气，形成了火焰。
第一个煤气厂
有一个人想到，会燃烧的煤气不一定要让灯本身产生，我们可以造一个煤气厂，让气体顺着管道来到灯头里。只是它的煤气不是从油脂或者油中获取的，而是从一种比较便宜的东西——煤中获得的。
这个人叫作威廉·麦多克。这个麦多克也是英国制造出第一台蒸汽机的人。麦多克起初只是一名工人，后来成了博尔顿—瓦特工厂的工程师，这座工厂也是第一座制造出蒸汽机的工厂。
麦多克就在这著名的工厂里建了自己的煤气厂。这可不是件容易的事。他明白，若是想获得煤气，就得给煤加强热。但是煤要是烧得很热以后，它就会燃烧起来，那么煤气也就不会有了。这一两难的处境该如何化解？麦多克想了个很简单的办法。
他把煤放在密闭的炉子（而非没有盖子的炉子）里加热，这种炉子叫转炉，它里面可钻不进空气。没有空气，煤就燃烧不起来，然后就可以通过导管将煤气引出来。
但还是有一个难题。和煤气一起产生的还有烟黑和水蒸气，煤气从转炉里出来以后冷却下来，这时水蒸气变成了液态的水。如果煤气就这样顺着导管走，它马上就会把管子堵起来。为了避免这类现象的发生，工厂的工人们就十分谨慎地将煤从烟黑、水中分离出来，办法就是让煤气先通过一个冷却装置，也就是一套直立的管子，从外面用空气或水冷却它。在冷却装置中，水蒸气和烟黑就凝结起来，流到下面，而煤气则继续向灯头前进。
在麦多克做煤气灯实验的同时，一个名叫菲利普·勒邦的法国人也在做相同的研究。
1811年在一本名为《最新发明、发现和改进》的杂志中，刊载了下面内容：
勒邦先生已经在巴黎证实，燃烧一种他努力收集着的烟，可以得到舒适的暖意和非常明亮的光。他的发明物照亮了7个房间以及整整一座花园。发明家将自己的发明命名为“取暖灯”，也就是“热光”。
发明一个煤气灯头就不像发明一盏灯那么费劲了。只需要在煤气管的末端安上一个带有一条小缝的圆顶状的东西，煤气就从这条缝出来，然后便得到明亮的火焰。
随后，人们又想到把阿尔甘灯头运用到这里来。不过阿尔甘式煤气灯头没有那条细缝，取而代之的是许多排成一圈的小孔，让空气就流进灯头里，这灯头外也像普通油灯一样罩着玻璃。
煤气灯出现的时候，油灯的结构已经十分完美了，因此发明家就借鉴了油灯的外型，把它们应用在煤气灯上。
煤气在当时给人的深刻印象，不亚于后来无线电和飞机给人的印象。
人人都在谈论煤气，我们来看一下一则报纸上的报道：
不论白天还是黑夜，人们都能在房间里点上一种火，它用不着任何人的看管。可以把它吊在天花板下，它的光就会照亮整个房间。它不需要投下阴影的烛台，也不会冒烟。
那个时候的一些幽默杂志上经常刊出一些关于煤气灯的诗歌、漫画及讽刺画。其中一张漫画，画的是一个摩登女郎，她的旁边站着一个女乞丐，摩登女郎没有脑袋，代替她的是一盏煤气灯，而女乞丐的脑袋则是一盏油灯。
另一张画的是一盏用细腿跳舞的煤气灯，它的边上瘫坐着一盏丑陋臃肿的油脂灯。在这盏烛灯下，就像一棵树下那样，坐着两个人：一个拿书的老头和一个织袜子的老婆婆，他们在微弱的灯光下艰难地工作着，熔化的油脂滴在他们头上。
小商铺的老板们在最初的很长一段时间内不敢使用煤气，他们害怕煤气引发火灾和爆炸。煤气沿着地下管道穿街过巷，就像水通过水管输送一样。区别仅仅在于，水塔要尽量往高处建，使水能在压力之下达到楼房的高层，而煤气厂则要建在城市的最低处，因为煤气很轻，它往上走比往下走要轻松多了。
现在煤气不仅仅是用来照明的了，我们的煤气灶也在使用煤气。
公子哥、鞋匠和仆人
街上已燃起了煤气灯，但人们的家里依旧跟以前一样黑暗。煤气用于家庭照明太贵了，而油灯或油脂烛又让人觉得不舒服。
据说作家别林斯基的写字台上就放着一盏油灯，但他从没点过这盏灯，因为无法忍受油燃烧时发出的气味。别林斯基就一直点着两支烛工作。
但人们还没有找到一种新的、更好的燃料，而在找到更好的燃料之前，人们先着手改善旧的。
他们发现，用柔软、油腻的油脂可以做出漂亮的蜡烛，它们不会弄脏人的双手，燃烧的时候也没有黑烟。要制造这样的烛需要从油脂中提炼出最好、最硬的部分，也就是硬脂。
油脂由多种物质组成：甘油和脂肪酸。脂肪酸又是各式各样的，其中坚硬一点的便是硬脂，柔软一点的是混脂酸。
要从油脂中提取硬脂，首先要除去甘油。这需要把油脂放在水和硫酸溶液中进行加热，脂肪酸浮上来，而甘油则沉下去。然后用压榨机把硬脂从脂肪酸中压榨出来，得到一块硬脂块，再将硬脂块熔化，将它浇制成烛。
硬脂烛是在法国发明的。不久，所有的欧洲国家都出现了硬脂工厂。
新的烛又让人们欣喜万分。当然人们不能不欣喜啊，只要把它们跟油脂烛或者蜡烛拿来比一下就明白了。
让我们看看革命者索菲娅的兄弟别洛夫斯基，是怎么形容这硬脂烛的吧：
那个时候，人们晚上点的都是油脂烛，牌桌上放的也是这种烛。边上还放着一把专门用来剪烛花的钳子，烛盘钳子等都是用银做成的。我们也是点着这种烛在房间里工作的。
有一回父母亲出差去了趟彼得堡，带回来一个新玩意——一整箱硬脂烛。
没过多久就是12月4日，母亲的命名日，我们举行了一个舞会。所有房间厅堂的枝形吊灯和灯座上都点上了这种硬脂灯，灯光的效果非同凡响，惹得众多人前来观看。
在一本旧杂志里还有这样一幅画：两支硬脂烛被画成一对盛装的夫妻，头顶一支大烛，骄傲地站在正中间。右边是一个肮脏的鞋匠，头顶一支油脂烛，油脂滴落在他那破旧的衣服上，像冰柱一样从他的鼻子上挂下来。左边是一个头顶蜡烛的仆人，手里捏着一根长长的棍子，这根棍子是用来点吊灯的。
油脂烛和蜡烛光线昏暗，还冒着黑烟，而硬脂烛明亮而干净。
一套铜制煤气灯罩
一种煤油灯灯盏，上面的玻璃罩可以防风。
在矿井或洞穴里用的头灯
中国白釉象形灯盏（左）和精美的越窑灯盏（右），灯不仅仅是照明工具，还可以是艺术品。
以前中国普通家庭中用的煤油灯
城市中路边的煤气灯
想要理解这幅画，你就得知道，那个时候仆人和鞋匠被视作下人，他们甚至比不上没有头脑的公子哥。
问题其实很简单
烛的问题最终就这样被人圆满地解决了。但是灯的问题依旧毫无进展。
不论多奥妙的点子，不论加多少泵、弹簧，依旧无济于事，灯还是不能尽如人意。
不管将灯的结构改得多复杂，灯的燃烧依旧是老样子，因为问题不在于灯的结构，而在于灯的燃料。
19世纪中叶，人们学会了从石油中提取煤油。霎时，所有的问题都迎刃而解了。
所有的问题中最难的一点是，如何让天生燃烧不好的东西可以燃烧得很好。
而煤油完全是另一回事。比起油脂，它是相当容易让灯芯吸收的，所以煤油灯的发明人，一个名叫西利曼的美国人，就完全用不着发明新的东西，他要做的只是将旧灯里的一些多余的部件拆下——泵、弹簧——用来帮助油流入灯芯的装置。
很多事情都是这样的：人们绞尽脑汁发明各种各样复杂的设置，但最后发现，他们其实早就站在了胜利大门之外，需要的仅仅是一把钥匙。而这次，煤油便是这把钥匙。
没有火的灯
拨火棍和灯
拨火棍不是灯，这个谁都知道。
但是我们可以让拨火棍发光。只需要把它放在炉子里一会，它在炉子里加热着，然后越来越热，直到最后变得通红。如果我们继续加热拨火棍，它会由暗红色变成樱桃红色，然后变成淡红色、黄色，最后变成白色，也就是白热化了。
当然，家里的炉子不能把拨火棍烧成白色，因为这需要很高的温度，一般温度计可量不了这温度，因为有1，300℃呢。
任何一支烛或一盏灯——电灯也好、煤气灯也罢，它们的发光原理跟这拨火棍一样，都是因为加热到了一定的温度，也就是白热化了。
烛和灯的火焰中都含有白热化了的炭的微粒，就像阳光里的浮尘那样。通常情况下我们看不见，只在灯冒烟的时候才能看见它们。
黑烟不是什么好东西，但要是火焰内部没有黑烟，事情就更糟了。因为黑烟实际上就是没有燃烧过的炭微粒，比如酒精灯的火焰就不会冒烟，然而它的光几乎看不见。
也就是说，问题的关键全在于白热化了的炭微粒里。火焰就是炭白热化的结果。但是没有火，炭也一样可以达到白热化，比如用电流，第一盏灯就是这样诞生的。
没有火的灯
如果200年前跟一个人说，以后会有人发明没有火的灯，恐怕他绝对不会相信。但事实上，那个时候已经有人在实验室里研制电灯了。就像现在，一定也有人在实验室里默默地研制一种我们闻所未闻的奇妙的东西。
最初的没有火焰的灯是由俄国科学家瓦西里·彼得罗夫发明的。（注：此处作者认为是彼得罗夫发明了伏打弧。在早些版本（董纯才译《不夜天——灯的故事》）中，作者认为是英国化学家哈姆夫利·戴维发明了伏打灯。一般认为是彼得罗夫和戴维同时发明了伏打弧。——编者注）
那时候要研制电灯很不容易，因为那时人们掌握的电流知识非常少，而知道的也只是很少的一部分人。那时没有什么发电机，也没人想过什么发电站。电流是在实验室里用电池制造的。
电流是在电池里获得的，它沿着一根导线传输到灯或者铃上，然后又沿着另一根导线回到电池上，而电池将电流沿着导线输出去，就像一个泵将水沿着管子送出去那样。电流走出电池到导线所经过的那一端，叫作“正极”，用符号“＋”表示；而电流从导线返回到电池所经过的那一端，叫作“负极”，用符号“－”表示。
要得到强电流，就要把几个这样的泵联合起来，形成电池组。
现在我们讲一讲彼得罗夫曾做过的实验。他拿了两根炭棒，一根用导线连在正极上，另一根连在负极上，然后他将这根炭棒的两端靠近，此时电流就穿过棒两端之间的空气，相互接触。当这两端加热到白热化的时候，它们之间就形成了火弧。如果能把这条弧观察得更加细致一些，那么我们会发现一股由白热化的炭微粒组成的电流，从“正”棒飞向“负”棒。这就在“正”棒上形成一个凹穴，而在“负”棒上形成一个凸起。棒的两端相隔越来越远，因为炭棒有点燃烧掉了。为了不让这条火弧消失，必须时不时地将这两根棒靠拢一些。这条弧被称作伏打弧，是为了纪念一个名叫伏打（注：亚历山大·伏打（1745—1827），意大利物理学家，制成了第一个加伐尼电池和加伐尼电池组。加伐尼是意大利解剖学教授，他发现了生物电。——编者注）的科学家，这个科学家和另外一些科学家一起创立了电学理论。
伏打弧和煤油灯及煤气灯的火焰一样，里面有白热化的炭在发光，区别仅仅在于，这次使炭白热化的不是火，而是电流。弧本身的光是非常微弱的。
彼得罗夫写了一本书描述自己的实验，这本书出版于1803年，按当时的习惯，有一个长长的书名：
物理学家，瓦西里·彼得罗夫教授做伏打电流的实验报告，使用的是一个巨大的电池组，由4，200个铜锌圈组成，现位于圣彼得堡的外科医学院。
这本书中彼得罗夫就讲到了电弧：
如果将一根炭棒靠近另一根炭棒，它们之间就会形成一种十分明亮的白光或火焰，于是炭棒或快或慢地燃烧起来，黑暗就被照亮了。
这是最早的关于电灯的文字。
但是没有人听到这些文字。那个时候俄罗斯处于农奴时期，很少有人关心科学。而外国人对俄罗斯学者的著作又不闻不问。
13年以后，英国科学家哈姆夫利·戴维才第二次发现了伏打弧。为了表彰戴维对科学作出的贡献，他被授予男爵的封号，并被尊称为“戴维”阁下。戴维的名字也因他的科学发现而闻名遐迩。
而我们优秀的物理学家彼得罗夫的命运却完全不一样。他的发现无人察觉，而他自己则毫无理由地被突然解职，在人生的最后几年，他还背着“落后的科学家”的称号。
复杂的灯又来啦
起初伏打弧只是一个有趣的科学实验。还无法将它应用到灯里去，因为炭燃烧得十分快。
过了30多年后，才有一个科学家用焦炭代替了先前的木炭。焦炭是煤气厂从煤里提取煤气以后剩下的东西。
焦炭比炭烧得慢，但是想要把弧光灯好好地点起来，还必须想办法让炭棒之间的距离拉近。于是灯里再次出现了钟表机械。这次使用它的目的是，让焦炭棒的两端缓慢而匀速地靠近，使得它们之间的距离总是相等。
带着钟表机械装置的弧光灯首先在巴黎的马路上试燃起来。它们照亮了一个广场，但是这种机械装置太贵了，人们只好放弃它。
德国科学家阿尔泰尼克想了个更聪明的主意——让两根炭棍靠近。但他的弧光灯的构造太复杂了，三言两语根本讲不明白。其中的要点就是他往灯里放了一块磁铁，在必要的时候，磁铁就会吸引连在其中一根炭棒上的铁片。于是两根炭棒之间的距离就缩小了，灯也便继续工作着。
俄罗斯之灯
大约在19世纪60年代，人们把电灯称作“俄罗斯之灯”。因为第一盏实际运用的弧光街灯是由一个名叫雅勃洛奇科夫的俄罗斯人发明的。
雅勃洛奇科夫想到，两根炭棒不应该两端对着放，而应该平行着并排放。而为了使两端之间的距离不发生变化，他就交替着给两根棒输入电流，先是这根棒为正极，烧得快，一会就换那根为正极，燃得快。这样两根棒以相同的速度减少。
雅勃洛奇科夫之“烛”发出漂亮的或红或紫色的光。1877年，它们为巴黎的一条主街带来光明。
情况变了
有一个时期，人们为着要让灯变得亮些而伤透了脑筋。
但是几百年之后，科学家又为相反的目标而绞尽脑汁。
因为弧光灯实在是太亮了。你总不能把一盏600瓦的灯放在桌子上吧，这会损伤眼睛，而且也太贵了！于是人们就琢磨着把电灯变得暗一些。
于是有人想到，不用任何伏打弧，而只靠电流就能使炭白热化，事情就简单多了。给纤细的炭丝通上电流，炭就会变热。当温度达到550℃时，它就开始发光，光一开始是红色的，随后会变得越来越白，最后当温度变得很高很高时，光线就变成了白色。总之，这跟我们一开始的那根放入火炉中的拨火棍一样。
于是人们就尝试着给炭丝通电流。但炭丝一下子燃烧完了，于是灯便灭了。要使炭丝不燃烧，就要先把灯里的空气抽出来，或者用一种不支持燃烧的气体充实灯，比如氮气。
煤油灯和油灯跟人一样是需要空气的。没有空气就烧不起来。
而电灯刚好相反，空气反而阻碍电灯工作，电灯不需要任何火焰，也不用燃烧，原因是电灯中使炭白热化的不是火焰，而是电流。
大多数人都认为，第一盏炭丝电灯是由美国发明家托马斯·爱迪生发明的。爱迪生自己也这么认为。在接受美国杂志记者采访时讲到自己的发明，爱迪生说：“当世界了解我的照明工具的本质时，它会震惊，为什么这么简单的东西以前没有一个人想到。”
但爱迪生错了，世界上有一个人，比爱迪生早5年发明了白热化的电灯。这个人便是彼得堡大学的学生亚历山大·尼古拉耶维奇·罗得亭。
别斯卡事件
1873年，在彼得堡的别斯卡发生了一件意外。事情发生在夜晚，街上空荡荡、静悄悄的，木头灯柱上的煤油灯透过模糊的灯罩闪烁着。
有几处灯的火舌使劲往上窜着，好像要把街照得亮一些。但火舌蹦得越高，它那烟黑也就更快更多地落在大肚腩的玻璃罩上，灯夫也好久没来清洗这灯罩了，这样一来，灯的周围就更暗了。
这些路灯看上去很像墓地上的十字架，其中一盏上突然发出一种明亮的、白色的、几乎像日光的光，路上好像燃起了一个小太阳。
一个路人停下来，惊讶地说不出话来。一个从店里出来的小男孩，头上顶着个篮子，他双手托着篮子，快步朝那从未见过的光的方向走去。而这光依旧那么耀眼，照亮了下面聚起来的人群。
这便是1873年白热化电灯替代煤油灯的第一次尝试，这电灯的发明人便是罗得亭。但电灯没有持续很久——白天还没到，它便灭了。它没有封闭好，空气钻入灯里去了，炭便烧成了灰。
实验不能算失败，但也不是完全成功。
罗得亭再次钻研自己的发明，他改变了灯的结构。
1875年，被罗得亭改进的新灯照亮了大马尔斯基的佛罗兰商店。这是世界上第一个用电灯的商店。罗得亭的新灯比旧灯要长寿：它们服务了整整两个月。但是它们的缺点是结构太复杂。
结构简单而寿命又长的电灯是由爱迪生发明的。
爱迪生的灯
爱迪生在电灯中使用的不是炭丝，而是碳化竹丝。为了防止这种灯丝由于强烈而烧焦，他非常小心地把灯里的空气抽出来，比我们的罗得亭抽得干净多了。
要明白这灯究竟是怎么回事，我们最好拿个电灯泡过来看看。
灯泡上有一个小尾巴，这就是空气通过一根玻璃管被泵抽出来而留下的痕迹。当空气抽尽时，用强火烧这管子，管子就断了，于是它的一头就留在了灯上，并把它封闭起来。
爱迪生就是用这种方法将自己的灯的寿命延长到了800个小时，这也就是说，这灯能持续不断地亮800个小时。
爱迪生的灯最先被使用在“哥伦比亚”号轮船上。然后很快，第一批电灯就被运往欧洲，一共有1，800个呢。
煤气和电的战争
当电灯出现之后，人人都说煤气的末日来了，煤油更是早该退出历史舞台了。
没错，电灯既不冒黑烟，又不污染空气，它的白光又十分明亮。如果电线维护得好，没有发生火灾的危险。但最要紧的是，电的价格是煤气的1/3到2/3左右。
于是开煤油、煤气厂的人赚不到钱了。他们开始找寻出路，他们想法改善自己的灯，以便将电灯打败。
他们开始用电灯的武器对战电灯。
电灯中的炭丝能发出那么亮的光，是因为把它加热到了白热化。也就是说，关键在于加强热。
于是煤气和煤油的拥护者就想出了一种特殊的网，它在温度极高的时候才会熔化，他们把这种网安在火焰上。网被加了强热以后，便发出明亮的白光。
这种网被命名为“威尔斯巴赫纱罩”，因为它是由一个名叫威尔斯巴赫的发明家发明的。
有那么几年，煤气赢了，煤气灯的价格下跌了一半。
为什么会这样呢？因为煤气灯比以前亮了。以前两盏煤气灯发出来的光，现在一盏灯就行。于是人们用于煤气的支出就减少了。
但是电灯的拥护者也没打瞌睡。他们就决定开发更亮的，也就是更便宜的灯。
但只有一种方法能达到这个目的，那便是更强烈地加热炭丝。要知道温度越高，光也就越白越亮。你可以回想一下我们的拨火棍。但是有一个难题出现了，要是炭丝的温度再往上升，它可是要变成蒸汽了，也就是大家说的“烧过头了”。
应该找一种材料，将炭丝替换掉。
于是他们不得不从煤气的拥护者那里借鉴点什么过来。旧的煤气灯的光是由白热化的炭丝发出来的，而新式的煤气灯发光的是“威尔斯巴赫纱罩”，它是用一种高熔点的材料做成的，在极高的温度下也不会熔化。为什么不把电灯里的炭丝用一种高熔点的耐热材料替换下去？
一开始人们尝试用锇制造灯丝。这可是熔点十分高的材料。但是锇不够牢固。接着尝试用钽，最后才用了钨。
在所有这些材料中，钨的熔点是最高的，有3，390℃。
于是我们现在使用的电灯就诞生了。
有意思的是，每一盏新灯都是从它的敌人，也就是旧式灯那吸取经验而变得更完善。
炭丝电灯从煤气和煤油灯那里借鉴了白热化的炭。新式煤气灯抛弃了炭，改用“威尔斯巴赫纱罩”。于是它遇到了相同的命运：电灯不再使用炭丝，出现了一种使用金属灯丝的经济型电灯。
灯的所有历史都反映在煤气、煤油以及电的价格上，最贵的是老式的煤气灯，比它年轻一些的圆头灯价格要低一些。而煤油灯只要一半的钱。最最便宜的是比它们都后出现的电灯、白热煤气灯以及白热煤油灯。
那么煤气灯和电灯，哪个好一些？
煤气灯不比电灯贵，并且它有明亮的白光。要点燃它十分方便，不需像以前那样爬上梯子够到天花板上用火柴将它点燃。后来还出现了用电点燃的煤气灯（这就不能没有电了）。煤气不仅能照明，还能取暖和烹饪。煤气灶、煤气炉和煤气热水器早已普及。用电的设备也十分多，电饭锅、电茶壶、电热水器等不一而足。
但电在很多方面要优于煤气。煤气管子上出现漏洞，煤气会漏出来，会让房间里的人中毒。还有更大的不幸呢，如果煤气漏得很多，它跟空气混合在一起，会导致爆炸。只需一根火柴，整个房子将被炸毁。而电不会发生什么中毒或爆炸。纵使煤气管不漏煤气，煤气也会污染房间中的空气。也不光是煤气灯，一切需要点燃的灯都会污染空气。
要知道燃烧需要空气。新鲜空气跑进灯里，跑出来的已经是被破坏的、无法再帮助燃烧的空气。
我们呼吸的时候，也发生着同样的事情：我们吸入新鲜的空气，吐出来的是变坏了的空气。
一盏25瓦的煤油灯点一个晚上会耗去25千克的新鲜空气。而人在相同的时间内只吸去3千克。也就是说，一盏灯耗费的空气相当于8个人消耗的空气。
这也解释了为什么房间里人越多，呼吸就越困难，因为新鲜空气在减少。而用电完全是另一回事。
我们习惯说“点”电灯。而事实上电灯不需要“点”，因而它也就不会破坏空气了。
电还有一个很大的优势。电流可以沿着电线传输得很远，几百米不在话下。一个大发电厂发的电可以照亮整个省。难怪很久以前到处都用电了，连一些穷乡僻壤都不例外。
需要燃点的灯
在廉价的电灯发明之前，有个名叫纳恩斯特的科学家发明了一种非常有意思的灯。
他不用金属灯丝替换炭丝，他用的是氧化镁。氧化镁是一种不会燃烧的物质，也就是说它不怕火。这正是符合要求的。但问题是，氧化镁只有在加热以后才能导电。
因此最初纳恩斯特制作的灯都是需要像煤油灯那样先用火点上。后来他想出了一个简单的点燃灯的办法，但是他发明的灯用的人很少，因而十分昂贵。
世界上最大的灯
大约在20世纪初，有一个科学家制造了一盏20亿瓦的电弧灯。如果把这盏灯挂在30千米的高空，它会像一轮满月那样照亮大地。就算把它放到太阳的位置上，我们用肉眼看的话，它也能像颗小星星那样。这盏灯的炭丝被加热到7，500℃，这比太阳表面的温度还要高，太阳表面温度差不多是6，000℃。这盏灯的直径有整整两米。