灯塔科普！古代西方遗留下那么多漂亮宏伟的灯塔，那我...

弹剑相思 · 发表于 2019-9-10 22:11:10

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灯塔科普！古代西方遗留下那么多漂亮宏伟的灯塔，那我国有没有？原创旅行公猪 2019-09-09 12:00:00

灯塔，不仅仅是一座会发光、照射远方的建筑物，它更是英雄的象征——孤独、自由、遗世而独立，它守护生命，指引方向，给人希望。

一般的灯塔构造

西方有门学科叫“灯塔学”，英文是Pharology，主要是研究灯塔的构造、信号、照明等，这些研究者也叫“灯塔学者”，英文是pharologists。注意到没？不管是灯塔学还是灯塔学者，英文前序都是pharolog~！这是因为最著名的亚历山大灯塔就建在法罗斯岛上，而法罗斯岛英文便叫Pharos；除此以外，许多欧洲国家对灯塔的称呼也是源自法罗斯岛这个名字，例如，关于灯塔，法语叫phare、葡萄牙叫farol、意大利和西班牙都叫faro、希腊则是φάρος……

埃及法罗斯岛遗址

英国皇室安妮公主便是一名灯塔学者。

下面我将对灯塔进行一次梳理，力求阐释这几点，从而解答我的题目：

灯塔的历史
照明系统的工作原理
中国有哪些著名灯塔，分布在哪里？
各国的灯塔都有什么特色，它的分布以及发展状况。

灯塔的历史

人类第一座灯塔建在哪里，长啥样？没有人知道，也无从考证。

公元前283年，埃及托勒密二世统治时期，索斯特拉特（Sostratus of Cnidus）设计并主导建设了亚历山大灯塔，塔高约130米，然而被1303年和1323年两场地震摧毁，1480年，埃及马穆鲁克苏丹为了抵抗侵略，在原址用遗留下来的石料建造了奎贝堡，至此，亚历山大灯塔荡然无存。这是有史以来，灯塔的最早纪录。

古埃及亚历山大灯塔

距今约1900年，古罗马帝国在西班牙北部拉科鲁尼亚，修建了海格力斯塔（Torre de Hércules），塔高55米，这是世界上现存最古老的灯塔。之后，欧洲进入长达1000年的中世纪，灯塔发展告一段落。

西班牙海格力斯塔

627年，穆罕默德派人来华传教，在广州建了一座怀圣寺，塔高36米，当时该塔位于珠江边，入夜后塔顶悬灯，导航来往船只，故人又称之为“光塔”。光塔虽历经重建修葺，至今依然保留原有建筑风格，某种意义上，可说是中国现存最古老的灯塔。

广州怀圣寺

879年，大唐帝国另辟蹊径，用佛塔形式发展了灯塔，上海朱家角镇的泖塔，便是有迹可考的中国最早人工航标。当时，泖塔建于湖心岛，离海不远，塔高29米，周围有塔院、凉亭、水井等，夜间挂灯，来往船舶于此停下，喝茶休息。虽历经兵乱，至今伫立不倒。

大唐建筑风格的上海泖塔

1141年，浙江温州江心屿东西两峰尚未连成一体，峰顶各有一塔，夜间点灯，指引进出温州港的大小船舶，历经磨难，依旧傲立！虽是佛塔，实与灯塔无异，而善心和尚可能就是中国最早的守塔人。

温州江心屿

1387年，大明帝国在福建惠安修建崇武所城，与此同时，百姓自发在东南城角修建灯塔，连同城基，塔高33米，夜晚点燃数千蜡烛（存疑，待考），为进出崇武港的船舶指明方向。这是中国第一座带有明确意图的灯塔，几经修缮，依然有棱有角。

惠安崇武古城

1531年，利沃尼亚骑士团统治下的爱沙尼亚，在希乌马岛修建了蔻普灯塔（Kõpu Lighthouse），塔高36米，这是波罗的海沿岸最高的建筑物，也是世界上现存最古老的灯塔之一。

建筑风格特别的蔻普灯塔

1611年，法国在吉伦特河口修建了灯塔之家（Phare de Cordouan），塔高68米，内部充满精美雕刻、优雅门廊，无与伦比，既是文艺复兴时期的杰作，也代表了古代灯塔的最高成就。

精美绝伦的Phare de Cordouan

种种表明，无论是古希腊还是古罗马，也无论是阿拉伯帝国还是唐宋元明清，早期的灯塔，仅仅是建在大陆海岸，作为地标使用，夜晚则燃烧木材或点燃蜡烛，让人远远可见，离现代意义的灯塔还差得远。
各国的海岸构造千差万别，或是山头阻隔，或是暗礁密布，仅仅看到灯光，并不一定就能安全回家；另外，随着大航海时代的来临，也迫切需要投射更远的照明技术。

1759年，英国约翰·史密斯主持修建第三座涡石灯塔（Eddystone Lighthouse），相较之前的建造方法，他开创性的利用花岗岩+混泥土作为材料，使得涡石灯塔更能抵抗巨浪；1810年，灯塔使用24个阿尔冈灯和抛物面镜替代吊灯和蜡烛，改进照明。涡石灯塔不但改变了传统的结构工程，还专门为标识暗礁而建在远海，为现代灯塔作出不可磨灭的贡献。

涡石灯塔，又叫艾迪斯顿灯塔

1782年，瑞士艾米·阿尔冈（Aimé Argand ）发明阿尔冈灯——使用中空的玻璃管罩住中空的灯芯，从而让灯芯获得更充足的氧气，燃烧也就更旺，同时解决火光飘忽不定与大量烟灰的问题；与此同时，凸透镜、抛物面镜也被进一步研究。两相结合，光源更亮更稳定，这是灯塔史上一个质的飞跃。

阿尔冈灯示意图

1819年，法国奥古斯丁·菲涅耳（Augustin Fresnel）发明菲涅耳透镜，俗称牛眼透镜，进一步增强灯光的投射距离，并大幅度减轻重量、降低成本，对灯塔的发展影响深远。4年后，首先安装在法国的灯塔之家。

菲涅耳透镜示意图

20世纪初，瑞典古斯塔夫·达伦（Gustaf Dalén）发明三项对现代灯塔更为重要的发明：

1901年，发明“乙炔储罐”，解决储存乙炔容易爆炸的问题，并更大容量的储存乙炔；
1904年，发明“频闪气阀”，让光源以不同频率发出瞬间闪光，从而识别不同的灯塔；
1907年，发明“日光开关”，使真空管里的金属棒在热胀冷缩下启闭自动点火的开关。

有了这三项发明，远洋、暗礁等灯塔就再也无需常驻值守，成本也大大的降低。

达伦获得诺贝尔奖前，因为实验而炸瞎了自己

之后，灯塔技术继续改善，例如乙炔灯改为电弧光灯，现在又改为LED，而太阳能自动控制器（即日光开关）又被更先进的传感器所取代，利用智能控制器，每座灯塔都能创造属于自己的独特的频闪频率，从而让过往船只通过辨认频率而知道所处位置。

尽管如此，随着GPS、AIS、雷达等的出现，灯塔发挥的作用还是越来越有限，不过，它也逐步成为各地的景观地标，让人缅怀、亲近自然。

美国哈特拉斯角灯塔

照明的工作原理

相对于塔身而言，灯塔所用的灯才是最核心部分。

古代灯塔以火作为光源，通常是燃烧木材或者点燃蜡烛，还有就是点燃动植物油脂的灯芯，动植物油脂包括鲸油、橄榄油等，用火盆装着，一般会放在水银液面以保持稳定；另外，先进的灯塔，还会在火源后方安装镜子，底下有动力设计，守塔人驱动发条便能使镜子匀速转动，从而将光源投送到各个方向。

亚历山大灯塔光源假想图

阿尔冈灯发明后，火焰更亮更稳定，而且，人们还把镜子改成抛物面镜以至凸透镜，这样照射距离就更远了。然而，要让灯光投射更远，凸透镜就必须够大，但是，凸透镜越大，自然也就越重，运输困难不说，转动起来也不容易，有些小灯塔甚至无法承载，还有更重要一点的是，成本太高了。

幸运的是，法国物理学家奥古斯丁·菲涅耳不久就发明了菲涅耳透镜，利用较薄的同心圆纹玻璃与实心球面透镜拥有相同光学效果的原理，巧妙的解决这个问题！菲涅耳透镜既能保留像凸透镜折射后形成的平行光，又能极大的降低实心透镜的重量，从而减轻制作成本。

菲涅耳透镜原理说明

根据经验总结，完整的照明系统应该是：菲涅耳透镜聚焦80%的灯光，另外20%则由抛物面镜聚焦。

现代灯塔，基本是使用电灯和电机驱动，随着科技发展，菲涅耳透镜也可能会被aerobeacons取代，但菲涅耳的历史贡献，永远值得铭记。

法国奥古斯丁·菲涅耳（Augustin Fresnel）

中国的灯塔

1998年，国际灯塔协会（IALA）发起“世界各国历史上特别重要灯塔100选”，中国有五座入选，分别是上海青浦泖塔、海南临高角灯塔、温州江心屿灯塔、大连老铁山灯塔和舟山花鸟山灯塔。这也说明，把古代中国的某些佛塔看作是灯塔，起码，国际上是认可的。

大连老铁山灯塔

2009年底，直属中国海事系统管理航标共计有5775座，其中灯塔183座，可惜目前国内并无详细资料，虽然某些城市，例如大连、青岛、海南灯，网上是有不少撰文，但全国性的灯塔统计、介绍就没有了，不过，美国有个“灯塔目录”网站，各国的灯塔都有详细纪录，感兴趣的可以搜索The Lighthouse Directory。

写完这篇文章，我或多或少也想再走一次沿海线，用最美的镜头拍下最美的灯塔。