点击上方“ Ocean Life”订阅
灯塔不仅仅是一座照耀远方的建筑,它更是英雄主义的象征——孤独、自由、孤立、独立。它守护生命,指引方向,给人希望。
灯塔一般结构
西方有一门学科叫“灯塔学”,主要研究灯塔的结构、信号、照明等,这些研究者也被称为“灯塔学者”,也就是灯塔的英文前缀是~!这是因为最著名的亚历山大灯塔就建在法罗斯岛上,法罗斯的英文名也是。此外,欧洲许多国家的灯塔名称也来源于法罗斯这个名字。例如,法语中灯塔的单词是phare,葡萄牙语是farol,意大利人和西班牙语都是faro,希腊人则是φάρος……
埃及法罗斯遗址
英国王室的安妮公主是一位灯塔学者。
下面我将整理一下灯塔,并尝试解释这些要点来回答我的问题:
1. 灯塔的历史
2.照明系统工作原理
3.中国著名的灯塔有哪些?位于哪里?
4、各国灯塔有何特点、分布及发展现状。
灯塔的历史
第一座灯塔建在哪里?它是什么样子的?没有人知道,也没有办法验证。
公元前283年,埃及托勒密二世统治时期,索斯特拉图斯设计并领导修建了亚历山大灯塔。该塔高约130米,但在1303年和1323年的两次地震中被摧毁。1480年,它又毁于埃及大火。为了抵抗入侵,埃及马穆鲁克苏丹用剩余的石头在原址上修建了魁贝堡。从此,亚历山大灯塔便消失了。这是历史上关于灯塔的最早记录。
埃及亚历山大灯塔
约1900年前,古罗马帝国在西班牙北部的拉科鲁尼亚建造了赫拉克勒斯塔(Torre de Hé),塔高55米,是世界上现存最古老的灯塔,此后欧洲进入了长达1000年的中世纪,灯塔的发展告一段落。
西班牙大力神塔
公元627年,穆罕默德派人来中国传教,在广州修建了一座怀圣寺,塔高36米,当时该塔位于珠江边,夜晚塔顶悬挂灯光,为过往船只指引方向,所以人们称它为“灯塔”。灯塔虽历经重建整修,但仍保留了原有的建筑风格,从某种意义上可以说是中国现存最古老的灯塔。
广州怀圣寺
879年,唐帝国另辟蹊径,以宝塔形式建造灯塔。上海朱家角镇的茅塔是中国最早的人工航标。当时的茅塔建在湖心的一个小岛上,离海不远。塔高29米,周围有塔院、亭台楼阁、水井等,夜晚灯火通明,过往船只在此停下喝茶休息。虽然历经战火,但至今依然屹立不倒。
上海茂大厦物理学家阿尔冈,仿唐代风格建造
公元1141年,浙江温州江心岛东西两峰尚未相连,每峰上各建有一座塔,夜晚灯火通明,为进出温州港的大小船只指引方向,历经艰辛,依然傲然屹立!虽说是宝塔,其实和灯塔没什么区别,而这位心地善良的和尚或许就是中国最早的守塔人。
温州江心岛
1387年,明朝在福建惠安修筑崇武城,同时,民众自发在城东南角修建灯塔,随城基而建,塔高33米,夜间点起万盏烛火(存疑,有待考证),方便进出崇武。武港港的船只以此为方向指引。这是中国第一座有明确用途的灯塔。历经数次修葺,仍棱角分明。
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科普灯塔,塔高36米,是波罗的海沿岸最高的建筑,也是世界上现存最古老的灯塔之一。
建筑风格独特的科普灯塔
1611年,法国在吉伦特河口建造了灯塔,塔高68米,内部布满精美的雕刻和典雅的门廊,无与伦比,不仅是文艺复兴时期的杰作,也代表了古代灯塔的最高成就。
精致的 Phare de
这些都说明,无论是古希腊罗马,还是阿拉伯帝国,还是唐宋元明清,早期的灯塔都只是简单地建在大陆海岸边,作为地标,晚上则燃起木柴或点上蜡烛,让人远远就能看见,还远远称不上是现代意义上的灯塔。
各国海岸构造差异很大,有的被高山阻挡,有的被礁石覆盖,看到灯光并不代表能安全返回家园。另外,随着大航海时代的到来,迫切需要投射更远的照明技术。
1759年,英国的约翰·史密斯主持修建了第三座沃特克斯灯塔(),相较于之前的建造方式,他开创性地使用花岗岩+混凝土作为材料,使得沃特克斯灯塔更能抵御巨浪的侵袭;1810年,灯塔采用24盏阿冈昆灯和抛物面镜取代吊灯和蜡烛,改善照明。沃特克斯岩灯塔不仅改变了传统的结构工程,还专门建在公海,用于标记礁石,为现代灯塔做出了不可磨灭的贡献。
埃迪斯通灯塔
1782年,瑞士人艾梅·阿尔冈德(Aimé )发明了阿尔冈灯,用空心玻璃管套住空心灯芯,使灯芯能获得更多的氧气,燃烧得更旺盛,同时解决了火焰飘忽不定的问题,同时凸透镜和抛物面镜也得到了进一步研究,二者的结合,使光源更加明亮,更加稳定,这是灯塔发展史上质的飞跃。
阿贡灯示意图
1819年,法国的奥古斯丁·菲涅尔发明了菲涅尔透镜,俗称牛眼透镜,进一步增加了灯光的投射距离,并大大降低了重量和成本,对灯塔的发展产生了深远的影响。四年后,第一台菲涅尔透镜在法国的灯塔屋安装。
菲涅尔透镜示意图
20世纪初,瑞典发明家古斯塔夫·达伦( Dalén)做出了三项对现代灯塔较为重要的发明:
■1901年发明“乙炔储罐”,解决了乙炔爆炸问题,实现了更大容量的乙炔储存;
■1904年发明“频闪阀”,可使光源发出不同频率的瞬时闪光,从而识别不同的灯塔;
■1907年发明“日光开关”,使真空管内的金属杆因热胀冷缩而能打开、关闭自动点火开关。
有了这三项发明,海洋、礁石等处的灯塔不再需要有人时刻值守,成本也大大降低。
达伦在获得诺贝尔奖之前,在一次实验中引爆了自己
此后网校头条,灯塔技术不断进步,如乙炔灯被弧光灯取代,现在又被LED取代,而太阳能自动控制器(即日光开关)也被更先进的传感器取代,有了智能控制器,每座灯塔都可以创造自己独特的频闪频率,这样过往的船只就可以通过识别频率知道它的位置。
尽管如此,随着GPS、AIS、雷达等的出现,灯塔的作用越来越有限,但它却渐渐成为各地的景观地标,让人们缅怀往事、亲近自然。
美国哈特拉斯角灯塔
照明的工作原理
与塔体相比,灯塔所用的灯具是最核心的部分。
古代灯塔以火为光源,通常是燃烧木材或点蜡烛,或将鲸油、橄榄油等动物和植物油脂灯芯放在火盆中燃烧,火盆通常放置在水银水平面上,以保持稳定。此外,先进的灯塔还会在火源后方安装镜子,下方设有电源设计。守塔人可带动弹簧,使镜子匀速转动,从而将光源投射到各个方向。
亚历山大灯塔的假想光源
阿尔冈昆灯发明之后,火焰变得更加明亮和稳定。此外,人们还将镜子改成抛物面镜,甚至改成凸透镜,这样照射距离就可以更远。然而,为了把光投射得更远,凸透镜必须足够大,但是,凸透镜越大,重量就越重。不仅运输困难,旋转也困难。一些小型灯塔甚至无法承载它。更重要的是成本太高。
幸好,法国物理学家奥古斯丁·菲涅尔很快就发明了菲涅尔透镜,利用较薄的玻璃同心圆也能达到与实体球面透镜相同的光学效果这一原理,巧妙地解决了这一难题!这种透镜不仅能像凸透镜一样物理学家阿尔冈,保留折射形成的平行光,还能大大减轻实体透镜的重量,从而降低制作成本。
菲涅尔透镜原理说明
根据经验,完整的照明系统应该是:菲涅尔透镜聚焦80%的光线,另外20%由抛物面镜聚焦。
现代灯塔基本都是以电灯和马达为动力,随着科技的发展,菲涅尔透镜或许也会被取代,但菲涅尔的历史贡献永远值得铭记。
奥古斯丁·菲涅尔(法国)
中国灯塔
1998年,国际灯塔协会(IALA)开展了“世界历史上100座特别重要灯塔评选”活动,中国有5座灯塔入选,分别是上海青浦毛塔、海南临高岬灯塔、温州江心岛灯塔、大连老铁山灯塔、上海青浦毛塔灯塔。这也说明,将中国一些古塔视为灯塔至少是得到国际认可的。
大连老铁山灯塔
2009年底,中国海事局直接管理的航标有5775座,其中灯塔183座。可惜,国内没有详细的资料,网上虽然有很多关于大连、青岛、海南等一些城市灯塔的文章,但没有全国性的资料。美国也没有灯塔的统计和介绍,不过美国有一个“灯塔名录”网站,里面有各国灯塔的详细记录,有兴趣的可以搜一下。
写完这篇文章,多多少少还想再去海边走一走,用最美的镜头,捕捉最美的灯塔。
不幸的是,这张图片的分辨率太低
下面就列举几个比较有名和比较特别的灯塔,就不贴照片了。前面说了,全国目前共有183座灯塔,分属4个海事局。
天津海事局管理50多个港口(覆盖辽宁、天津、河北、山东海域)
1. 老铁山灯塔
2.大连港灯塔
3. 大三山灯塔
4. 大王家灯塔
5. 洛基灯塔
6. 南山头灯塔
7. 烟台山灯塔
8. 小青岛灯塔
9. 潮莲岛灯塔
10. 参观内山灯塔
11. 马蹄礁灯塔
12. 群岛灯塔
13. 小公岛灯塔
14. 千里岩灯塔
15. 老山头灯塔
16. 桥岛灯塔
17.极地灯塔等
青岛朝连岛灯塔
上海海事局管辖50余个港口(覆盖江苏、上海、浙江、福建四省海域)
1. 鸡骨礁灯塔
2. 七里屿灯塔
3. 北鱼山灯塔
4. 马蹄礁灯塔
5. 花鸟山灯塔
6. 白结山灯塔
7. 下三星灯塔
8.半洋礁灯塔
9. 鱼脑灯塔
10. 小龟山灯塔
11. 洛加山灯塔
12. 洞庭山灯塔
13. 太平山灯塔
14.东门灯塔等
15. 镇海角灯塔
16. 火山岛灯塔
17. 东洛岛灯塔
18. 台山岛灯塔
19. 三都澳灯塔
20.五通灯塔等
下三星灯塔
广东海事局管理30余个港口(广东水域)
1. 舢板岛灯塔
2.徐闻灯楼角
3.硇洲灯塔等。
海南海事局管理30多个港口(主管海南和南海地区)
1. 木兰头灯塔
2. 临高角灯塔
3. 大小洞天灯塔
4. 三亚湾灯塔
5. 情人湾灯塔
6.金母岬灯塔
7. 玉岭洲灯塔
8.秀英灯塔等。
南海岛礁五座灯塔中四座已亮灯
此外,台湾、香港、澳门等地也有不少灯塔,其中澳门东望洋灯塔是中国沿海最古老的现代灯塔,堪称名副其实的“远东第一灯塔”。
台湾省灯塔分布图
外国灯塔
据《灯塔名录》显示,2019年,全球共有灯塔18600多座,约1500座仍在运行。
1.各国灯塔:
以美国为例,美国沿海及五大湖地区散布着约800座灯塔,其中太平洋东岸的灯塔气势磅礴、设计精美,不少灯塔都是国家历史遗迹,自然风光更是令人神往。美国还将8月7日定为国家灯塔日,可见民众对灯塔的重视与喜爱。
西北海岸灯塔统计
为了避免审美疲劳,我就不一一列举各国的灯塔了,有兴趣的可以通过最后一张相册的链接查看,相册是全球最有意义、最有特色的50座灯塔合集,每张图都清晰,但是……由于平台压缩了分辨率,就算放大也会差强人意。
2、灯塔的含义:
现实中,很少有人曾经靠近过灯塔,更不用说进入灯塔内部或登上灯塔了。然而,灯塔却在儿童故事、文学和绘画中随处可见,不仅鼓舞人心,还让人们感受到英雄主义不是很棒吗?所以,我列出的以下作品可以让人们感受到灯塔的意义:
§ 弗吉尼亚·伍尔夫的《到灯塔去》
§ 苏格兰小说家罗伯特·路易斯·史蒂文森的《金银岛》
§ 英国风景画家威廉·特纳于 1819 年创作的《暴风雨中的贝尔灯塔》
§法国电影《守望者》在灯塔中描述了法国人的爱情观和人生观
§ 《白鲸记》第十四章有一段话:“它是如何矗立在那里,远离海岸,比埃迪斯顿灯塔还要孤独。”
“暴风雨中的贝尔灯塔”
3.成为景点:
现存的古代和现代灯塔,大多位于无人居住的海角、海滨、岛屿上,以沧桑静静地享受时光,周边环境也保持着美丽的原始风光,无疑,每座灯塔,连同旁边的风景,都构成了地球珍贵的自然与文化遗产。
德国坎彭灯塔
最后,以三座美丽的灯塔来结束这篇文章。看看吧。你知道它们叫什么吗?
——有些灯塔美得让人惊叹不已。