古代西方遗留下许多漂亮宏伟的灯塔,我国呢?

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所属分类:海洋工程

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。

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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……

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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:

1. 灯塔的历史

2. 照明系统的工作原理

3. 中国有哪些著名灯塔,分布在哪里?

4. 各国的灯塔都有什么特色,它的分布以及发展状况。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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可惜这张图分辨率太低

下面罗列一些比较著名、特别的灯塔,图片就不上了。正如前面所说,目前国内有183座灯塔,分属4家海事管理局。

天津海事局管理50多座(辖辽宁、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. 遇岩礁灯塔

6. 南山头灯塔

7. 烟台山灯塔

8. 小青岛灯塔

9. 潮涟岛灯塔

10. 游内山灯塔

11. 马蹄礁灯塔

12. 大公岛灯塔

13. 小公岛灯塔

14. 千里岩灯塔

15. 崂山头灯塔

16. 大桥岛灯塔

17. 极地灯塔等

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青岛潮涟岛灯塔

上海海事局管理50多座(辖江苏、上海、浙江、福建海域)

1. 鸡骨礁灯塔

2. 七里屿灯塔

3. 北渔山灯塔

4. 马蹄礁灯塔

5. 花鸟山灯塔

6. 白节山灯塔

7. 下三星灯塔

8. 半洋礁灯塔

9. 鱼腥脑灯塔

10. 小龟山灯塔

11. 洛伽山灯塔

12. 东亭山灯塔

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

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下三星灯塔

广东海事局管理30多座(广东海域)

1. 舢舨洲灯塔

2. 徐闻灯楼角

3. 硇洲灯塔等

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海南海事局管理30多座(辖海南及南海区域)

1. 木栏头灯塔

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. 锦母角灯塔

7. 鱼鳞洲灯塔

8. 秀英灯塔等

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南海岛礁5座灯塔4座已点亮灯

另外,台港澳的灯塔也非常多,其中,澳门东望洋灯塔更是中国沿海地区最古老的现代灯塔,是真正的“远东第一灯塔”。

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台湾省灯塔分布图

外国的灯塔

根据“灯塔目录”,2019年,全球灯塔数量超过18600座,约有1500座尚在运作。

1、各国的灯塔:

以美国为例,大约有800座灯塔,分布在沿海各地和大湖区沿岸,其中,太平洋东岸的灯塔宏伟壮观,设计精美,很多灯塔还是国家历史遗迹,自然风光更令人流连忘返,美国还把8月7日定为国家灯塔日,可见对灯塔的重视和喜爱。

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西北海岸灯塔统计图

为了不造成审美疲劳,我就不列举各国灯塔了,有兴趣的可以通过最后的图集链接进行观赏,图集是我排版的世界50座最有意义、特色的灯塔,幅幅清晰,不过,由于平台压缩分辨率,就算放大也是差强人意。

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2、灯塔的意义:

实际上,没有多少人接近过灯塔,更不用说进到灯塔里面,或登上顶部,可它们却在儿童故事、文学和绘画中无处不在,不但给人带来灵感,还让人感受到英雄主义,这不是很奇妙吗?所以,下面我列举的这几部作品,便能让人感受到灯塔带给人的意义:

§ 英国作家维吉尼亚·伍尔芙的《到灯塔去》

§ 苏格兰小说家罗伯特·路易斯·史蒂文森(Robert Louis Stevenson)的《金银岛》

§ 英国风景画家威廉·特纳1819年绘制的“暴风雨中的贝尔灯塔”

§ 叙述法国人的爱情观以及灯塔生活的法国电影《守望者》

§ 《白鲸记》第14章有这样一段话:"远离海岸,它是怎么站在那里的,比艾迪斯顿灯塔还孤独"。

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“暴风雨中的贝尔灯塔”

3、成为风景区:

存世的古代、近代灯塔,大多数位于无人居住的岬角、海滨、岛屿,带着沧桑静静的享受时光,周边环境也保持着美丽的原始风光,无疑,每一座灯塔,与旁边的风景,都构成地球上宝贵的自然和文化遗产。

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德国坎彭灯塔

最后,以3张美丽的灯塔结束这篇文章,看看,都知道它们叫什么吗?

——有些灯塔,美得令人呼吸不了。

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■文章来源:旅行公猪

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