把火“關”進籠子
——安全礦燈的發明 付良瑞

◆付良瑞 整理

第一次工業革命讓人類進入蒸汽時代，煤炭成為燃料的主要來源，促進了煤炭工業的興起。但是，因為技術和設備有限，礦井里經常發生事故，其中最可怕的是煤氣爆炸。

當時沒有電燈，礦工在挖煤時使用礦燈，這種燈的玻璃罩易爆裂，同時上方的出氣口極易竄出火苗。由于通風不好，礦井中聚集了煤氣等危險氣體，遇到明火后會引發爆炸。

1814 年，英國多家煤礦相繼發生煤氣爆炸事故，死傷數千人。煤礦生產安全問題被提上政府工作議程，政府希望科學家盡快設計出適用于煤礦生產的安全燈。

英國化學家漢弗里·戴維知曉這一情況后，自告奮勇承擔這項工作。在研究燈火引起氣體爆炸的試驗時，他從紗窗阻擋飛蟲飛入房間的現象中受到啟發，用鐵絲網代替不易觀察試驗情況的鐵板，用于阻擋飛濺的玻璃瓶渣。由于鐵絲網容易生銹，戴維又用銅絲網替代它。

在一次試驗中，戴維意外發現礦燈中的火苗總在銅絲網下燃燒，并不鉆出網眼。原來銅絲散熱性能好，火焰在與銅絲接觸的過程中，會沿著銅絲網向四周快速散發一部分熱量，這樣火就被“關”起來了。這一發現令戴維有了新的研究方向：用細密的銅絲網做燈罩，既不會阻礙氧氣進入，又有利于二氧化碳排出，更重要的是，火焰不會從網眼中竄出來。盡管這種做法非常安全，但是由于銅絲網的遮擋，礦燈亮度有限，而且很容易被風吹滅，于是戴維反復改進和試驗。

戴維發現礦燈的上方溫度最高，于是在保持礦燈四周依然為玻璃罩的基礎上，只在礦燈上方安裝銅絲網罩。這不僅能保證安全，還可以解決亮度和易滅的問題。1815 年12 月，第一盞安全礦燈問世！

戴維的發明拯救了無數礦工的生命。雖然如今礦工使用的是電燈，但是我們將永遠銘記這位用科學發明造福人類的英雄——漢弗里·戴維。