久居在城市中，我们忘记了夜晚到底有多黑，不过常年在船上生活的水手应该对此感受颇深。
　　为了能够给夜晚航行的船只指明方向，人类建造了灯塔。灯塔出现得比较早，早期的灯塔十分简陋，照明能力也较差，真正意义上的现代灯塔是在18世纪之后才出现的。夜晚观察过灯塔的人都知道，灯塔里的灯十分明亮，在15至25海里以外的船只都可以看到，显然这不是一般的灯可以做到的。那么灯塔里的灯到底是什么灯呢？
　　灯塔里的灯名为航标灯，它之所以那么亮，完全是因为菲涅尔透镜。什么是菲涅尔透镜？这还要从16世纪说起。
　　最早灯塔中使用的光源是燃烧木材和炭火的火盆，这种灯塔不仅亮度差，稳定性还难以保证，火盆很容易被雨水浇灭。不仅如此，为了尽可能增加亮度，这种灯塔会燃烧掉大量的木材和炭火，导致灯塔周围的森林面积会迅速缩小。17世纪，人们开始使用煤作为灯塔的主要燃料。以煤作燃料的灯塔虽然在全方面都有所提升，但亮度还是很差，直到18世纪末，瑞士发明家艾梅·阿尔刚的出现才使一切有了飞跃式的改变。
　　阿尔刚发明出了一种名为“阿尔刚灯”的新型照明设备，它由空芯管状灯芯和玻璃罩组成，亮度能达到普通油灯的4倍，人们意识到这就是航标灯的最佳选择。这个时期，人们已经对光有了一定的认知，知道在光源背后加上反射罩可以有效提高光源的亮度，如果将反射罩制作成弧形，就能最大限度的将光束向一个方向聚集。
　　1787年，由抛物面镜、反射罩和阿尔刚灯组合而成的17盏航标灯在金奈德角灯塔中被点亮，这座灯塔的亮度在当时无可比拟，而这种航标灯也被公认为当时最亮的灯塔光源。
　　能不能更进一步呢？又过了一段时间，人们发现只要在光源前面再增加一面凸透镜，光线就会得到进一步汇聚，然而想法很好，实际上却做不到。首先制作与航标灯相匹配的巨型凸透镜很不容易，其次凸透镜本身会吸收大量光线，最终非但没使亮度增强，甚至还减弱了。
　　1919年，科学家菲涅尔入职法国灯塔机构，开始研究改良航标灯。菲涅尔发现凸透镜对光线的折射作用主要发生在光线进入和离开凸透镜的两个交接面上，于是他将凸透镜的表面改装成阶梯式，在保留弧度不变的前提下最大限度压低透镜的厚度，这样一来，凸透镜对于光线的吸收大幅减小，汇聚作用却没有发生变化，同时大幅减轻了凸透镜的重量，这就是菲涅尔透镜。
　　1823年，法国科尔杜昂灯塔中安装了由菲涅尔透镜和四芯油灯组成的航标灯，灯塔点亮后举世震惊，很快就在全球普及开来。
　　当然，菲涅尔透镜并非只能应用于灯塔。有没有想过为什么手机后面那个小小的闪光灯亮度那么高？因为它就是一块菲涅尔透镜。你能看到灯上一道道条纹，这就是菲涅尔透镜上一道道阶梯式弧度。如今，菲涅尔透镜还应用于裸眼3D显示、智能汽车抬头显示、VR等诸多领域，为我们的生活提供无限可能。

（张军）