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自然界中的顏色是豐富多彩的,天空是藍(lán)色的,大??瓷先ヒ彩撬{(lán)色的。藍(lán)色在我們的生活中是很常見的一種顏色,但是大家仔細(xì)想想會(huì)發(fā)現(xiàn),藍(lán)色的生物卻似乎很稀有。大家有吃過藍(lán)色的海鮮嗎?有看過藍(lán)色的昆蟲嗎?是否藍(lán)色的生物給人一種有毒的感覺? 即使在植物界當(dāng)中,連藍(lán)色的花似乎也不是很常見。實(shí)際上,所有動(dòng)物的皮毛、羽毛、鱗片和皮膚都很少是藍(lán)色的,包括植物也是,這究竟是為什么呢? 顏色是什么?我們是如何感知到顏色的?很多人可能會(huì)以為顏色是物體自有的屬性,但實(shí)際上顏色是光或者說是電磁波的屬性。我們看到的物體的顏色,實(shí)際上是物體將某種可見光的波長反射到人的眼睛中。 對(duì)于人類來說,之所以能夠看到顏色最重要的硬件條件就是我們的每只眼睛當(dāng)中都有超過600萬個(gè)感光細(xì)胞,也叫視錐細(xì)胞。我們的眼睛中主要有三種不同類型的視錐細(xì)胞,這三種視錐細(xì)胞分別對(duì)紅、綠、藍(lán)三種特定波長的光最為敏感,也就是我們熟知的三原色。 我們眼睛當(dāng)中的視錐細(xì)胞會(huì)將這些接收到的光的信息以電子信號(hào)的形式發(fā)送給我們的大腦,電子信號(hào)讓我們看到了光的類型,這些光也能夠被解釋成不同顏色的深淺。 藍(lán)色生物當(dāng)我們觀察一個(gè)藍(lán)色的物體時(shí),比如藍(lán)寶石或者繡球花,實(shí)際上這個(gè)物體會(huì)吸收落在它上面的一些白光,就因?yàn)樗樟税坠?,就?huì)導(dǎo)致它把其它的光反射掉。這是因?yàn)榘坠饽軌蚍瓷涞羲械纳狻?/span> 一朵花要呈現(xiàn)出藍(lán)色,它是需要吸收光譜當(dāng)中的紅色部分的。但是在可見光譜當(dāng)中,紅色的波長是很長的,也就是說,與其它的顏色相比,它的能量是非常低的。簡單來說 光速=波長×頻率 單光子能量=頻率×普朗克常數(shù) 因此在光速不變的情況下,波長越長的話,光子的能量是越小的。 于是花朵為了要吸收紅色的光譜,就需要體內(nèi)能夠產(chǎn)生一種能夠吸收少量能量的分子。然而,這種分子的產(chǎn)生是非常困難的,因此在自然界中只有10%不到的藍(lán)色花朵。 藍(lán)色花朵在自然界當(dāng)中是非常醒目的,因此從進(jìn)化的角度來看是有利于蜜蜂等傳粉媒介的發(fā)現(xiàn)的,在激烈的自然競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中,產(chǎn)生藍(lán)色的花朵從本質(zhì)上是有利于植物的生存的。 有一種藍(lán)色的礦物叫做青金石礦物,它是一種阿富汗特有的藍(lán)色顏料,它含有三個(gè)硫化物離子,三個(gè)硫原子結(jié)合可以釋放或者結(jié)合一個(gè)電子,這種能量的差異造就了藍(lán)色。 而藍(lán)色的動(dòng)物本身和化學(xué)顏料是沒有關(guān)系的,它們往往是依靠物理的特性來創(chuàng)造藍(lán)色的外觀的。比如藍(lán)翅蝴蝶在它們的翅膀上有復(fù)雜的納米分層,這種物質(zhì)可以操作光層,讓藍(lán)色被反射,而其它的顏色相互抵消。自然界中的鳥類、魚類身上都有類似的構(gòu)造。 鳥類羽毛中的藍(lán)色還不是特別罕見,最少見的藍(lán)色哺乳動(dòng)物。海豚和鯨魚大家都是知道的,但是藍(lán)臉的猴子、大猩猩和人類是不是就很少見了。即使有一些藍(lán)色的因素,科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物的藍(lán)色并不是天然的亮藍(lán)色。 為什么要進(jìn)化成藍(lán)色?因此要呈現(xiàn)出藍(lán)色的外觀從進(jìn)化的難度上來看是很高的。為什么動(dòng)物要進(jìn)化成藍(lán)色的呢?我們上面提到人類有三種視錐細(xì)胞,但是其它的動(dòng)物不是,比如鳥類就有四種視錐細(xì)胞,它們能感知到紫外線,我們?nèi)搜劭吹降乃{(lán)色羽毛實(shí)際上反射的紫外線比藍(lán)光還多,但是我們看不到紫外線,對(duì)于鳥類來說,這種顏色更可能是“紫外線”的顏色,它們看到的顏色比人類豐富得多。 稀缺的藍(lán)色如果我們追溯語言學(xué)中顏色的演變,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)藍(lán)色是一種較晚出現(xiàn)的顏色,至少比黑色、紅色、白色和藍(lán)色更晚。大多數(shù)地方發(fā)現(xiàn)藍(lán)色的時(shí)間都很晚,我們從各個(gè)地方語言的產(chǎn)生順序就能發(fā)現(xiàn)。 人們目前能追溯到的最早的藍(lán)色顏料是6000年古埃及,當(dāng)時(shí)的古埃及人將二氧化硅、氧化鈣和氧化銅結(jié)合在一起,創(chuàng)造出一種持久的藍(lán)色顏料,主要用于裝飾雕像。要知道那時(shí)候的藍(lán)色原料可是和黃金一樣珍貴的。 也正是因?yàn)樗{(lán)色的稀有性,大家會(huì)覺得藍(lán)色自帶有一種貴族的氣息。 關(guān)注麥克斯韋的科學(xué),帶你了解最新最有趣的科學(xué)動(dòng)態(tài)。 |
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