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生活的小谜团

为什么颜色蓝色如此罕见的本质上?

在毒镖青蛙中,明亮的蓝色颜色向捕食者广播警告,动物有毒。
在毒镖青蛙中,明亮的蓝色颜色向捕食者广播警告,动物有毒。 (图片信用:Lillian King / Getty Images)

当你抬头看着蓝天的开销或凝视着蓝色的海洋看似无穷无尽的凝视时,你可能认为颜色蓝色本质上很常见。

但是在岩石,植物和鲜花中发现的所有色调中,或在毛皮,羽毛,动物的鳞片和皮肤,蓝色令人惊讶的稀缺。

但为什么颜色蓝色如此稀有?答案源于化学和物理如何产生颜色 - 以及我们如何看待它们。

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能够看到颜色因为我们的每只眼睛含有600万和700万个叫锥的光敏细胞。具有普通颜色视觉的人的眼睛中有三种不同类型的锥体,每个锥形类型对特定波长的光最敏感:红色,绿色或蓝色。来自澳门金莎官方游戏数百万锥体的信息达到我们的大脑作为电信号,它传达了我们所看到的所有类型的光线,然后将其解释为不同的颜色色调。

当我们看一下五颜六色的物体时,例如闪亮的蓝宝石或鲜艳的绣球花绽放,“物体正在吸收一些落在它上的白光;因为它吸收了一些光线,所反射的其余光的光线一种颜色,“科学作家Kai Kupferschmidt,作者”蓝色:寻找自然最稀有的颜色“(实验,2021年)告诉实时科学。澳门金沙官方游戏

“当你看到一朵蓝花 - 例如,一个矢车菊 - 你看到矢车菊是蓝色的,因为它吸收了频谱的红色部分,”库斯奇米德说。或者将其另一种方式放置,花卉出现蓝色,因为这种颜色是开花被拒绝的光谱的一部分,Kupferschmidt在他的书中写道,探索了这种流行色调的科学和本质。

在“蓝色”的书中作家Kai Kupferschmidt探讨了这种难以捉摸的颜色背后的科学。 (图片信用:由实验提供)

在可见光谱中,红色具有长波长,这意味着与其他颜色相比是非常低的。Kupferschmidt表示,对于一种花朵显得蓝色,“它需要生产可以吸收非常少量能量的分子”,以吸收光谱的红色部分。

产生这种分子 - 植物难以做到这一点 - 难以做到这一点,这就是为什么蓝花产量少于世界近300,000个开花植物种类的10%。蓝花的演变的一个可能的驾驶员是蜜蜂等粉碎机高度可见的驾驶员,并产生蓝色的花朵可能会使生态系统中的植物受益,其中对皇家墨尔本的副教授和视力科学家为授粉者的竞争高,阿德里安·德国澳大利亚墨尔本技术研究所,澳门金沙国际在线开户告诉澳大利亚广播公司2016年。

至于矿物质,它们的晶体结构与离子相互作用(充电原子或分子)以确定光谱的哪些部分被吸收,并且反射。Mineral Lapis Lazuli主要在阿富汗开采,并产生稀有的蓝色颜料紫外线,含有三硫化物离子 - 三原子在晶格内绑定在一起 - 可以释放或结合单个电子。

“这种能量差异是制造蓝色的东西,”克普菲德说。

硫酸盐是一种氢氧化铜矿物,其深蓝色已知。 (图片信用:Serge Briez / CapMediations / Getty Images)

蓝色动物的颜色不会来自化学颜料。相反,他们依靠物理来创造一个蓝色的外观。蓝翅蝴蝶在Morpho.属在其翼秤上具有复杂的分层纳米结构,用于操纵光层,使得一些颜色互相抵消,并且仅反射蓝色;在蓝杰羽羽羽毛中发现的结构中发生类似的效果(Cyanocitta cristata.),尺度蓝唐Paracanthurus hepatus.)的蒸发蓝环章鱼的闪烁环(Hapalochlaena maculosa.)。

哺乳动物中的蓝色阴影甚至比鸟类,鱼类,爬行动物和昆虫稀有。一些鲸鱼海豚有蓝色皮肤;灵长类动物,如金色慢鼻猴(rhinopithecus roxellana)有蓝色皮肤的面孔;和mandrills(Mandrillus Sphinx.)有蓝色面和蓝色后端。但毛皮 - 大多数陆地哺乳动物共享的特质 - 从不自然明亮的蓝色(至少,不在可见光。研究人员最近发现鸭嘴兽毛皮在暴露于时在蓝色和绿色的生动色调中发光紫外线(紫外线,澳门金沙官方游戏现场科学以前报道)。

高毒性的蓝色环形章鱼。 (图片信用:束缚/盖蒂图像)

“但是这需要很多工作来制作这种蓝色,所以其他问题变得:制造蓝色的进化原因是什么?激励是什么?”kupferschmidt说。“当你潜入这些动物世界时,令人迷人的事情总是,谁是这条消息的收件人,他们能看到蓝色吗?”

例如,当人眼中有三种光敏受体类型时,鸟类具有第四个受体类型,用于感测UV光。Kupferschmidt解释说,看起来蓝于人眼的蓝色对人眼的蓝色“实际上反射了更多的UV光线。”通过这种推理,我们称之为蓝山雀的鸟(Cyanistes caeruleus.)“可能称自己为”紫外线山雀“,因为这就是他们主要看到的,”他说。

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由于Kupferschmidt的说法,因为蓝色的稀缺性自然,蓝色的话语是世界各地的语言的相对拉伸者,如kupferschmidt的说法出现在黑色,白色,红色和黄色之后。

“这是一个理论是,一旦你可以从它的物体离婚的颜色,你真的只需要命名一个颜色。否则,你真的不需要颜色的名称,”他解释说。““在大多数文化中,蓝色或发现蓝色颜料的染色或发现蓝色颜料,你可以在语言学中看到这一点。”

鸟类灿烂的蓝色羽毛,如Spix的金刚鹦鹉(Cyanopsitta spixii.),使其颜色不是颜料,而是从散射光的羽毛中的结构。 (图片信用:Wera Rodsawang / Getty Images)

最早使用蓝色染料日期为大约6000年前的秘鲁,以及古埃及人组合二氧化硅,研究人员在1月15日在Journal刊中创造氧化物和铜氧化铜,营造出称为欧形的夜间仪表,为装饰雕像。植物科学的边疆。来自Lapis Lazuli的鲜艳蓝色颜料的ultramarine,在中世纪欧洲的黄金中珍贵,并且主要是为了说明了发出的手稿

蓝色的罕见意味着人们将其视为千年的高地位颜色。根据植物科学研的前沿,蓝色已经与印度神克里希纳以及克里斯蒂安圣母玛丽亚和艺术家一起受到了米开朗基罗,Gauguin,Picasso和Van Gogh的艺术家。

科学家们写道,“天然颜料中可用的蓝色的相对稀缺性可能会推动我们的魅力。”

蓝色也是我们的表情,出现在几十个英文成语中:你可以工作一份蓝领工作,发誓蓝色条纹,沉入一个蓝色的恐惧或谈论,直到你是蓝色的脸,只有几个。蓝色有时可以根据成语方式均衡矛盾的事情:“”蓝天前方“意味着一个光明的未来,但”感到蓝色“是悲伤的,”库斯奇米德说。

蓝色的稀缺性自然可能有助于塑造我们对显得蓝色的颜色和事物的看法。“用蓝色,就像一个你仍然可以画画的整个画布,”库斯奇米德说。“也许是因为它本质上很少见,也许是因为我们与我们无法真正触摸的事情将它与之相关,就像天空和大海一样,这是对不同的协会非常开放的东西。”

编者注意事项:该文章于9月7日更新,以反映Lapis Lazuli在阿富汗以外的地方开采,尽管阿富汗是矿产的主要来源。

最初发表于现场科学。澳门金沙官方游戏

Mindy Weisberger.

Mindy Weisberger是一位覆盖一澳门金沙官方游戏般节拍的现场科学高级作家,包括气候变化,古生物学,奇怪的动物行为和空间。头寸持有m.f.a.来自哥伦比亚大学的电影;在生存的科学之前,澳门金沙官方游戏她为纽约市制作,写了和定向媒体为美国自然历史博物馆。她的视频,关于恐龙,天体物理学,生物多样性和进化,在全球博物馆和科学中心出现,赚取奖项,如Cine Golden Eagle和Commericator卓越奖。她的写作也出现在科学的美国人,华盛顿邮政以及它是如何工作杂志的。