为什么蓝色在自然界中如此罕见？

当你抬头仰望天空中的蓝天，或者眺望一望无际的蓝色海洋时，你可能会认为蓝色在自然界中很常见。

但是在岩石、植物和花卉或动物的皮毛、羽毛、鳞片和皮肤中发现的所有形式中，蓝色出奇地罕见。

但为什么蓝色如此稀有？答案源于颜色如何产生的化学和物理学——以及我们如何看待它们。

能够看颜色因为每只眼睛包含 600 万到 700 万个称为视锥细胞的光敏细胞。具有正常色觉的人的眼睛中有三种不同类型的视锥细胞，每种类型的视锥细胞对特定波长的光更敏感：红色、绿色或蓝色。来自数百万个视锥细胞的信息以电信号的形式到达我们的大脑，这些电信号传输我们所看到的反射的各种光，然后将其解释为不同的颜色深浅。

当我们看着有色物体，例如闪闪发光的蓝宝石或鲜艳的绣球花时，“物体吸收了一些落在它身上的白光；因为它吸收了一些光，其余的光被反射为彩色,”科学作家凯·库珀施密特 (Kay Kupperschmidt)，蓝色：寻找大自然中最稀有的颜色（实验，2021 年），据 Live Science 报道。

“当你看到一朵蓝色的花——例如矢车菊——你会看到矢车菊蓝色，因为它吸收了光谱的红色部分，”库普弗施密特说。或者换句话说，花看起来是蓝色的，因为这种颜色是花拒绝的光谱的一部分，库普弗施密特在他的书中写道，探索这种流行颜色的科学和性质。

在蓝色中，作家凯·库珀施密特探索了这种难以捉摸的颜色背后的科学。（图片来源：实验提供）

在可见光谱中，红色的波长很长，这意味着与其他颜色相比，它的能量非常低。为了让花朵呈现蓝色，“它必须能够产生一种能够吸收极少量能量的分子，”库普弗施密特说，以便吸收光谱的红色部分。

植物很难产生这样的分子——又大又复杂——这就是为什么世界上大约 300,000 种开花植物中只有不到 10% 能产生蓝色花朵。副教授兼有远见的科学家 Adrian Dyer 说，蓝色花朵发育的一个可能驱动因素是，蓝色花朵对蜜蜂等传粉媒介高度可见，而蓝色花朵的产生可能有利于在传粉媒介竞争激烈的生态系统中的植物在皇家墨尔本。澳大利亚墨尔本理工学院，澳大利亚广播公司在 2016 年。

对于金属，它们的晶体结构与离子相互作用（带电原子或分子）以确定光谱的哪些部分被吸收，哪些被反射。矿物青金石，仅在阿富汗开采并在海面上产生罕见的蓝色颜料，含有三硫化物离子 – 三个火柴原子在晶格内结合在一起——它们可以释放或结合一个电子。

“这种能量差异造就了蓝色，”库普弗施密特说。

蓝铜矿是一种碳酸铜氢氧化物矿物，以其深蓝色而闻名。（图片来源：Serge Briez/capmediations/Getty Images）

动物蓝色不是来自化学染料。相反，他们依靠物理学来创造蓝色外观。有蓝色翅膀的蝴蝶形态该属在其翅膀的鳞片上具有复杂的多层纳米结构，可以处理光层，使得一些颜色相互抵消，只有蓝色被反射。类似的效果发生在蓝鸟羽毛的结构中（紫菜), 秤蓝塘 (肝副棘龙) 和有毒的蓝环章鱼闪烁的环 (斑纹藻）。

哺乳动物中的蓝色色调比鸟类、鱼类、爬行动物和昆虫中的少得多。一些鲸鱼海豚的皮肤呈蓝色。灵长类动物，如金丝猴（犀牛她有一张蓝皮肤的脸。和山魈（曼陀罗狮身人面像它有蓝色的脸和蓝色的后端。但是毛皮——大多数陆生哺乳动物的共同特征——并不是天然的亮蓝色（至少，在可见光下不是。研究人员最近发现，鸭嘴兽皮毛暴露时会发出明亮的蓝色和绿色阴影紫外线（紫外线， Live Science 之前报道过）。