蓝色在自然界中如此罕见的原因是什么？跟什么有关系？

　　当您抬头仰望头顶的蓝天或凝视着看似一望无际的蓝色海洋时，您可能会认为蓝色在自然界中很常见。但在岩石、植物和花卉，或动物的皮毛、羽毛、鳞片和皮肤中发现的所有色调中，蓝色令人惊讶地稀少。

　　但为什么蓝色如此罕见？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。

　　我们能够看到颜色，因为我们的每只眼睛都包含 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锥体，每种锥体类型对特定波长的光最敏感：红色、绿色或蓝色。来自数百万个视锥细胞的信息作为电信号到达我们的大脑，这些电信号传达了我们所看到的反射的所有类型的光，然后将其解释为不同的颜色深浅。

　　当我们看到一个五颜六色的物体时，例如闪闪发光的蓝宝石或鲜艳的绣球花，“这个物体正在吸收一些落在它身上的白光；因为它吸收了一些光，其余的反射光一种颜色。”科学作家凯·库普弗施密特 （Kai Kupferschmidt） 说，他是《蓝色：寻找自然界最稀有的颜色》（The Experiment，2021 年）的作者，他告诉 Live Science。

　　“当你看到一朵蓝色的花——例如，矢车菊——你看到矢车菊是蓝色的，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，这本书探讨了这种流行色调的科学和性质。

　　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。Kupferschmidt 说：“要使花朵呈现蓝色，它需要能够产生一种能够吸收非常少量能量的分子，以便吸收光谱的红色部分。”

　　产生这种又大又复杂的分子对于植物来说是困难的，这就是为什么世界上近 30 万种开花植物中只有不到 10％ 能产生蓝色花朵的原因。蓝色花朵进化的一个可能驱动因素是蓝色对蜜蜂等传粉媒介高度可见，并且在传粉媒介竞争激烈的生态系统中，产生蓝色花朵可能有益于植物，皇家墨尔本大学副教授兼视觉科学家 Adrian Dyer澳大利亚墨尔本理工学院在 2016 年告诉澳大利亚广播公司。

　　至于矿物，它们的晶体结构与离子（带电原子或分子）相互作用，以确定光谱的哪些部分被吸收，哪些部分被反射。矿物青金石主要在阿富汗开采并生产稀有的蓝色颜料群青，它含有三硫化物离子——三个硫原子在晶格内结合在一起——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。

　　蓝色动物的颜色并非来自化学颜料。相反，他们依靠物理学来创造蓝色外观。Morpho属的蓝翅蝴蝶在它们的翅鳞上具有复杂的分层纳米结构，可以操纵光层，因此某些颜色相互抵消，只有蓝色被反射；相似的效果发生在结构蓝鸟（羽毛发现冠蓝鸦属鸡冠花）的鳞片蓝色柄脚（拟刺尾鲷hepatus）和有毒蓝环章鱼（的闪光戒指Hapalochlaena maculosa）。

　　哺乳动物的蓝色色调比鸟类、鱼类、爬行动物和昆虫更罕见。一些鲸鱼和海豚的皮肤呈蓝色；金丝猴（Rhinopithecus roxellana）等灵长类动物的脸是蓝色的；和山魈（Mandrillus sphinx）有蓝色的脸和蓝色的后端。但是毛皮——大多数陆地哺乳动物共有的特征——从来都不是天然的亮蓝色。

　　“但要使这种蓝色变成蓝色需要很多工作，所以另一个问题就变成了：使蓝色变成蓝色的进化原因是什么？动机是什么？” 库普弗施密特说。“当你潜入这些动物世界时，最令人着迷的是，谁是这条信息的接收者，他们能看到蓝色吗？”

　　例如，虽然人类在我们的眼睛中有三种感光受体类型，但鸟类有第四种受体类型来感知紫外线。库普弗施密特解释说：“在人眼看来呈蓝色的羽毛，实际上比蓝光反射的紫外线更多。”“根据这个推理，我们称之为蓝山雀 （ Cyanistes caeruleus ）的鸟类可能会称自己为‘紫外线山雀’，因为那是它们最常看到的东西。”他说。

　　根据库普弗施密特的说法，由于蓝色在自然界中的稀缺性，蓝色这个词在世界各地的语言中相对较晚出现，出现在黑色、白色、红色和黄色的词之后。

　　研究人员于 1 月 15 日在该杂志上报道说：最早使用蓝色染料的时间可以追溯到大约 6000 年前的秘鲁，古埃及人将二氧化硅、氧化钙和氧化铜结合在一起，创造出一种持久的蓝色颜料，称为irtyu，用于装饰雕像。植物科学前沿。群青是一种由青金石磨成的鲜艳蓝色颜料，在中世纪的欧洲与黄金一样珍贵，主要用于插图照明手稿。

　　科学家们写道：“天然色素中蓝色的相对稀缺可能激发了我们的迷恋。”

　　蓝色在自然界中的稀缺性可能有助于塑造我们对颜色和看起来蓝色的事物的看法。Kupferschmidt 说：“对于蓝色，它就像一整块画布，你仍然可以在上面作画。” “也许是因为它在自然界中很少见，也许是因为我们将它与我们无法真正接触的事物联系在一起，比如天空和大海，它对不同的联想非常开放。”