谁说蝴蝶翅膀没颜色？

原标题：谁说蝴蝶翅膀没颜色？

漂亮的“光明女神蝶”

蝴蝶翅膀鳞片的颜色

□秦彧

今年安徽的高考作文题是“……操作扫描式电子显微镜，观察蝴蝶的翅膀。通过这台可以看清纳米尺度物体三位结构的显微镜，同学们惊奇地发现原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩，显现出奇妙的凹凸不平的结构。原来，蝴蝶的翅膀本是无色的，只是因为具有特殊的微观结构，才会在光线的照射下呈现缤纷的色彩……”这段话本身很值得商榷——其一，蝴蝶翅膀真的是无色的吗？其二，扫描式电子显微镜下到底能看到什么颜色？

蝴蝶翅膀的颜色：色素色和结构色

昆虫其实都具备极其丰富的体色，这些颜色的来源大致可以分为两大类。一类主要依靠昆虫身体表面的化学色素显色，这样形成的色彩被称为“色素色”或“化学色”。不过，很多昆虫并不仅仅依赖化学色素装扮自己，阅读材料中提到的蝴蝶就是如此。

作为鳞翅目昆虫，蝴蝶的两对翅膀上生有表皮细胞演化而来的无数鳞片，排列整齐地覆盖在半透明的基膜上。不同种类的蝴蝶鳞片中，含有不同的化学色素，从而具备了不同的原色。蝴蝶的鳞片还具备沟、脊和瓦片状等纷繁复杂的微小构造，光线在这些结构之间发生复杂的折射、衍射和反射，最终会呈现彩虹般的梦幻色彩。这些颜色是光线在物理结构上变出的魔术，被称为“结构色”或“物理色”，这是昆虫体色的另一类来源。

蝴蝶翅膀上美丽多变的色彩，一般是“色素色”和“结构色”齐心协力的成果。

蝴蝶的翅膀经常同时拥有很多种颜色，其中凝重的黑色、棕色和黄色往往是鳞片中色素的贡献，而鲜艳的红色、蓝色以及亮丽的荧光或金属光泽则是“结构色”的杰作。产生“结构色”的鳞片通常也含有色素，其中的一些嘌呤类和黄酮类的色素晶体还对“结构色”的形成起着重要作用，只是鳞片的原色可能与呈现的“结构色”不同而已。

世界名蝶“光明女神蝶”就有着美丽无比的亮蓝色翅膀，这正是一种典型的“结构色”翅膀。造就这一奇观的众多鳞片，其真实的颜色却是暗淡的浅棕。但即便如此，阅读材料中“蝴蝶翅膀本身是无色的”这一说法，显然完全不符合实际情况。

扫描式电子显微镜用的是“电子束”，而非“光束”

这段高考作文的阅读材料中还有一个重大问题，那就是对文中的扫描式电子显微镜有着错误的介绍。

扫描式电子显微镜通常使用波长可短至0.2纳米的电子束进行扫描，放大倍数能达到可见光显微镜的千倍以上。但是，电子显微镜的“光”源是电子束，并不是可见光，只属于可见光波段的色彩概念在这种情况下毫无意义。

其实不论最终显示黑白还是彩色的图像，它们都是电子显微镜把探测结果转变成人类可见的形式而已，并非被观测样品的真实颜色。对着电子显微镜这样的纯“色盲”谈论颜色问题，有些莫名其妙。

而人类眼中无比微妙丰富的色彩，其本质是眼睛感光细胞对不同波长可见光的感知。人类可以感知的可见光波段，波长范围在400-760纳米之间。不论是“色素色”还是“结构色”，在可见光显微镜下，蝴蝶翅膀的颜色和肉眼观察相比都不会有本质的不同，只是放大的图像可能会表现出更多的色彩细节。所以无论我们什么时候看，蝴蝶的翅膀其实总是拥有色彩的！

（转自：蝌蚪五线谱）

秦彧