梁琰



生命之美無處不在,只要我們放慢腳步,留心觀察,就可以發現很多大自然的巧妙設計。生命的美會拉近我們和自然之間的距離,提醒我們自己也是自然的一部分。
大家也許都知道雄孔雀長著一身漂亮的羽毛。在求偶時,它會展開尾部的羽毛,也就是我們說的“孔雀開屏”。它希望借此得到雌孔雀的芳心。孔雀開屏是自然界的一道美景。近距離觀察孔雀的羽毛,可以看到羽毛的紋理和華麗色彩。
孔雀羽毛曾經引起了很多著名科學家的興趣,比如大名鼎鼎的牛頓和用顯微鏡發現細胞的胡克。今天我們主要介紹一下胡克對孔雀羽毛的研究。
胡克用顯微鏡對孔雀羽毛進行了觀察,并在1665年出版的《顯微志》中對孔雀羽毛進行了細致的描繪。
下圖左下角的黑白插圖就來自《顯微志》,照片中一根根像樹枝的那些東西叫羽枝,羽枝上的小毛叫羽小枝。
胡克在書中提到,他在顯微鏡下觀察到的孔雀羽毛美景不亞于孔雀開屏。我們也用顯微鏡拍攝了一組影像,在我看來,顯微鏡下的影像更酷炫。我們可以看到羽小枝的結構、色彩和金屬光澤。
胡克對孔雀羽毛的顏色產生了濃厚的興趣,他做了兩個實驗。第一個實驗,他把孔雀羽毛浸泡在水中,發現羽毛的顏色發生了改變。我們重復了胡克的實驗,可以清晰地看到羽毛的藍色在水中變成了綠色。
另一個實驗,胡克把孔雀羽毛對準太陽,觀察太陽光透過羽毛的顏色。我們通過顯微鏡的透射光模式模擬了這個實驗,可以看到在透色模式下,孔雀羽毛的顏色神奇地變成了棕色、橙色和黃色。
胡克的兩個實驗說明孔雀羽毛的顏色是非常特別的。那么是什么造成了孔雀羽毛顏色的特別之處呢?
為了解答這個問題,我們需要利用放大倍率更高的電子顯微鏡進行觀測。
在電子顯微鏡下,我們可以觀察到更精細的“羽小枝”結構,但要進一步探究羽毛顏色的奧秘,還需要切斷羽小枝,用電子顯微鏡觀察它的斷面。
觀察斷面時,我們會發現排列整齊的微觀結構。這些結構會與可見光發生相互作用,導致了孔雀羽毛的特殊顏色。大自然的設計太巧妙了!
孔雀羽毛的顏色是由微觀結構導致的,因此這種顏色叫“結構色”。生活中也有一些常見的結構色,比如水面上油膜的顏色、肥皂泡的顏色等。
通過研究孔雀羽毛的秘密,科學家會向大自然學習,創造出更絢麗的色彩,讓我們的生活更美麗。比如,左圖中糖紙的綠色反光也是一種結構色。