萬(wàn)物有色

文｜馬 迪

就像每一個(gè)裝修新手一樣，我在面對(duì)著厚厚一打墻漆色卡的時(shí)候才意識(shí)到：我們身邊居然有這么多種色彩可供選擇，而且每一種都有自己的名字……事實(shí)上，自然界中顏色有無(wú)數(shù)種，即使在有限的電子世界中，紅綠藍(lán)三基色各用1個(gè)BYTE（字節(jié)，范圍是0-255）來(lái)表示，也有16777216種顏色之多。

作為一種“好色”的視覺動(dòng)物，從光照進(jìn)眼睛的那一刻起，不同波長(zhǎng)的光源經(jīng)過視神經(jīng)，讓世間萬(wàn)物變得絢麗多姿。在漫長(zhǎng)的歷史中，人類甚至無(wú)法用任何知識(shí)來(lái)解釋色彩，只能憑借著單純的迷戀，從大自然的有色礦物、植物甚至動(dòng)物尸體中提取各種顏料，研磨成粉，摻水調(diào)色，描繪每個(gè)時(shí)代不同的風(fēng)格。

我們已知的最古老的顏料可以追溯到35萬(wàn)年前，當(dāng)時(shí)的人類已經(jīng)能從灰燼中提取深黑色的物質(zhì)。現(xiàn)存最古老的繪畫作品，推測(cè)作于公元前15000年的法國(guó)拉斯科洞穴壁畫，大量采用了從赭石中提取的黃、紅、棕以及炭黑色。

隨后的早期文明社會(huì)，人們開始學(xué)會(huì)從越來(lái)越多的基礎(chǔ)材料中，創(chuàng)造出大自然中不存在的顏色。比如動(dòng)物油脂、樹脂做的燈黑色，明火燃燒骨頭產(chǎn)生的骨白和骨黑。5000年前古埃及人發(fā)明的埃及藍(lán)，是用石灰、銅、硅石、泡堿加熱，堪比一場(chǎng)小型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，唯有精確，方能獲得。

光是色彩之母。1666年牛頓用三棱鏡將陽(yáng)光分離出了紅橙黃綠藍(lán)靛紫的光譜，人們才第一次真正知道了色彩如何誕生。這個(gè)故事雖然寫進(jìn)了小學(xué)課本，但歷史上很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人們都認(rèn)為這是一種異端邪說(shuō)。因?yàn)榧儼椎年?yáng)光被視為上帝的禮物，它不應(yīng)該被混合和分解。

1704年前后，色彩制造商迪斯巴赫在實(shí)驗(yàn)室制作紅色顏料時(shí)，在沸煮的胭脂蟲、明礬、硫酸鐵和碳酸鉀里加入了被動(dòng)物血液污染的草堿，意外制造出了第一種現(xiàn)代人造顏料—普魯士藍(lán)。這種顏色便宜且穩(wěn)定，很快風(fēng)靡一時(shí)。普魯士藍(lán)化學(xué)名為亞鐵氰化鐵，在許多聞氰色變的人看來(lái)，這種藍(lán)色物質(zhì)或許有著某種不為人知的毒性。但實(shí)際上，普魯士藍(lán)不僅無(wú)毒，而且還是一種功效極佳的解毒劑。

這種顏色不僅影響了藝術(shù)史，還為最早的工業(yè)時(shí)代立下了功勞。現(xiàn)在常用的“藍(lán)圖”一詞，就來(lái)自于英國(guó)化學(xué)家赫歇爾，他讓普魯士藍(lán)和感光紙結(jié)合在一起，制造出了一種復(fù)寫紙。在使用過程發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，結(jié)果是藍(lán)色背景上會(huì)出現(xiàn)白色的線條，成為了最早的“藍(lán)圖”，永久性地改變了建筑和設(shè)計(jì)行業(yè)。

我們已經(jīng)知道，光的作用是色彩產(chǎn)生的基礎(chǔ)。事實(shí)上，物質(zhì)也是顏色產(chǎn)生不可或缺的媒介，試想如果沒有承接著光的物質(zhì)，即便白光蘊(yùn)含“赤橙黃綠青藍(lán)紫”等眾多豐富的色彩，我們也無(wú)法將其分離。正是由于物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的差異，這個(gè)世界的色彩才如此多樣。

按照與光作用屬性的差異，色彩可分為化學(xué)色素色和物理結(jié)構(gòu)色。化學(xué)色素色的呈現(xiàn)源于物質(zhì)分子對(duì)光的選擇性吸收，比如紅色的花，由于其機(jī)構(gòu)吸收了非紅色的光，只留下未吸收的紅光反射到眼睛中，因此呈現(xiàn)紅色。

而結(jié)構(gòu)色是由微觀物理結(jié)構(gòu)與自然光之間的相互作用（如散射、干涉、衍射等）所產(chǎn)生的顏色。它的產(chǎn)生依賴于對(duì)微觀物質(zhì)的高精度控制，可以在同一個(gè)物質(zhì)呈現(xiàn)出不一樣的色澤效果，因此更加讓人著迷。比如孔雀的羽毛、蝴蝶的翅膀、甲蟲的背甲等等，都是經(jīng)過億萬(wàn)年進(jìn)化而來(lái)，復(fù)雜且精細(xì)的光學(xué)結(jié)構(gòu)。

自然界是創(chuàng)造色彩的大師。我們不禁要問，有沒有辦法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的人工制備呢？研究人員對(duì)微結(jié)構(gòu)呈色機(jī)制進(jìn)行了深入的研究。

全內(nèi)反射（TIR）結(jié)構(gòu)色是一種新型呈色機(jī)制，當(dāng)光以較大的入射角由光密介質(zhì)（光在此介質(zhì)中的折射率大）射到光疏介質(zhì)（光在此介質(zhì)中折射率小）的凹形界面時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射，而當(dāng)這種界面的尺寸縮小到幾微米到幾十微米的范圍內(nèi)時(shí)，它就可以反射出絢麗的彩色。

科學(xué)家用透明的聚合物液滴，精確打印成大小不同、微米尺度的光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)，就這樣發(fā)明了一種用透明墨水打印所有彩色的新技術(shù)。

我們習(xí)慣了色彩的無(wú)處不在，沒人注意到它悄悄改變了一切。也許一天，未來(lái)的彩色圖像只需要一種透明的墨水就能完全打印。顏色也不再只是顏色本身，也許將成為每個(gè)人身上最獨(dú)特的表達(dá)方式，繼續(xù)伴隨人類的歷史進(jìn)程，直到永遠(yuǎn)。