繽紛色彩

然ｌ動物世界

蝶翅色彩繽紛的奧

美麗的大自然用繽紛的色彩描繪了

個迷人的世界，人類也用色彩不斷地

美化自己的生活。服裝服飾、食品飲料、

裝潢、園林、廣告、商標……人類生活的

眾多領域里都有色彩在大顯身手。而蝴

蝶是自然界中最能展示繽紛色彩的動

物。它們是大自然的驕子，是美的化身。

彩蝶在百花叢中翩翩起舞的身姿尤為弓１

人入勝，總會喚起人們無窮無盡的聯想，

古往今來，多少文人墨客為之癡狂。從生

物學的角度來看，蝴蝶的色彩又常與其

生活環境的色彩緊密相連，因而通常能

起到保護自身的作用。因此，深入研究蝴

蝶的色彩，進而開發這些色彩資源并應

用于色彩設計，對我們提高美術設計水

平具有十分重要的意義。

蝴蝶是鱗翅目昆蟲家族的成員，目

前已知的有１７ ０００多種。它們的顏色主

５２ｌ綠籮作文 Ⅲ

◆文／楊紅珍

要表現在翅膀上。它們的翅膀有的似精

美的刺繡，有的如閃爍的彩屏。顏色也是

蝴蝶的身份標志之一，即使相距很遠，蝴

蝶也能從萬千形態和色彩中識別出同

伴，甚至可以辨別出性別。有些蝴蝶所具

有的鮮艷外表還能對敵害起到震懾作

用，使其不敢捕食，有些蝴蝶的顏色還能

起到偽裝的作用。

蝴蝶顏色的三種類型

蝴蝶翅膀的顏色概括起來有３種類

型，即色素色、結構色及混合色。

色素色，也稱化學色，是因色素粒的

存在而呈現的，其顏色取決于光波的波

長和色素粒的化學成分。色素粒的化學

成分不同，對光波的吸收或反射也不同。

蝴蝶翅膀上含有無數不同的色素粒，可

以表現出紅、綠、黃、藍、青等各種顏色，

使蝴蝶五彩繽紛，十分艷麗。但是色素粒

所含的化學成分不穩定，氧化或還原等

化學反應會造成褪色或色彩消失，所以

蝴蝶標本宜避光保存。

結構色，也稱物理色，是由于翅膀上

鱗片結構不同、所具有的物理屬性也不

同而產生的不同顏色。在顯微鏡下，人們

可以看到這些鱗片有許多脊紋。某些種

類的脊紋由許多半透明的薄層組成，有

一定角度且充滿空氣，這些結構能使光

線產生折射、反射或干擾，從而形成各種

各樣的光澤度。光澤的變化隨著光照角

度的變化而變化，是導致顏色繽紛閃亮

的主要因素。這種物理結構是穩定的，只

是隨著光線強弱的變化，顏色也會發生

強弱的變化而已。蝴蝶翅膀上的白色就

是結構色，是因翅上微小的透明顆粒將

光分散而產生的，其中并沒有色素。

混合色，也稱化學物理色或綜合色。

很多種類的蝴蝶都同時具有化學色和物

理色，兩者混合在一起，即翅膀上既有色

素粒存在又有特殊的物理結構（脊紋）存

在，因而從不同角度觀察，人們就能看到

不同的光澤和美麗變幻的色彩。例如，珠

光裳鳳蝶的后翅從正面看呈金黃色，這

是其本色，即色素色；而從側面看，隨著

觀察角度的變化，便可以看到寶石般的

光澤。再如柳紫閃蛺蝶的翅膀，從正面

看，呈伴侶的英文 黃褐色并帶有紫色光澤。其中的黃

褐色是本色，即色素色；紫色光澤是物理

色，是因光線折射或反射而產生的。

“色彩工廠”的納米結構

２Ｏ世紀７Ｏ年代，英國科學家發現構

成蝴蝶翅膀上圖案的細胞在幼蟲時期就

已經存在了，研究人員通過對非洲彩蝶幼

蟲進行的微型手術證明了這一點。這種非

洲彩蝶有一對漂亮的翅膀，其花紋看上去

極像公牛的一對眼睛。這種花紋在蝴蝶還

是蛹的時候就已經露出端倪。

荷蘭科學家研究粉蝶和其他蝴蝶翅

膀的表面后發現，蝴蝶的“色彩工廠”就

是翅膀上的納米結構。通過電子顯微鏡

他們發現，菜粉蝶翅膀的結構非常奇特，

由兩層僅有３－４ ｍ厚的微小鱗片組成，

上面一層鱗片像屋瓦一樣交替，每個鱗

片的構造也很復雜，下面一層則比較光

滑。蝴蝶翅膀這種井然有序的安排形成

了所謂的光子晶體，也就是納米結構。這

種獨特結構能使折射率各異的物質在納

米層次有規則地排列，從而讓特定顏色

的光高效地透過或者被攔截。這種納米

結構不僅讓蝶翅擁有不同的顏色，而且

同時體現出性別差異，追蹤這一線索，異

性個體很快就能找到伴侶。

種類繁多的色彩構成

蝴蝶的色彩自古以來就為人們所贊

賞，并被廣泛地模仿、借鑒，成為服飾和

繪畫的素材。蝴蝶種類繁多，色彩各異，

特點鮮明。除了少數異型蝶的色彩分布

是不對稱的以外，絕大多數蝴蝶的色彩

構成都是由中間向左右翅對稱排列的。

就色相來說，有暖色、冷色、中間色，有彩

色、無彩色以及類似金屬的閃光色等；就

明度來說，有明調、暗調、中間調：就彩度

來說，有純色、濁色、中性色等類型。

蝶翅上色彩的分布有很多變化，如：

兩翅色彩位置的變化，面積大小的變化，

色彩明度連續的變化，還有對比色、同類

色、鄰近色以及彩色與無彩色混合排列的

變化等。另一方面，這些色彩分布變化既

有調和又有對比，如：空間面積的對比，明

暗純濁的對比，冷暖色調的對比。一般來

說，調和的色，多為同類色與鄰近色層次

的變化；對比的色，有補色或是同明度不

同純度的色和不同明度不同純度的對比

色。至于空間對比，往往是大面積與花紋

復雜的小面積相結合，大面積淺（深）色與

小面積深（淺）色的花紋交錯。因此，在蝴

蝶的色彩中可以看到濃兒童朗讀 淡色節奏的變化、

均衡的變化、對比的變化等特點。顏色的

變化也是多種多樣的，有從里向外或從外

向里變化的，也有由上而下或由下重載和重寫的區別 而上變

化的，或交錯、或間隔、或推移、或暈色。

此外，在形狀上還有大小點和粗細線條的

變化、大面積色彩與小面積色彩分割的變

化等。這些多種多樣的變化不僅表現出

色彩的美麗，而且構成了既變化又統一的

紋樣，給人以整體美的感受。

在蝴蝶的局部色彩組成中，有一些是

肉眼分辨不出來的。這時放大攝影技術

能為我們展現蝴蝶色彩的另一個奇妙世

界。研究蝴蝶的生態色彩，則可以了解蝴

蝶色彩和環境色的關系。一只蝴蝶身上

能分解出多種不同的色調與花紋，且每一

幅都是精美的圖案，每一種都可以直接被

人類所利用。各種不同蝶類的組合則能

形成不同的類型、風格和色彩，進一步顯

示出蝴蝶色彩的豐富內涵。

蝶翅色彩的廣泛應用

有趣的是，科學家對蝴蝶色彩的研究

結果還曾應用于軍事防御。第二次世界

大戰期間，德軍包圍了列寧格勒，企圖用

轟炸機摧毀城中的軍事目標。蘇聯昆蟲

學家施萬維奇利用蝴蝶的色彩在花叢中

不易被分辨出來的原理，為當地的軍事設

施設計出類似蝴蝶花紋的偽裝。這樣一

來，德軍在飛機上看到的軍事基地變成了

一片花草的海洋，從而有效地保存了蘇軍

實力，為蘇軍贏得戰爭的最后勝利奠定了

堅實的基礎。此后，人們根據同樣的原理

設計出迷彩服，從而大大減少了戰斗中的

人員死亡。

如今，科學家通過光譜分析找出了蝴

蝶色彩的對比規律，其中一些色彩的整

體、局部或衍生色可以直帶綠的成語 接應用在某些產

品上，也有部分色彩的應用側重于其圖案

構成，從而使蝴蝶色彩更加廣泛團支部會議記錄 地應用于

各種藝術品、紡織品的設計中。不僅如此，

人們還利用蝴蝶鱗翅的閃光原理，使紡織

動物世界

物在不同角度光線的照射下呈現出不同

的色彩，從而使服飾更加亮麗迷人。

此外，人們還以蝶翅為原料，巧妙利

用其顏色與圖案，組成別具特色的蝶翅

畫；充分利用蝶翅絲絨般的質感、變幻莫

測的自然光澤和自然天成的圖案紋理，經

過精心構思和巧妙拼貼，創作出巧奪天工

的藝術精品。不久前，英國科學家研究了

熱帶蝴蝶的翅膀，并根據其色彩生成機理

制成了內部含有類似蝶翅圖案的人造結

構，將來有望在貴重物品的防偽標識方面

得到廣泛應用。

分布在印度尼西亞的燕尾蝶，其翅膀

上有很多非常細微的小槽，由類似雞蛋外

包裝紙盒一樣凹凸的光學微結構組成，其

中角質層和空氣層交錯出現，因而蝶翅在

受到光線照射時會產生濃重的色彩，其復

雜的顏色變化主要通過這些小槽對光線

的反射而實現。

燕尾蝶或許還可以借助其自身的色

澤使自己“加密”，即面對潛在的配偶時呈

現出一種顏色，遇到捕食者時則呈現出另

一種顏色。其翅膀上的綠色閃耀斑塊便

是大自然在光學設計方面獨具匠心的最

好例證。在光學儀器下，這些斑塊呈現出

明艷的藍色，但若僅以肉眼觀察，看到的

卻是綠色。所以其同類看到的是蝴蝶身

上漂亮的藍色翅膀，而捕食者看到的卻是

一片翠綠的熱帶環境中并不起眼的綠色

斑塊。這樣一來，蝴蝶既可安全地與周圍

環境融為一體，從而避免天敵的捕食，同

時又能保證與同類的有效溝通。

通過這項研究，科學家揭開了大自然

的又一個秘密，與此同時，又將相關知識

與科技最前沿的納米技術結合起來，從而

成功地模仿自然界中復雜的光學設計。

顯然，大自然在“自我組裝”范疇內比人類

更勝一籌。然而人類的優勢在于，能夠使

用各式各樣的人造材料，并優化人工制造

物體的光學結構。

科學家模仿蝴蝶翅膀的復雜設計，并

利用納米技術制成了與其相仿的人工結

構，當光線投射其上時就會產生如蝴蝶翅

膀般艷麗而復雜的色彩。這種人造結構

中含有的“蝴蝶翅膀”圖案效果看上去與

全息圖類似，它產生的色彩效果很難模

仿，即使在光線很弱的情況下該圖案也可

以很方便地被識別，因此具有極高的防偽

應用前景。現在，科學家仍在不斷改進這

一技術，相信在不久的將來，人們就會看

到基于蝴蝶翅膀色彩結構原理的防偽光

標閃耀在紙幣、信用卡或護照上。

洲．冊

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