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万物有色

2021-11-20马迪

今日中国·中文版 2021年11期
关键词:普鲁士颜料物质

马迪

就像每一个装修新手一样,我在面对着厚厚一打墙漆色卡的时候才意识到:我们身边居然有这么多种色彩可供选择,而且每一种都有自己的名字……事实上,自然界中颜色有无数种,即使在有限的电子世界中,红绿蓝三基色各用1个BYTE(字节,范围是0-255)来表示,也有16777216种颜色之多。

作为一种“好色”的视觉动物,从光照进眼睛的那一刻起,不同波长的光源经过视神经,让世间万物变得绚丽多姿。在漫长的历史中,人类甚至无法用任何知识来解释色彩,只能凭借着单纯的迷恋,从大自然的有色矿物、植物甚至动物尸体中提取各种颜料,研磨成粉,掺水调色,描绘每个时代不同的风格。

我们已知的最古老的颜料可以追溯到35万年前,当时的人类已经能从灰烬中提取深黑色的物质。现存最古老的绘画作品,推测作于公元前15000年的法国拉斯科洞穴壁画,大量采用了从赭石中提取的黄、红、棕以及炭黑色。

随后的早期文明社会,人们开始学会从越来越多的基础材料中,创造出大自然中不存在的颜色。比如动物油脂、树脂做的灯黑色,明火燃烧骨头产生的骨白和骨黑。5000年前古埃及人发明的埃及蓝,是用石灰、铜、硅石、泡碱加热,堪比一场小型的化学实验,唯有精确,方能获得。

光是色彩之母。1666年牛顿用三棱镜将阳光分离出了红橙黄绿蓝靛紫的光谱,人们才第一次真正知道了色彩如何诞生。这个故事虽然写进了小学课本,但歷史上很长一段时间里,人们都认为这是一种异端邪说。因为纯白的阳光被视为上帝的礼物,它不应该被混合和分解。

1704年前后,色彩制造商迪斯巴赫在实验室制作红色颜料时,在沸煮的胭脂虫、明矾、硫酸铁和碳酸钾里加入了被动物血液污染的草碱,意外制造出了第一种现代人造颜料—普鲁士蓝。这种颜色便宜且稳定,很快风靡一时。普鲁士蓝化学名为亚铁氰化铁,在许多闻氰色变的人看来,这种蓝色物质或许有着某种不为人知的毒性。但实际上,普鲁士蓝不仅无毒,而且还是一种功效极佳的解毒剂。

这种颜色不仅影响了艺术史,还为最早的工业时代立下了功劳。现在常用的“蓝图”一词,就来自于英国化学家赫歇尔,他让普鲁士蓝和感光纸结合在一起,制造出了一种复写纸。在使用过程发生一系列化学反应,结果是蓝色背景上会出现白色的线条,成为了最早的“蓝图”,永久性地改变了建筑和设计行业。

我们已经知道,光的作用是色彩产生的基础。事实上,物质也是颜色产生不可或缺的媒介,试想如果没有承接着光的物质,即便白光蕴含“赤橙黄绿青蓝紫”等众多丰富的色彩,我们也无法将其分离。正是由于物质组成与结构的差异,这个世界的色彩才如此多样。

按照与光作用属性的差异,色彩可分为化学色素色和物理结构色。化学色素色的呈现源于物质分子对光的选择性吸收,比如红色的花,由于其机构吸收了非红色的光,只留下未吸收的红光反射到眼睛中,因此呈现红色。

而结构色是由微观物理结构与自然光之间的相互作用(如散射、干涉、衍射等)所产生的颜色。它的产生依赖于对微观物质的高精度控制,可以在同一个物质呈现出不一样的色泽效果,因此更加让人着迷。比如孔雀的羽毛、蝴蝶的翅膀、甲虫的背甲等等,都是经过亿万年进化而来,复杂且精细的光学结构。

自然界是创造色彩的大师。我们不禁要问,有没有办法实现结构色的人工制备呢?研究人员对微结构呈色机制进行了深入的研究。

全内反射(TIR)结构色是一种新型呈色机制,当光以较大的入射角由光密介质(光在此介质中的折射率大)射到光疏介质(光在此介质中折射率小)的凹形界面时,会发生全反射,而当这种界面的尺寸缩小到几微米到几十微米的范围内时,它就可以反射出绚丽的彩色。

科学家用透明的聚合物液滴,精确打印成大小不同、微米尺度的光学曲面结构,就这样发明了一种用透明墨水打印所有彩色的新技术。

我们习惯了色彩的无处不在,没人注意到它悄悄改变了一切。也许一天,未来的彩色图像只需要一种透明的墨水就能完全打印。颜色也不再只是颜色本身,也许将成为每个人身上最独特的表达方式,继续伴随人类的历史进程,直到永远。

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