安徽高考作文材料竟出現知識差錯:誰說蝴蝶翅膀沒顏色?

2021-01-21 灼見

作者：秦彧


每一年的高考季，那些略顯奇葩的作文題目必然火爆一時。這不，安徽省2015年的高考作文題剛剛公諸於眾，便立刻成了生態愛好者們爭相吐槽的對象。這篇作文要求考生根據提供的材料，寫出一篇不少於800字的文章。閱讀資料的主要內容是：」……操作掃描式電子顯微鏡，觀察蝴蝶的翅膀。通過這臺可以看清納米尺度物體三位結構的顯微鏡，同學們驚奇地發現原本色彩斑斕的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩，顯現出奇妙的凹凸不平的結構。原來，蝴蝶的翅膀本是無色的，只是因為具有特殊的微觀結構，才會在光線的照射下呈現繽紛的色彩……」學霸或學渣們將寫出何等奇文尚不得而知，這段話本身卻很值得商榷。


蝴蝶

昆蟲具備極其豐富的體色，這些顏色的來源大致可以分為兩大類。一類主要依靠昆蟲身體表面的化學色素顯色，這樣形成的色彩被稱為色素色或化學色。不過，很多昆蟲並不僅僅依賴化學色素裝扮自己，閱讀材料中提到的蝴蝶就是如此。作為鱗翅目昆蟲，蝴蝶的兩對翅膀上生有表皮細胞演化而來的無數鱗片，排列整齊地覆蓋在半透明的基膜上。不同種類的蝴蝶鱗片中含有不同的化學色素，從而具備了不同的原色。蝴蝶的鱗片還具備溝、脊和瓦片狀等紛繁複雜的微小構造，光線在這些結構之間發生複雜的折射、衍射和反射，最終會呈現彩虹般的夢幻色彩。這些顏色是光線在物理結構上變出的魔術，被稱為結構色或物理色，這是昆蟲體色的另一類來源。

蝴蝶翅膀上美麗多變的色彩，一般是色素色和結構色齊心協力的成果。蝴蝶的翅膀經常同時擁有很多種顏色，其中凝重的黑色、棕色和黃色往往是鱗片中色素的貢獻，而鮮豔的紅色、藍色以及亮麗的螢光或金屬光澤則是結構色的傑作。產生結構色的鱗片通常也含有色素，其中的一些嘌呤類和黃酮類的色素晶體還對結構色的形成起著重要作用，只是鱗片的原色可能與呈現的結構色不同而已。世界名蝶光明女神蝶有著美麗無比的亮藍色翅膀，這是一種典型的結構色。造就這一奇觀的眾多鱗片，其真實的顏色卻是暗淡的淺棕。即便如此，閱讀材料中「蝴蝶翅膀本身是無色的」這一說法，顯然完全不符合實際情況。


蝴蝶翅膀鱗片的顏色

安徽2015高考作文的閱讀材料中還有一個重大問題，那就是對文中的掃描式電子顯微鏡有著錯誤的介紹。人類眼中無比微妙豐富的色彩，其本質是眼睛感光細胞對不同波長可見光的感知。人類可以感知的可見光波段，波長範圍在400到760納米之間。不論是色素色還是結構色，在可見光顯微鏡下蝴蝶翅膀的顏色和肉眼觀察相比都不會有本質的不同，只是放大的圖像可能會表現出更多的色彩細節。

可見光波長相對於病毒或更小的微觀物體顯得太長，因此可見光顯微鏡遇到了放大倍數的瓶頸。掃描式電子顯微鏡使用波長可短至0.2納米的電子束進行掃描，放大倍數能達到可見光顯微鏡千倍以上。但是，電子顯微鏡的「光」源是電子束而不是可見光，只屬於可見光波段的色彩概念在這種情況下毫無意義。不論最終顯示黑白還是彩色的圖像，都是電子顯微鏡把探測結果轉變成人類可見的形式而已，並非被觀測樣品的真實顏色。對著電子顯微鏡這樣的純「色盲」談論顏色問題，實在令人莫名其妙。

師者，所以傳道授業解惑也，不可不慎。在萬眾矚目的高考試題中，弄出如此明顯的知識烏龍，當事人不知道現在會做何感想？他們也許應該鄭重地告訴所有安徽考生，我們弄錯了，其實蝴蝶的翅膀總是擁有絢麗的色彩！


— THE END —



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