天空为什么是蓝色的？小草为什么是绿色的？彩虹为什么有七种颜色？”
“赤橙黄绿青蓝紫...为什么世界有这样丰富的色彩？为什么我们能看见这些奇妙的颜色？”
这样的问题，我猜咱们都曾疑惑过或是被问起过。而这本《眼生万物——看见看不见的“视”界》恰巧揭开了这些问题的神秘面纱。
《眼生万物》是英国著名的科普作家，伦敦动物学会高级科研员史蒂夫帕克的作品。帕克用通俗易懂的语言从从5.53亿年前到万年前地球生命诞生之初开始讲起，从进化论的角度为我们讲述了生物的眼睛如何进化出现、自然界的颜色如何形成、生物体如何来通过色彩获得生存竞争优势以及人类对色彩的应用与理解。这本书出版后好评如潮，获得《英国卫报》《TimeOut伦敦》评论家五星推荐。
接下来让我们从生物如何拥有眼睛、识别颜色、利用颜色三个角度揭开“看见”的“视”界。
生物是如何进化出眼睛的？
当我们环看生物界，你会发现大部分生物都有着一个共同的器官——眼睛，它使得生物拥有感知周围环境的能力，更有效率地捕食、求偶、躲避天敌，从而在物竞天择的生物界获得更好的生存优势。
眼睛，指的是具有接受、响应和比较来自不同方向的光线以形成图像的能力，即辨别视野中的线条、形状等类似的特征。从它的定义我们可以看到，作为在生物界普遍存在的生存利器，眼睛有着让人惊叹又极为复杂、精巧的组织结构，且潜藏着一个生物进化上的巨大谜团——它是如何通过自然选择而进化出来的呢？《眼生万物》用前两章内容告诉我们“眼睛”的出现经历了四个进化阶段：
第一阶段是生物体出现点状或班块状的光感受器，由含有着色物质的细胞构成。这种物质会吸收光，与光能发生反应，并产生神经信号。这种原初的光感受器一般位于生物体的表层、上皮组织，生物学上一般把它称为“眼点”。
第二阶段是“眼点”开始形成凹陷、杯状或坑状，由最初的平坦结构变为内陷结构。通过这一步，增加了与入射光线方向有关的信息，从而对外界信息的感知多了一个重要的维度。
第三个阶段是坑状或杯状的开口变得越来越小、越来越窄，使得外界入射光线的进入角度收窄，从而提高了成像的清晰度，使得生物能探测到更多关于尺寸和形状的细节。这一点如果玩过小孔成像游戏的读者就很容易理解，在游戏中，如果孔开得越大，成像就会越模糊，甚至无法成像，而反之，孔开得越小，成像就越清晰。这个进化阶段就类似于在小孔成像将开孔收窄，两者背后的原理大致相同。
第四阶段则是增加了能使光线聚焦的晶状体结构。晶状体能过通过自身柔性变化使得来自不同距离的光线发生相应的弯曲和衍射，从而极大增加了空间分辨力。这一步带来了生物体视觉上的大飞跃，就如同一个视力只有0.1的近视眼，突然视力暴增为1.5，那感觉，整个世界都清晰了。
经过这四个阶段的进化，生物学意义上的“眼睛”就出现了。尽管生物界中不同生物体的眼睛在形态、数量、位置上有很多差异，但是就“眼睛”最基本的组成结构来说，却都大致相同。这一现象在生物学中被称为“趋同进化”。由于“眼睛”让生物个体在生存竞争中获得了显而易见的优势，于是各种各样不同种类、不同形态的生物，不约而同地进化出符合物种需求的“眼睛”。
五彩斑斓的颜色从何而来？
生物自打有了眼睛就开始具备感知外部环境的明暗、远近、大小、形状的能力。其中，对颜色的识别能力，让世界在生物体眼中变得五彩斑斓起来。那么，这世界上的颜色究竟从何而来？它们又代表着什么呢？
我们知道，生物对色彩的感知来自于不同波长的光线给眼睛造成的刺激形成的。在日常生活中，我们常常看到的阳光折射出来的七种色彩——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫——就是如此。那么当我们说苹果是红色、青蛙是绿色的时候，究竟指的是什么呢？
一切自身不发光的物体所呈现出来的颜色，都是通过对周围光线的反射而形成的。因此这些物体的自然色是由物体的表面特征、透射性质和反射性质，以及照射在物体和眼睛上的光属性综合响应而产生的复杂结果。而影响这些物体的特征和性质的因素主要可分为两类，我们把它们分别称为结构和色素。
01、结构色
由物体细微的结构化表面所产生的色彩称为结构色，这种表面结构要足够细微，以致于能够干涉可见光。我们知道可见光是由一系列波长不同的光线混合而成的，而表面结构对光的干涉，就可以使得这些不同波长的光线在不同的角度传播之间相互产生影响，从而改变光线传播的方向和角度，使它们以不同的方式组合，进而呈现出不同的色彩。
比如，蓝色和红色的光波可能因为相消干涉而被去除，这样我们就看不到物体呈现出蓝色和红色；而绿色的光波可能通过相长干涉得到加强，这样我们就能看到物体呈现出绿色。
影响结构色的除了物体自身细微的表面结构之外，还有落在表面的光照角度和光被观测的角度。这也就是说，如果我们改变光照在物体上的方向，或者我们移动目光改变观看物体的角度，就能看到物体呈现出不同的色彩。这种因光照角度和观察角度的不同而改变色彩的性质被称为虹彩。
在日常经验中我们最常观察到的虹彩现象就是光盘表面。当把光盘放到阳光下转动时，我们就可以明显看到如彩虹般变幻的闪烁效果。
除此之外，在自然界中有一种蜂鸟叫安氏蜂鸟，它头部羽毛的色彩就可以随着观察角度的变化而发生变化。当然安氏蜂鸟的羽毛颜色变化，除了上面所说的结构色因素之外，还有接下来我们将要谈到的色素色的因素。
02、色素色
色素这个词我们并不陌生，在今天的很多工业和食品行业都能接触到。色素是通过选择性地吸收、散射或反射不同波长的光而产生色彩的物质。物体由色素所产生的色彩被称为色素色，它与上面所讲的结构色有一个最明显的差别，那就是色素色不随光照角度和观察角度的变化而变化。
自然界中的生物有着各种色素，这也让我们生活其中的生命世界充满着丰富多彩的颜色。如我们最为熟悉的叶绿素就广泛存在于植物界，从名字上就可以得知它是一种绿色素，所以绝大部分植物的叶子都呈现绿色。
另外还有一种最为常见的生物色素叫类胡萝卜素，广泛存在于植物、某些细菌、蓝藻和一些已知动物身上。虽然类胡萝卜素有超过中变体，但它们呈现出来的颜色大部分为黄色、橙色或红色。这些颜色都是波长相对较长的一类，因为类胡萝卜素会吸收掉波长较短的光。
类胡萝卜素有两个主要的子类：胡萝卜素和叶黄素。其中前者就是令胡萝卜呈现出亮橙色的色素了，它也因此而得名，而后者可以呈现出粉红色、红色或黄色。每当秋日来临，落叶纷飞，此时叶子中的叶绿素被分解，绿色便渐渐退去，而叶黄素便显露出来，这就是秋日落叶大部分会呈现红色、橙色和黄色的原因了。
生物体中的色素不仅仅是在生命终结之后会发生变化，比如落叶，而且有些在生长过程之中也会发生改变，比如很多果实在成熟的过程之中颜色会发生变化，我们最熟悉的一个例子就是番茄成熟会由绿变红。这一变化过程就是由于其内部色素变化而带来的。
在动物界中，同样存在通过改变色素来使得生物体的颜色发生变化的例子，最典型的莫过于变色龙。动物体改变颜色往往有多种用途，包括伪装以躲避捕食者、发出警示以应对危险、以及展示以吸引求偶等。还有一种通过人为干预而改变生物色素的情况，例如我们把龙虾煮熟之后就会呈现出让人充满食欲的鲜红色。
结构色和色素色有时会在生物体上共同发生作用，并产生相互影响，从而让生物体呈现出色彩叠加后的另外颜色。例如有一种叫做绿金翅的鸟类，它的羽毛结合了由黄色素形成的黄色和由结构色形成的蓝色，从而使它看上去透出一股淡淡的绿色。
色彩对生物体有何用？
进化论的创始人达尔文曾在他的《人类的由来及性选择》一书中这样写道：“根据我们的判断，各类动物色彩为某种特殊目的被修改的行为，要么出于直接或间接的保护目的，要么出于两性之间的吸引。”由此可见，色彩主要为生物体提供警示、隐藏、求偶三类作用，从而保障生存与繁衍两大需求。
01、直接保护——警示与威胁
利用色彩来对周围环境提出警示，这种现象大多出现在能分泌毒液或者自身携带毒素的生物体上面，比如毒蛇、毒蜘蛛，和一些有毒的蛙类等等。
这一类生物往往拥有一些明亮的色彩，能够与周围环境形成明显的反差，用来警示捕食者自己有毒危险，或者口味不佳。通过这种略带示威的方式，来阻止捕食者和敌人。这一点也提醒我们一个小知识，如果你身处野外，遇上颜色鲜艳明亮的生物，那你就得小心了，往往它们体内带毒。
02、间接伪装——隐藏与觅食
与警示相反，隐藏往往是生物体利用色彩将自己与周围的环境协调起来，从而使自己不容易被捕食者所发现。这种伪装的技术，也常被称为保护色，而且这种技术在进化史上被使用了数百万年。这样的例子在今天的生物界中也比比皆是，有些伪装看上去比较粗糙，有些伪装则精细到让人叹为观止。
从另一方面来看，捕食者也会慢慢进化出色彩伪装，从而在捕食过程中不被发现。无数被捕者与捕食者就这样在数百万年的时间里，相互竞争着进化，上演了一番波澜壮阔的伪装与反伪装的生死斗争大戏。
03、两性的吸引——求偶与繁衍
把色彩用在求偶的性行为上，这一点是从低等动物到高等动物普遍存在的一种现象。在大多数情况下，主动利用色彩来吸引异性的是雄性，而雌性因需要生育和抚育后代，往往具有保护色，以隐藏躲避捕食者。因此生物界中雄性通常明亮华丽，有时还带有引人注目的表演，以展示其强壮、健康，是合适的父亲人选。这样的例子中我们最熟知的就是拥有华丽尾羽的雄性孔雀。
除此之外，还有一种把色彩用在求偶上的性行为，不是利用生物体自身的色彩，而是利用自然界中五彩缤纷的物体。最为典型的就是一种生活在新几内亚和澳大利亚的园丁鸟，这种雄性园丁鸟自身并没有华丽的色彩，但是它却利用树枝、花瓣、贝壳、羽毛等等各种颜色的小物体，搭建起一个华丽色彩的鸟巢，从而来吸引雌性园丁鸟。
据动物学家统计，目前地球上已知的动物已达约万种。我们之所以喟叹自然界的诸多奇观，究其源头便是眼睛的出现、演化引发的生命剧变。眼睛，让世界从明暗逐渐变得清晰与色彩斑斓。《眼生万物》带我们看见“看见”的价值，未来或许还将帮助人类“看见”更多的色彩，打开更多曾经看不见的“视”界，从而更加丰富人类艺术想象力和文化生活体验。