病毒的颜色是什么样子的？

随着新冠病毒全球爆发，为了让人们更加形象的认知病毒，有些研究机构就发表了各种色彩的病毒图片，那么实际上病毒的颜色是什么样子的呢？本文就为大家简单的介绍一下。

（图片来源：柳叶刀）

病毒的颜色是什么样子的？

颜色是一种通过我们颜色和大脑所产生的对光的视觉效应，在我们的视网膜上有两种光感受器细胞——视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞形成的视杆系统主暗视觉，光敏性高，能在昏暗环境中感受弱光刺激，但无色觉；视锥系统主明视觉，光敏性差，只有在强光条件下才能被激活，但可辨别颜色。视锥系统能够识别不同的颜色，是因为存在着三种不同的视锥细胞（三种视色素），这三种视锥细胞对于不同波长的光的敏感性不一样，它们的峰值分别为564nm、534nm和420nm，分别对应着红、绿、蓝三个波段。不同颜色的光对这三种视锥细胞刺激的敏感度不一样，从而产生了不同的颜色感觉。

人的可见光波长段约为380~760nm之间（不同references的数据略有出入），所以我们能识别出的「颜色」也就只能在这个波长范围内。也就是说，对于我们人类而言，可见光就是波长为380~760nm的电磁波。超出了这一范围的电磁波，我们是看不见的。而病毒是非常微小的，不同病毒的大小差异悬殊，一般介于20~250nm之间。可见病毒的尺寸是远小于我们人类可见光的波长的。在这种情况下，人们是无法感知病毒的颜色的。

如何检测病毒的颜色呢？

我们知道光具有波粒二象性，也即同时存在着波动性和粒子性。对于我们可以感知到的周围世界而言，光的波长远远小于宏观物体尺度，所以较难观测到波动性；而对于病毒，这种与可见光波长相当或更小的「生物」而言，光的波动性就比较明显了。波在遇到这种与其波长相当或更小的障碍物的时候，会产生衍射现象，波会绕过障碍物的边缘继续向前传播，只有极少部分会被吸收与反射（甚至近乎没有）。可见光之于绝大多数的病毒颗粒就是如此。既然病毒还是会有反射光的，虽然极少到近乎没有，那为什么还是看不见呢？这就涉及到光学显微镜的瓶颈限制了。还是光的衍射现象。除了障碍物衍射，光还会圆孔衍射。也就是光在通过一个极小的圆孔的时候，会发生衍射现象，从而在圆孔后面投射出一个衍射图样。这个衍射图样中间最亮的叫「艾里斑」（Airy disk），在它的外围有一圈一圈明暗交替的环。

我们的显微镜透镜的口径也有一定的大小，所以也会发生衍射。因而，其实当我们用显微镜观察一个物体的时候，我们可以理解为是这个物体上无数个微小的点，经过透镜形成了无数个艾里斑，从而被我们观察。然而问题是，艾里斑是有一定大小的，当两个艾里斑挨近到一定程度，我们的眼睛就再也分不出这两个点了。

艾里斑的直径约等于入射光波长的1/2。也就是说，对于依赖于可见光的光学显微镜而言，它的分辨率不能突破200nm的限制（见上文，可见光波长的下限约为400nm），可问题是绝大多数病毒颗粒的尺寸都远小于200nm。当然，随着现代技术的发展，已经有突破200nm分辨率限制的光学显微镜技术出现了，不过观察的都是标记有生物荧光分子的光，而不是自然光了，因此反映的也不再是物体本身的颜色。上面说了这么多，只是为了告诉大家，对于绝大多数的这些直径在20~250nm的病毒颗粒而言，我们用可见光根本无法进行有效观察。

新冠病毒是什么颜色？

为什么新冠病毒图片会出现红色和绿色？观察新型冠状病毒现在电子显微镜，其实电子显微镜图片是黑白的，深色的地方表示电子密度高，浅色的地方代表电子密度低。网上图片大多是人们通过想象力画的立体图片，也就是三d渲染，所以可以出现各种颜色，红绿颜色比较醒目，所以用的比较多，其实目的就是让我们能直观理解新型冠状病毒，不代表它是这种颜色！