问题补充说明：

以下为 2015 年安徽高考作文题：

　　阅读下面的材料，根据要求写一篇不少于 800 字的文章。

　　为了丰富中小学生的课余生活，让同学们领略科技的魅力，过一把尖端科技的瘾，中科院某研究所推出了公众开放日系列科普活动。活动期间，科研人员特地设计了一个有趣的实验，让同学们亲手操作扫描式电子显微镜，观察蝴蝶的翅膀。

　　通过这台可以看清纳米尺度物体三维结构的显微镜，同学们惊奇地发现：原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩，显现出奇妙的凹凸不平的结构。

　　原来，蝴蝶的翅膀本是无色的，只是因为具有特殊的微观结构，才会在光线的照射下呈现出缤纷的色彩……

　　要求自选角度，确定立意，明确文体(诗歌除外)，自拟标题；不要脱离材料内容及含意的范围作文；不要套作，不得抄袭，不得透露个人相关信息；书写规范，正确使用标点符号。

乍一看题目还以为说电镜下蝴蝶翅膀变透明了，这在 SEM 下显然是无法实现的，因为无论是二次电子还是背散射，只要 detector 接收不到电子信号，屏幕上就是一片黑。而被接收到的电子在屏幕上只是一个白色的亮点，亮度和电子能量成正比，而且 brightness 和 contrast 都是可以手动调节的。出题组的老师显然不理解电镜下的电子束和外界的光束在物质显色上都扮演了相同的角色，即显色的介质，不同的只是感受器：电镜的处理器是一个理性而死板直男，它只能算出能量的数值然后按照比例调节亮度；而人类的大脑是一个感性而诗意的 gay，它能把能量转化成五彩缤纷的颜色。

SEM 下的蝴蝶翅膀结构：

然而题目说对了一点，却没说完全。蝴蝶翅膀的颜色有两种来源：化学色彩和结构色彩。

化学色彩顾名思义就是翅膀表面的化学物质吸收特定波长的光而反射其他的光来显色，比如叶绿素，能吸收红光和蓝光，所以你看到的是绿色；而黑色素能赋予翅膀棕色和黄色（就像人躺在沙滩上晒成古天乐）。

结构色彩就很高大上了，它是因为光线射到翅膀表面的一层透明物质后发生散射后产生的，所以你会觉得蝴蝶的翅膀经常 bling bling 的，而且从不同角度看，颜色还不一样，这就是翅膀表面显微结构的功劳啦。

可见光下的蝴蝶翅膀：

所以总的来说，这道题还不是完全没有可取之处的，但让我来写，还真不知道从哪个方面立意，但我猜这个题是在讨论宏观与微观的关系？或者是说整体上的光艳照人需要从很多微小的方面来努力？

多亏当年没碰上这个题，否则普通一本无疑。

结构性色彩（structural color）不同于色素色彩（pigment color）。

色素色彩的变化主要来源于对不同频率光的吸收，而结构性色彩，其原理是利用周期性结构组，即光子晶体，对光的反射、透射等进行调控。

先说光子晶体，它最大的特点是存在禁带，即在特定频率段内，光是不能传播的。所以可以利用这点来反射特定频率的光，起到调控色彩的目的。

相对于色素色彩，结构性色彩具有更高的调控光的效率，这是生物进化的神奇结果。

一般来说，光子晶体可以分为一维、二维、三维，所以自然界中也存在这三种纳米周期光学结构。见下图，其中 A、B、C 是一维光子晶体，D、E 是二维光子晶体，F、G 是三维光子晶体。

实际上，单纯地调节颜色，一维的光子晶体就够了，但是生物进化还是发展到了二维和三维光子晶体。对于这个问题，科学家也没有给出比较明确的答案。但是二维的光子晶体还有另外一个优势，那就是疏水性。（Zhao, Y., Xie, Z., Gu, H., Zhu, C., & Gu, Z. (2012). Bio-inspired variable structural color materials. Chemical Society Reviews, 41(8), 3297-3317.）

此外，有些生物还可以改变身体的颜色，实际上，也是通过调控周期结构的周期来改变的，见下图。图 A 的鱼通过改变细胞的体积来改变颜色，图 B 的小虫子通过收缩或者扩展翅膀来改变颜色。

（Zhao, Y., Xie, Z., Gu, H., Zhu, C., & Gu, Z. (2012). Bio-inspired variable structural color materials. Chemical Society Reviews, 41(8), 3297-3317.）

实际上变色龙也是基于这个道理改变颜色的。

（Teyssier, J., Saenko, S. V., Van Der Marel, D., & Milinkovitch, M. C. (2015). Photonic crystals cause active colour change in chameleons. Nature communications, 6.）