新型冠状病毒示意图

通常新型冠状病毒（SARS-CoV-2，简称新冠病毒）的示意图都是红色的：有时整体是红色的，有时棘突是红色的……当然，示意图的设计人员也不死守红色，有时也会选择黄色、紫色或其他色彩来代替红色。

大多数示意图都能正确显示病毒的形状，但它们所用的红色或其他颜色并非病毒的真实色调。实际上，即使你用功能最强大的显微镜来观察，也看不到任何色泽。

那么，为什么？

我们能看到周围的物体，是因为它们与光发生了相互作用。如果物体完全吸收所有种类的光，那么它看起来就是黑色的（只要它们还没足够热，就不会向外辐射发光）；而那些完全反射所有种类光的物体，看起来就是白色的。

具有冠状结构的SARS病毒在图中显示橙色，但图里的橙色绝非SARS真实颜色

为什么有些物体有颜色？

物体将吸收不了的一些光反射出去，然后呈现这种光的颜色，也就是我们肉眼看到的颜色。

大部分植物之所以是绿色的，因为叶子含有叶绿素分子，这些分子可以有效地吸收红光和蓝光，却不能吸收绿光。

物体的颜色取决于什么？由我们正在观察的物体反射或吸收不同波长的光来决定

秋天叶绿素分子分解，叶片中其他分子的色素显现出来。一些叶子主要含有类胡萝卜素，它们不能吸收黄色或橙色，所以呈现黄色或橙色；其他的叶子到秋天会产生花青素，这它们无法吸收红色或紫色，所以呈现出暗红色。

眼睛如何“解析”光？

地球上大多数自然光都来自太阳，这意味着它是“白光”，或者说是不同颜色混合的光。

实际上，太阳发出的光比我们眼睛所能看到的要多得多，除了可见光（光谱范围为从紫外光到红色光），波长往大里走，还有红外线、无线电波；波长往小里走，还有紫外线、X光、伽马射线等。

眼睛里的视杆和视锥细胞将可见光转化为神经冲动，然后这些神经冲动被传输到大脑，大脑再将这些信号解析为颜色。这就是我们看到颜色的过程。

但是物质除了吸收或反射光，还可以允许光经过，这些物质是透明的，原因是组成这种物质的单个分子，在光经过时，既不吸收也不反射光，只是让光经过。

更有趣的是，同一物质对不同波长光的透明度不一样。

玻璃窗或透镜对可见光透明，但表层可以吸收或反射紫外线；

人体吸收并反射可见光，但对无线电波透明。

地球大气层允许可见光穿过并吸收多种其他波长的光，这就是为什么进行红外天文学研究时我们需要太空望远镜。

新冠病毒是透明的

那么，上面所讨论的这些与SARS-CoV-2有什么关系？

答案很简单：任何类型的物质与光相互作用的方式都取决于它们自身的大小与光波长的对比。

SARS-CoV-2是一种小型病毒，长度仅50纳米左右（约为人类头发直径的1/1000）。与之相比，能映入我们眼帘的可见光波长分布在400～700纳米（从波长最短的紫色光到波长最长的深红色光）。

可见光波长比病毒大了很多，这意味着什么呢？我们拿微波炉举个例子。

微波炉门上都装有带孔的筛网。孔大到能让可见光进出，但又小到不允许微波逸出。

微波炉门上面的筛网有着直径约1毫米的小孔。1毫米大约是可见光波长的2000倍，因此，当你按下机器的“开始”键，微波炉里面的灯亮了，你是可以看到它内部正在发生什么的，因为微波炉的网状门对可见光透明。

但这些孔远远小于微波炉内烹饪食物所产生微波的波长。微波炉微波的波长约12厘米，波长太大以至于无法穿过那些小孔。

结果，微波被反射并在内部反弹，直到它们烹饪完食物为止，而可见光自由地传播出来，被我们眼睛看到。

SARS-CoV-2的长度仅50纳米，可见光的波长太长，故能直接绕过它，所以无法被检测到；其他波长更长的光——红外线、微波和无线电波——都如此。但紫外线光谱里的那些10纳米～400纳米范围的光波肯定会与病毒相互作用。如果想用光对新冠病毒成像，拿紫外光照射就可以完成。

不过最好还是利用电子显微镜观测病毒，因为它可以利用波粒二象性原理，用特定能量的电子对微小粒子进行成像，为我们提供了最佳的分辨率图像。

这是典型的冠状病毒的电子显微镜扫描图像

确实，SARS-CoV-2冠状病毒形状大致为球形，并带有刺突。这是各种成像技术所揭示的实际物理形状。一个个的尖峰使它具有冠状外观，从而使病毒具有“corona” 名称，corona来自拉丁语，意思是“冠”。

但是这些技术只能观测到病毒的实际形状，而无法观测到其颜色，因为可见光经过了SARS-CoV-2，新冠病毒完全透明。

这个插图显示了新型的SARS-CoV-2冠状病毒攻击人类细胞，但是红色只是为了可视化，没有任何物理意义或相关性

新冠病毒仍可以与光相互作用，但仅和紫外线和X射线光等波长较短的光相互作用。我们仍然可以使用电子显微镜等技术探究其形状和结构，但是我们必须意识到，新冠病毒是“看不见”的敌人。

本文作者：伊桑 • 西格尔（Ethan Siegel ）是一位天体物理学家，从事写作和科学传播，是《福布斯》（forbes）高级撰稿人。

资料来源：

No, The COVID-19 Coronavirus Is Not Actually Red