抬头望去，又是一片美丽的蓝天白云。等等，突然想到一个奇怪的问题：为什么天空是蓝色的？

多彩的阳光给这个湛蓝色涂上了第一笔。阳光的本质是来自太阳的所有电磁辐射，从最高能量、紫外线到肉眼可见的可见光再到近红外波段。光能量越高，波长就越短，在可见光中紫色和蓝色有更短的波长和更高的能量，而红色和橙色则有更长的波长和更低的能量。因此，当白光通过棱镜时，不同颜色的光被折射到不同方向，形成了奇妙绚丽多彩的色散现象。

在天空中也发生着类似神奇过程，但并非人造棱镜起作用，而是漂浮在天空中的氧气、氮气、水汽、二氧化碳以及氩等微小粒子所进行的一种称为瑞利散射（Rayleigh scattering） 的过程。该过程指入射光束被像氧气、氦气那样半径远小于其所处介质内电磁辐射波长大小的微小粒子达成的散射效果。

瑞利散射在气体、液态和固态中都会产生，但在气态中表现得最显著。按照瑞利散射定律，能量越强波长越短光线，散射的效果就越明显。所以，紫色的光其散射率，是红色的光线的九倍。在正午时分，阳光以一种近乎倾斜的角度照射进来，只有一小部分的红光被反射出去，大部分的蓝光都被反射出去，弥漫在整个空间里。这一刻，我们抬起头来，就会自然而然地发出一声叹息，那是多么的清澈，多么的湛蓝。

不过，随着朝阳的上升和落日的下降，这一点就稍微有些区别了。当太阳穿过大气层的时候，蓝色的光线被瑞利散射的光线分散到了我们无法看到的地方，所以，整个天空都是橘红色的，很漂亮。

随着太阳升起，蓝色的光线开始占据天空，太阳的角度越来越高，天空也从橙色变成了蓝色。在日落时分，随着太阳角度越来越低，红色和橙色的光线填满了天空，使得整个天空呈现出非常美丽的晚霞景象，在这个时候太阳本身看起来特别红，像个橙子。

在这一点上，你也许要问了：既然波长越短的光线越容易被分散，紫光又如何？还有绿光呢？它比蓝光略微长一些。为什么天既不是紫色也不是蓝色？

实际上这与人眼和大脑结构有关。在天空中被散射开去的紫外线肯定比蓝光多得多，但不幸的是人类眼睛无法识别它们。人类具有三种颜色视锥细胞和一种单色视杆细胞组成的三重彩视觉系统。

当我们接收到颜色信号时，大脑会自动解析它并将其匹配到一种颜色，此时我们就会产生对该颜色的感知。而我们的眼睛对蓝、青和绿光比紫光更敏感，因此尽管我们看到了更多的紫光，但我们不够敏感，并没有接收到足够强度的信号来压过蓝光的信号强度，所以我们大脑处理出来天空是偏向于蓝色。

换句话说，如果我们对紫光更加敏感，则看到的天空实际上会偏向于紫色，想象一下这个场景可能有点神奇。

当天空变成紫色，是不是很神奇呢？

同样道理也适用于绿光与红光之间进行比较。对于人类视觉系统而言，在红光和绿光同时存在时，我们无法很好地区分绿光，并且大脑会直接将这种颜色处理为黄色；由于在早晨或傍晚时散射浪费了更多的绿光而非红光，因此这些色光混合在一起后就形成了一个我们熟悉的橙黄色或橙红色的天空。

这就是关于蓝天真相：它并不是真正意义上的“蓝”，只是因为大脑让我们看见了“蓝”。它也不是真正意义上的橙红，只是我们的大脑让我们看见了红。

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