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为了找到最纯净的蓝，人类努力了几千年

中科院物理所 · 公众号 · 物理 · 2024-08-22 13:46

正文

蓝色与地球两个最大的自然特征有关：天空和海洋。但对于没有“蓝色”概念的早期人类而言，可能并没有明确的词语来描述它。

这反映在古代文学中：曾四次出任英国首相的威廉•格莱斯顿(William Gladstone)注意到荷马(Homer)的《奥德赛》(The Odyssey)一书里（图1），将海的颜色描述为“暗酒色（Wine-dark sea）”。于是他提出疑问：为什么不是“深蓝色”？随即格莱斯顿统计了在《伊利亚特》（Iliad）和《奥德赛》中不同颜色出现的次数：黑色出现了170次，白色100次，红色仅13次，黄色和绿色各不到10次，但蓝色一次也没有出现。在拓宽了研究范围之后，他确定“蓝色”在希腊文字中并不存在。

15世纪手抄本The Odyssey（图1），来源：wikipedia

德国犹太语言学家拉扎勒斯·盖格(Lazarus Geiger)跟进了格莱斯顿的研究结果，在分析了古代冰岛神话、古兰经、印度教、中国民间传说、阿拉伯语和古希伯来语的《圣经》后，他研究发现，在这些文化中，都缺少“蓝色”。

实际上古代没有蓝色这个词语并不奇怪，因为除了天空、海洋是蓝色外，在大自然中古人基本没有发现自然蓝色的存在，这说明我们的祖先可能只是察觉不到蓝色的存在，当蓝色颜料被制作出来后才诞生了这个词。

第一个拥有蓝色词语的是古埃及人，因为他们是第一个生产蓝色染料的古代文明，蓝色在古埃及来代表着尼罗河、天空、创造力和生育力。“埃及蓝”（ḫsbḏ-ỉrjt）这种明亮的蓝色，是人类最早制造的人工色素之一，也称为硅酸铜钙（CaCuSi₄O₁₀或CaOCuO(SiO₂)₄）。公元前三千年古埃及人通过研磨沙子、铜和碳酸氢钠，后加热制成埃及蓝，它被用于墓葬画和葬礼物品中，以保护死者进入来世（图2）。

埃及登德拉哈索尔神庙天花板局部，公元前388-343年（图2），来源：wikipedia

在古罗马时代之后，埃及蓝不再被人们使用，制作方法也遭失传。现代科学家们只有通过分析埃及蓝的化学成分来还原其制造方法（图3）。

Gratsch圣教堂的单色蓝色壁画中的中世纪早期的埃及蓝色层的拉曼显微光谱相位分布图（图3），来源：wikipedia

有一种天然玉石——青金石（天青石），颜色蔚蓝，恰似天空一般，其中点缀着闪闪发光的金色矿物，它便是蓝色唯一的天然来源。近代地质学家章鸿钊所著的《石雅》中形容它：“色相如天，或复金屑散乱，光辉灿烂，若众星丽于天也。”

早在公元前7世纪，青金石在阿富汗东北部巴达赫尚省的矿山中被开采。1271年前后，意大利旅行家马可波罗到达阿富汗后，参观了奥克苏斯河源头的采石场。“这里有一座高山，”他写道，“它能开采出最优质、最美丽的蓝色。”（图4）

阿富汗巴达克山的青金石矿（图4）

在古印度Bhirrana遗址、美赫奈尔、高加索和毛里塔尼亚的新石器时代墓葬中都发现了青金石器物，最早出现在两河流域的苏美尔文明也以青金石崇拜为突出特色。在非洲的古埃及、西亚的古巴比伦和古代中国，青金石都有重要的地位。（图5、6）

法老图坦卡蒙的展翅圣甲虫胸饰，约公元前1323年（图5），来源：wikipedia

印度比拉纳的印度河谷遗址青金石配饰，公元前7570年（图6），来源：wikipedia

到中世纪末期，青金石开始出口到欧洲，被磨成粉末并制成群青颜料，这是所有蓝色颜料中最优质也是最昂贵的。群青之所以珍贵，不仅是因为它是一种稀有的舶来品，还因为它的制作过程极其繁复：若矿物中有杂质，它的成色就会发灰。通过将青金石粉末和蜡揉搓在一起后，在水中清洗蜡使杂质从蓝色粉末中分离出来。优质的群青粉末会最先被洗出来，后面只剩下一种劣质又便宜的名为花绀青的颜料粉末。在中世纪，最优质的群青颜料比等重量的黄金还要贵，所以中世纪的画家用群青在最重要的部分画龙点睛。（图7）

Albrecht Altdorfer，Christ Taking Leave of His Mother，1520年（图7），来源：wikipedia

这似乎解释了为什么这一时期的多数祭坛画中，圣母玛利亚总是身着蓝色。尽管艺术理论家试图解释这种颜色的象征意义，比如这种蓝色象征着谦逊或美德——但这在很大程度上还是一个经济学问题：人们会把最宝贵的材料制成礼物献给上帝。（图8）

The Ascension，Très Riches Heures du duc de Berry,，1412年（图8），来源：wikipedia

随着蓝色逐渐成为圣母、法国皇室、亚瑟王与贵族的服饰代表色，它也渐渐成为了高贵，甚至权利的象征。不仅欧洲人使用青金石作为颜料，在中国早期的宗教壁画中也使用其作为重要的蓝色颜料。青金石是古代东西方文化交流的见证之一，通过“丝绸之路”从阿富汗传入我国，汉代起便有青金石的记载，古时称之为璆琳、金精、瑾瑜、青黛等。（图9）

敦煌莫高窟427窟，隋（图9），来源：搜狐

自明清以来，据典制规定，皇帝在天坛祭天时要佩挂青金石朝珠。此外，清代四品官员的朝服顶戴也是青金石（图10）。

青金石朝珠，清代（图10），来源：故宫博物院

蓝铜矿（Cu₃(CO₃)₂(OH)₂）和孔雀石是两种天然蓝色颜料——前者更蓝，后者透绿。孔雀石通常来自原生硫化铜矿石的表生风化和氧化，经常与蓝铜矿一起发现。自公元前三千年就开始作为蓝色颜料使用，古美索不达米亚人用一种特殊的杵和钵研磨蓝铜矿石颜料，在古埃及也被用作颜料，只需研磨蓝铜矿石并混合液体粘合剂便可制成颜料。在14世纪青金石在欧洲广泛传播之前，它曾作为最美丽的天蓝色一直占据着至高无上的地位。

蓝铜矿被研究证实为中世纪画中蓝色调的主要来源，自12世纪以来，在德国萨克森州的银矿中被开采，法国里昂附近也有矿藏，没有矿藏的英国人称它为德国蓝（bleu allemand），而德国人则称它为山蓝色（Bergblau）。（图11）

Hans Holbein the Younger，Portrait of a Lady with a Squirrel and a Starling，1562年（图11），来源：wikipedia

“青出于蓝而胜于蓝”出自《荀子・劝学说》，我国古人称蓝色作“青”，而“蓝”就是一种名为蓼蓝的兰草，主要用于提取染料。古时世界各地人们从不同植物中提取蓝色颜料，中国用蓼蓝和菘蓝等，东南亚地区用马蓝，欧洲用菘蓝，中美洲和夏威夷等地区用野青树（假蓝靛），日本用山蓝，印度次大陆用木蓝。（图12）

英国靛蓝染色的纺织品，1790年（图12），来源：wikipedia

靛蓝色，又称“天青”，是古代中国百姓常用服色中的人造色素，经由菘蓝制取的靛蓝，漂染成蓝印花布的印染工艺称为“蓝染”，最早出现于秦汉时期。（图13）

花卉纹夹缬绢幡，唐代（图13），来源：旅顺博物馆

与大多数从植物和动物中提取的有机染料不同，木蓝属植物中提取的靛蓝绘画颜料像矿物颜料一样不溶于水，但可以晒干和研磨成粉末，与粘合剂（如油）混合制成颜料。它呈现出一种些许泛紫的暗蓝色，有时可用铅白来调浅。艺术家塞尼尼（Cennino）曾描述过一种由“巴格达靛蓝”（Baghdad indigo）制成的接近于蓝铜矿的天蓝色。（图14）

Van Gogh，La Chambre de Van Gogh à Arles，1888-1889年（图14），来源：wikipedia

1883年，德国化学家阿道夫·冯·拜尔（Adolf von Baeyer）研制出化学合成靛蓝染料，到1913年，人造靛蓝基本取代了天然靛蓝。从1927年开始，科学家陆续发现一些能合成靛蓝的微生物，1983年，科学家在大肠杆菌中重现出其它微生物合成靛蓝的能力，通过“建物致知”的策略对微生物合成靛蓝的途径有了一些头绪（建物致知，即通过构造人工生物系统来研究生命科学中的基本问题）。

又经过了将近40年的时间，今天的生物工程师们利用大肠杆菌生产靛蓝。尽管这个生产过程比较环保，反应条件也足够温和，但是考虑到产率低、纯度低以及底物昂贵所导致的成本问题，这种途径现阶段还没有产业化的可能性。（图15）

蓝色牛仔布料上的培养皿，含有产生靛蓝染料的转基因大肠杆菌菌落（图15），来源：wikipedia

蓝铜矿是中国早期使用的唯一天然蓝色颜料，汉蓝色（BaCuSi₄O₁₀）是古代中国制造的硅酸钡铜蓝色合成颜料，从西周时期（公元前1045-771年）到汉末期（约公元220年）用于壁画、彩绘陶器、兵马俑等。（图16、17）

河南洛阳附近东汉墓的壁画细节（图16），来源：wikipedia

兵马俑，秦（图17），来源：百度百科

在中国历史上，主要成分为铝酸钴（Co(AlO₂)）的钴蓝色应用历史悠久，用于颜料、玻璃、陶瓷釉等。其中，钴蓝色玻璃约始于战国，钴蓝色釉彩始于唐代。（图18、19）

河南徐家岭楚墓出土战国早期蜻蜓眼玻璃珠，来源：中科院之声

长沙市陡壁山咸嘉湖1号墓出土西汉玻璃杯（图18），来源：百度百科

我们所说的唐三彩的“三”是个泛指，除了黄、绿、白三色外，还有其他的颜色，而蓝色就是其中特殊且珍贵的一种颜色。唐三彩中的蓝色是从钴矿中提炼出来的，但唐朝钴矿稀缺重金难买，所以早期的三彩几乎是没有蓝色的。

唐代三彩腾空马（图20），来源：百度百科

后来通过丝绸之路将伊拉克撒马拉的钴蓝釉料“苏麻离青”带回中国，经过大批工匠不断的研究试烧，终于烧制出了蓝色。因此，民间流传着一句“三彩带蓝，价格不凡”的说法。（图21）

山西三彩琉璃高浮雕穿花龙纹脊饰（图21），明代，来源：百度百科

蓝釉，是中国瓷器烧造的著名颜色釉品种之一，呈色剂来自含较多氧化铁和氧化锰的天然钴土矿，生坯直接上色釉，在窑中高温一次烧成，蓝釉烧制时是裸烧，不再施透明釉。（图22）

三彩蓝釉万年罐，唐代（图22），来源：哈佛大学博物馆

青花瓷，是我国具有代表性的釉下彩瓷，深蓝色的花纹中透露着典雅的芬芳，所用青花是较纯的氧化钴，在生坯上青花绘彩后，罩一层透明釉，再入窑高温一次烧成。钴的性质不同，影响了青花呈色，以致于各时代青花风格各异。（图23）

各朝代青花色（图23），来源：景德镇名瓷

18世纪前，由于西方艺术家们可选的蓝色颜料只有美艳但价值不菲的群青，廉价但容易褪色的花绀青，或是偏绿的不纯正蓝色。艺术界需要新的蓝色颜料，1802年，法国内政部长安托万·查塔尔委托了化学家路易斯·泰纳尔研发群青的合成替代品，他受到蓝色釉彩陶瓷及其配方的启发，利用钴盐和氧化铝混合物制成了钴蓝颜料。这种纯粹、耀眼的蓝色不仅性质稳定并且可与其他颜料易兼容。尽管价格还是偏高，艺术家们很快就接受了钴蓝色，沉醉于其赋予的非凡创作自由中。（图24）

laude Monet，Lavacourt under Snow（图24），1878 年–1881 年，来源：wikipedia

如果蓝色颜料一直保持这种昂贵的价位，那么梵高将舍弃他的经典蓝色星空系列作品，毕加索也将无法进入他的光辉岁月蓝色时期。1704年，狄斯巴赫（Johann Jacob Diesbach）开发出了价廉物美的普鲁士蓝（Fe₄[Fe(CN)₆]₃）。（图25）

葛饰北斋，神奈川冲浪（图25），1830–1833年，来源：wikipedia

他将草木灰和牛血混合在一起进行焙烧，再用水过滤掉不溶解的物质以后，得到清亮的溶液，把溶液蒸浓以后，便析出一种黄色的晶体。当狄斯巴赫将这种黄色晶体放进氯化铁的溶液中，竟得到了一种颜色明艳的蓝色沉淀，和当时昂贵的群青色不分伯仲。这便是将画家从深蓝色的金钱深渊中解救出来的普鲁士蓝，它的诞生，象征着画家们能随心所欲的用蓝色勾勒出他们的天空，大海，星空，和幻想中的万物。（图26）

Pablo Picasso, The Blue Room（图26），1901年，来源：wikipedia

提及蓝色，就不得不说说一个艺术史上短暂却又浓墨重彩的艺术家——伊夫•克莱因（Yves Klein）。蓝色，是他狂放不羁艺术生涯的标志。就像他和他的两位挚友开玩笑要瓜分世界一样，他在“大地、“语言”和“天空”中选择了最后一个，将其一生同蓝色纠缠，融合，最终陷入蓝色的深渊。“国际克莱因蓝（International Klein Blue）”是世界上首个也是唯一一个拥有专利的颜色，它被一个控制蓝色的人从万千化学颜色反应中摘取，将其作为自己一生的绝色。克莱因与涂料供应商爱德华·亚当合作开发，使用哑光合成树脂粘合剂，是一种聚醋酸乙烯酯，它可以悬浮颜色并使颜料尽可能保持其原始质量和颜色强度。克莱因曾经说过“蓝色没有尺寸，它超出了维度。”认为它可以将观众带到画布本身之外。（图27、28）

Yves Klein，191 ，1962年（图27），来源：wikipedia

Yves Klein，蓝色维纳斯，1962年（图28），来源：wikipedia

作品中的浓墨重彩，是艺术家们诉说的万千情怀。这些浮翠流丹有时像暗海里昏黄的灯塔，有时像午夜未眠人悠远的歌声，有时像清晨天幕中泛红的朝阳。如果历史有些乏味，我们不妨听些简单直白的音乐，这通往无尽自由的蓝，是生来自带颜色的忧郁布鲁斯（Blues），耳畔的蓝色是那么的近，却又那么的远。深吸一口蓝色，是剔透凛冽的雪域高原，是湿润又清冷的海风，总能抚平内心的躁动。

无暇、透明，纯洁、安静——天空是蔚蓝色，窗外有千纸鹤。