“在漆黑的森林中，遠(yuǎn)處突然出現(xiàn)了一道銀色的光芒，那是一個守護(hù)神，帶來了希望和指引?！?/p>

這是小說《哈利·波特》中的一個情節(jié)，但其實也是我們?nèi)祟惖膶懻?。在蠟燭和電燈發(fā)明之前，太陽落山，夜幕降臨之后，就意味著黑暗的到來。但是渴望光明的我們，又總是能在黑夜中找到一些會發(fā)光的物體。圍繞著這樣的夜光現(xiàn)象，也就出現(xiàn)了很多有趣的故事。

01 螢火蟲和“藍(lán)眼淚”

螢火蟲會發(fā)出亮光，或許是人類最早注意到的夜光現(xiàn)象。早在我國的先秦時期，《詩經(jīng)》中就有了“町疃（tīng tuǎn）鹿場，熠耀宵行”的記載，其中的“熠耀”就是螢火蟲。古時候，螢火蟲被賦予了“流螢”“夜光”“宵燭”等眾多富有詩意的名字，并因此被譽(yù)為“詩蟲”，成為詩人們在漫漫長夜中尋找靈感的源泉。杜牧的“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢”更是經(jīng)典名句。

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螢火蟲其實是鞘翅目螢科（Lampyridae）昆蟲的統(tǒng)稱，全球大約有2200多種。螢火蟲之所以會發(fā)光，是因為在它的腹部存在著熒光素和熒光素酶。熒光素酶是發(fā)光的催化劑，在它的作用下，熒光素會與氧氣反應(yīng)，從而在黑暗中發(fā)出熒光。

有趣的是，不僅會飛的成蟲會發(fā)光，螢火蟲的幼蟲乃至不會動的卵同樣也會發(fā)光。一般認(rèn)為，螢火蟲演化出發(fā)光的能力，主要是為了求偶，但很可能它同樣也依靠熒光去和同伴交流、警戒敵害，甚至誘殺獵物。

相比會發(fā)光的螢火蟲，另外一類會發(fā)光的生物顯得更為神奇，那就是海邊的“藍(lán)眼淚”。在我國東南的很多沿海地區(qū)，一到夏季深夜，就經(jīng)常會出現(xiàn)夢幻般的熒光海。隨著海浪的拍打，海岸線會變成一片夢幻的藍(lán)色熒光，就仿佛大海留下了晶瑩剔透的淚水。

這種現(xiàn)象，其實是夜光藻（Noctiluca scintillans）大量繁殖引發(fā)的赤潮。夜光藻是甲藻門的單細(xì)胞生物。正如螢火蟲一樣，在它體內(nèi)的細(xì)胞器中儲存有熒光素和熒光素酶。當(dāng)海水中營養(yǎng)豐富時，夜光藻就會突然大量繁殖，并且在海浪的刺激下發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生淺藍(lán)色的冷光。雖然這種現(xiàn)象非常壯觀美麗，但夜光藻的突然出現(xiàn)，其實是海洋對人類的一種生態(tài)警告，這意味著當(dāng)?shù)氐暮Ｋ嬖诟粻I養(yǎng)化現(xiàn)象，海洋環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了異常的變化。

像螢火蟲和夜光藻這樣，生物體本身會發(fā)光的現(xiàn)象稱為“生物熒光”。在自然界中，許多其他生物同樣也可以發(fā)出生物熒光，例如真菌、甲殼類生物、昆蟲、烏賊、水母以及細(xì)菌等。

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小時候玩的熒光棒，其實就是模仿了生物熒光的原理，在塑料管中裝有兩種化學(xué)物質(zhì)，它們一旦混合就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而發(fā)光。現(xiàn)在，也有科學(xué)家在進(jìn)行嘗試，將熒光素和熒光素酶移植到一些植物的體內(nèi)，這樣，在未來夜游植物園時，我們就可以看到如科幻電影《阿凡達(dá)》般的夢幻場景了。

02 鬼火并不神秘

當(dāng)然，在自然界中會發(fā)出夜光的不止是生物，還有其他可能。在古代，由于科學(xué)認(rèn)知水平有限，古人對很多現(xiàn)象都無法解釋，“鬼火”就是其中一種。在一片伸手不見五指的環(huán)境中，遠(yuǎn)處的亂葬崗隱隱約約出現(xiàn)了一絲亮光，并且亮光忽隱忽現(xiàn)，還會到處移動。這樣的鬼火現(xiàn)象，在中外的很多古籍中都有記載，也成為很多民間鬼怪故事中的經(jīng)典橋段。

對于我們現(xiàn)代人，在掌握了基礎(chǔ)化學(xué)知識之后，其實就不難對鬼火現(xiàn)象做出解釋了。人體中大約含有60多種元素，其中鈣和磷所組成的磷酸鈣是骨骼的主要成分。人死后，在微生物的作用下，骨骼中的磷酸鈣就會逐漸分解成磷化鈣，磷化鈣又會進(jìn)一步與水反應(yīng)產(chǎn)生磷化氫。磷化氫的燃點只有38℃，所以一旦積累了足夠多的磷化氫，它就很容易在高溫環(huán)境中產(chǎn)生自燃，也就形成了鬼火。

如今隨著我國喪葬形式的改革，在實施火葬之后，人們在野外能看到鬼火的情況，也就越來越少發(fā)生了。

03 真實世界的夜明珠

在民間傳說和盜墓筆記中，還有一種比鬼火更難得一見的發(fā)光體，那就是夜明珠了。相傳夜明珠是一種稀有的寶石，古稱“隨珠”“懸珠”“垂棘”“明月珠”等。它能在黑暗中自行發(fā)光，夜間百步之內(nèi)，足以照見每一根頭發(fā)，甚至可以使尸體不腐爛。據(jù)說在慈禧太后死后，她口中就含著一顆夜明珠。

其實以科學(xué)的眼光來看待夜明珠，這就是一類具有發(fā)光性的礦石，也并沒有那么稀罕。雖然目前對于何為夜明珠還沒有一個明確的定義，但業(yè)內(nèi)有一個相對普遍的共識：“在自然界產(chǎn)出，在常溫下經(jīng)陽光、白熾燈或其他光源照射一段時間后，在黑暗下能發(fā)出磷光并持續(xù)0.5小時以上，借助該光源在0.33m范圍內(nèi)能看清直徑為5mm大小的物體者稱為發(fā)光石，若琢磨為球狀的叫夜明珠，呈玉璧狀的叫夜光璧?！?/p>

為什么會有夜明珠這樣的寶石出現(xiàn)呢？其實很多夜明珠的主要成分是螢石。這是一種很常見的礦物，來自火山巖中，也是目前工業(yè)上氟化氫的主要來源。

螢石有一種特性，就是它內(nèi)部的自由電子在外界能量的刺激下，會由低能狀態(tài)進(jìn)入高能狀態(tài)，就像是給電池充電。當(dāng)外界能量刺激停止時，電子又由高能狀態(tài)轉(zhuǎn)入低能狀態(tài)，這個過程就會發(fā)光，就像是電池在放電。所以把螢石放在日光燈或陽光下充分照射后，螢石就會發(fā)光了。只是螢石的光非常微弱，在強(qiáng)光下我們的肉眼幾乎看不見，但是到了黑暗的環(huán)境中，就很明顯了。

當(dāng)然螢石發(fā)光與本身的質(zhì)地有關(guān)，不是所有的螢石都能發(fā)光，夜明珠也不只有螢石這一種材料。除了螢石之外，還有鉆石、磷灰石、白鎢礦、歐珀等也能發(fā)出夜光。

而在今天市面上的“夜明珠”形態(tài)更是五花八門，很多商家賣的“夜明珠”工藝品是在里面加入了人造硼鋁酸鍶（sī），這種物質(zhì)含有稀土元素，發(fā)光原理與螢石類似，發(fā)光效果還要更好。正是這種在2003年才獲得發(fā)明專利的寶石的問世，才使得“夜明珠”徹底跌下神壇。在今天，我們甚至花幾十塊錢就能在電商平臺買到一個品相不錯的夜明珠。

04 發(fā)光的骨頭

當(dāng)這些元素自身發(fā)生放射性衰變時，便會釋放能量，從而發(fā)出亮光。歷史上，在人類發(fā)現(xiàn)并了解放射性元素會發(fā)光的過程中，曾經(jīng)有過一個悲慘的故事……

鐳元素是1898年由居里夫人發(fā)現(xiàn)并命名的。在發(fā)現(xiàn)之初，鐳被視為一種神奇的化學(xué)物質(zhì)，在科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)鐳可以對抗癌變的腫瘤后，公眾對鐳的崇拜近乎到了瘋狂的地步，從牙膏、口紅到牛奶、面包、巧克力，當(dāng)時的商品都喜歡添加鐳元素以標(biāo)榜“健康”。

由于鐳元素衰變時會產(chǎn)生游離輻射，從而產(chǎn)生夜光的效果，所以在當(dāng)時，鐳會被當(dāng)作“夜光涂料”用來描畫手表上的數(shù)字。在20世紀(jì)20年代的美國，夜光手表成為當(dāng)時流行的風(fēng)尚，很多工廠聘用了年輕女工去畫夜光表盤，她們還有個專門的稱呼“鐳姑娘”。這些女孩每天都與大劑量、高濃度的鐳接觸，但是企業(yè)并沒有告知她們鐳是一種危險的放射性元素，甚至鼓勵她們用嘴唇抿含有鐳元素的顏料筆尖去繪畫。不久之后，許多女工相繼患病，最終不幸身亡。更令人震驚的是，即使在她們?nèi)ナ篮螅e累在體內(nèi)的鐳元素仍使得她們的遺骨發(fā)出詭異的幽光。

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顯然，這種具有放射性的物質(zhì)發(fā)出的夜光十分危險，是我們需要警惕的。但所幸在我們?nèi)粘Ｉ钪?，不太容易接觸到這種放射性元素。而我們今天佩戴的夜光手表，表盤上的涂料也換成了更安全的氫的一種同位素——氚（chuān），它衰變過程中只會釋放電子，且不會穿透人體，輻射劑量也微乎其微。還有的生產(chǎn)商使用了人造硼鋁酸鍶這樣的發(fā)光材料，那就更加安全了。

其實在夜光現(xiàn)象的背后，是我們對于神奇的自然不斷發(fā)現(xiàn)和了解的過程。這種對于未知事物的好奇，曾經(jīng)驅(qū)使我們的祖先離開洞穴，去追尋黑暗中的光亮，也鼓舞著今天的我們，去利用夜光現(xiàn)象給生活和世界創(chuàng)造更多的可能性。

供稿單位：重慶科技館

作者：花園里的卡西莫多，科普工作者

審核專家：李春藜

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