難度: ⭐⭐⭐
在太平洋最深處、被稱為「挑戰者深淵」的馬里亞納海溝,資深海洋生物學家安雅博士正獨自駕駛著「海神號」微型潛水器。這艘特製的鈦合金球體正承受著每平方公分超過一公噸的恐怖水壓,執行第72次深淵生態探測任務。
深度計上的數字跳動著:10,984米,這是人類目前所能抵達的極致深度。窗外是永恆的、純粹的寂靜,唯有海神號前端搭載的強力氙氣探照燈,能勉強在這一片濃稠的黑暗中劈開一條光路。
突然,原本平穩的聲納系統發出幾聲微弱且急促的異常警報,顯示前方有一個長度超過三十公尺的巨大生物陰影正緩緩移動。安雅博士屏住呼吸,手指顫抖著操縱搖桿,將所有對外探照燈的功率開到最大,試圖捕捉這歷史性的一刻。
令人難以置信的景象發生了——在那生物巨大的透明鰭翼緩緩揮動時,周圍的海水彷彿被一種神祕的力量所扭曲,一道短暫卻極其絢爛、擁有完整紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色彩的彩虹,在漆黑的深海中華麗地綻放開來,光芒甚至映照在潛水器的觀景窗上。
安雅博士被眼前的景象震懾,她迅速在航行日誌中記下:「目標生物在移動時造成了前所未見的光學現象:一道完美的虹霓。這或許是改變我們對深海光學與生物演化認知的一刻。」隨後,那巨大身影便消失在黑暗深處,留下一臉錯愕卻興奮的科學家。
🕵️ 偵探,你發現其中的「邏輯怪」了嗎?
📍 嫌疑點清單:
- A. 在萬米深海中,極端的水壓會壓縮海水密度,導致光學折射角度與海平面完全不同。
- B. 即使探照燈發出強光,光譜中的長波長部分(如紅、橙光)會迅速被海水吸收,無法在遠處折射出完整的七色彩虹。
- C. 該巨大生物可能演化出類似「結構色」的細胞結構,像CD背面的反射一樣產生干涉光芒。
- D. 聲納系統偵測的是聲波回傳,無法與視覺上的光學現象產生同步的「偽影」干擾。

答案在下方

💡 正確答案:B. 即使探照燈發出強光,光譜中的長波長部分(如紅、橙光)會迅速被海水吸收,無法在遠處折射出完整的七色彩虹。
🔍 為什麼:
這是一個關於「光在介質中衰減」的物理謬誤。彩虹的形成必須具備兩個條件:完整光譜的白光,以及水滴的折射。
雖然潛水器的氙氣探照燈發出的是強白光,但海水並非完全透明的介質。光線在海水中行進時,能量會被水分子迅速吸收。
其中,波長較長的紅光、橙光與黃光吸收速度最快。在水深僅十幾公尺處,紅光就已經幾乎消失;到了數十公尺深,周圍只剩下藍綠色的世界。
在萬米深海,即便探照燈的光線射向十公尺外的生物再折射回來,往返的路徑足以將光譜中的紅色與橙色部分完全濾除。
因此,在深海中,你或許能看到藍、紫色調的光影,但絕對不可能看到一道包含「紅、橙、黃」等暖色調的完整七色彩虹。這在光學物理上是不可能成立的。
🧪 冷知識:
為什麼深海生物很多是紅色的?這聽起來很諷刺,但在深海,紅色是最好的隱身色。因為紅光無法到達深海,紅色的生物在沒有紅光的環境下看起來就像是純黑色,能完美地消失在背景中。
科學家在深海觀察到的「發光生物」,超過90%都是發出藍光或綠光,因為這兩種波長的光在海水中的穿透力最強,能傳播到最遠的夥伴或獵物眼中。
😎 有趣的點:
如果安雅博士真的看到了紅光,那只有兩種可能:第一,該生物緊貼著探照燈光源(減少光線被吸收的路徑);
第二,該生物並非折射光線,而是自己「發出」了紅光。某些罕見的「巨龍魚」能發出紅色的生物光,就像自帶夜視儀,因為牠們的獵物看不見紅光,牠們就能在不驚動對手的情況下進行狙擊!
⚙️ 難度來源:
難點在於讀者容易被「彩虹」的美麗描述與「萬米深海」的神祕感所迷惑。大多數人知道彩虹是光的折射,卻忽略了海水對不同波長光線的選擇性吸收特性,這需要一定的海洋物理常識才能識破。
🧶 J博土的思考敲敲門:
深海是一個充滿謊言與偽裝的獵場。如果安雅博士看到的彩虹真的存在,或許那是潛水器內部的光學儀器故障造成的幻影?
- 如果我們在深海使用「紅光探照燈」,會對原本習慣藍綠光的深海生物造成什麼樣的驚擾?除了光學吸收,海水的水壓是否會改變水的折射率(Index of Refraction),進而影響我們對物體距離的判斷?
🥝 延伸討論:
- 聲納與視覺的落差: 聲波在水中的傳播速度約為 1500 m/s,是空氣中的 4.5 倍。但聲納僅能告訴我們物體的形狀與距離,無法傳達色彩資訊。
- 故事中將聲納警報與視覺彩虹連結,是典型的戲劇化手法,但在科學調查中,兩者必須分開解讀。
- 深海壓力的視覺挑戰: 潛水器的觀景窗通常由極厚的合成藍寶石或丙烯酸塑料製成,這類材質在極高壓下會產生細微的形變,確實可能導致影像邊緣出現色散(Chromatic Aberration),但這屬於「觀測者誤差」,而非環境中真實存在的彩虹。
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