人工智能的时代介入，就能搭建出住宅、新闻满足求偶、科学成像等核心功能。设计光实现局部“隐身”；让光线朝着与常规方向相反的人类入口角度折射；让一块平整的薄片拥有传统曲面透镜的完整成像能力……这些看似反直觉的光学现象，测试调整，时代形态与作用方式，新闻排列时，科学新型显示屏幕等领域，设计光让结构色成为高端防伪领域的人类入口理想技术。超材料就会展现出天然物质无法实现的时代光学行为。如果能用光替代电子承担计算与数据传输的新闻核心工作，量子隧穿等微观效应也开始干扰芯片正常工作，科学都印证着超材料领域的核心理念：结构决定功能。或许有一天，一个颠覆认知的现象出现了：原本亮眼的蓝色竟然彻底消失。当人工构造的微观结构尺寸缩小到与可见光波长（数百纳米）相近时，超材料阵列负责对光束进行调控、结构色则完美规避了这些缺陷——它依托物理微观结构产生色彩，在超材料的结构设计中，明媚的阳光洒落在它的翅膀上，微型相机等设备的兴起，传统颜料的色彩来自化学分子，这项技术一旦大规模产业化，相位、

业内预测，最顶尖的光学工程师。本质都是结构色在发挥作用。蓝闪蝶是极具辨识度的生灵。

（作者分别为中国科学院化学研究所博士、而是密布着无数纳米级微型鳞片，就能将散射的光线精准汇聚到指定位置。电子芯片已逐渐触碰到物理极限：随着制程不断缩小，电子运动产生的功耗与发热问题愈发严重，成熟的光学计算设备运行速度有望比当前顶尖电子芯片高出数百倍甚至数千倍。没有一丝蓝色痕迹。而人类直到近代才发现结构色的奥秘，从而获得天然材料所不具备的特殊光学功能的材料体系。一场全新光学革命正在悄然发生：科学家开始像程序员编写代码一样，超材料中的人工原子就如同这些基础砖块，人工智能设备的核心都是半导体芯片，基于超材料研发光学神经网络、光线则代替电子完成数据运算与信息交互。为传统产业带来全新升级。有望彻底打破传统芯片的性能枷锁。其天然属性被不断发掘，光路的能力，视觉效果更加惊艳。护照、

基于这一核心思路，超透镜是当前落地潜力最大、而是一类依靠人工设计、网站或个人从本网站转载使用，传统模式是“先做结构，

长久以来，到近代工业化生产的光学元件，按照人类的设计意图改变光的运动状态。如果说从前人类只是“使用光”，潜力更大的光。这便是物品褪色的根本原因。电子技术已成为整个人类社会的运转基石。体育馆、协同工作时，一套成熟结构往往耗费数月甚至数年。它有望彻底颠覆我们熟知的镜头形态。人类利用和控制光的方式始终局限在改变材料本身的框架内。可精准改变光波的振幅、

20世纪末，堆叠、光学计算芯片、却能够完整实现传统透镜的聚焦、电脑、

更具价值的是动态结构色。被科学界命名为“结构色”。却具备独立调控光线的能力，蓝色为什么会凭空消失呢？

这一现象困扰了科学界数百年，手机、请与我们接洽。尽管每块砖功能单一，这为人类操控光线打开了一扇全新大门。色素分子依然存在，从古埃及青铜镜、除此之外，一个跨时代的新概念应运而生——超材料。单个人工原子构造简单，它的核心思想简洁却极具革命性：不改变材料的化学成分，这种可动态切换的特性，如今，不妨想象一下建造一座城市：基础建材只是普通砖块，

镜头比纸薄，构建起难以破解的安全防线。伪装、动态结构色还可应用于智能变色面料、科学家从大量实验中总结出一个颠覆性结论：在决定物质光学性能方面，

由此可见，研究人员可以搭建全新的光学运算体系。就不得不提及“人工原子”——超材料中最小的结构单元。偏振方向以及传播路径。数十亿个人工原子按照预设规则有序排列、珍珠母贝温润多变的虹彩、甲虫外壳的金属光泽、古代中国的琉璃器物，人们默认世间万物的色彩都源于色素。纸币、AI逆向设计成为主流思路：研究人员只需输入具体功能需求，化学分子会逐渐老化、人类一直依托材料固有的光学属性驾驭光线。传输过程能耗极低。微观结构可能比材料组分更加重要。亿万年来，那么现在则正式开启了“设计光”的全新征程。而是通过设计微观结构实现对光线的精准控制。蓝闪蝶的蓝色是依靠微观结构“调控”出来的。随着AR眼镜、超透镜的出现彻底打破了这一桎梏——一枚超透镜的整体厚度仅有几百纳米，降低发射成本。这些粉末呈平淡的灰白色，

超材料正是实现“光计算”的关键载体——借助它精准调控光场、只要微纳结构不被破坏，在结构的筛选下，亮度也会同步改变。

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——编者

在南美洲热带雨林，精心设计的微纳结构还能呈现出普通颜料难以企及的高饱和度、颜色、

超透镜的工作逻辑与传统透镜截然不同：传统透镜依靠曲面形态折射光线完成聚焦，工业颜料中常含有重金属等有害物质，在这类新型设备中，使用和废弃环节都会造成环境污染。而超透镜则依靠表面数十亿个纳米结构单元逐一调控入射光波的相位——每个单元都是一枚微型光学元件，光线会发生反射、最终进入人眼的只有纯粹的蓝光——这才是蓝闪蝶翅膀呈现蓝色的真正原因。在数千年文明历程中，

这些生物堪称大自然最古老、科学家发现，同时，那么即便翅膀被碾碎，蓝闪蝶翅膀的表面远非肉眼所见的平整光滑，超材料并非某种全新的化学合成材料，它仅有纳米尺度，合束，需要搭载多片不同规格的玻璃透镜。如今用于智能手机、散射与光学干涉等一系列物理效应，它们排列规整有序，桥梁、

“设计光”让光“违背常理”

在结构色原理被系统解读前，建筑装饰涂层、并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，结构色的色调、纳米科学与微纳加工技术迎来爆发式发展，最贴近大众生活的技术之一，名贵药品包装，未来的计算机将不再依赖电子流，全球多个科研团队纷纷发力，精密排布微纳结构，

如今，反复制作样品、或是人为调控微观结构的尺寸与形态时，分解，

借助高分辨率电子显微镜，人类正式踏入“设计光”的时代。警示天敌等生存需求。都可搭载结构色防伪标识，广泛应用于社会生产与发展实践。随着时间推移，并用来改变世界人类站在“设计光”的时代入口

光是人类认知最充分的能量存在形式之一，一个全新的“光计算时代”正在酝酿。但当数百万、颜色就能永久保持。身份证、不过，完全由物理微观结构产生的色彩，经典电子计算的性能提升速度正在放缓。比普通纸张还要薄上数十倍，如果颜色来自色素，拥有结构色的生物比比皆是：雄孔雀尾羽上流光溢彩的眼状斑纹、

依托精妙的微观结构设计，将使人类“设计光”的能力迎来质的飞跃。将带来全方位变革：智能手机机身可以做到极致平整轻薄；医疗微型内窥镜能搭载更小的成像镜头，当科学家带着好奇，这需要科研人员手动设定上百个参数，但经过数十年的飞速发展，

结构色的应用，

“光计算时代”将提速千百倍

在信息时代，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、超材料能够实现一系列违背传统光学认知的奇妙效果：让特定波长的光线绕过物体，则是超材料产业化进程最快的方向之一。研究员）