图注：新型冠状病毒COVID-19通常全部或部分显示为红色。然而，事实证明，COVID-19不仅不呈现红色，而且对于所有形式的可见光都是完全不可见的。
我们每次看到COVID-19冠状病毒的图示时，大多图示显示为红色，有的会显示出颜色渐变，从病毒中央核心到末端的穗状卷须时，它会逐渐从红色变为白色；有的还会使用黄色或紫色代替红色。
尽管大多数新型冠状病毒插图都能正确显示病毒的形状，但其颜色都是错误的。实际上，即使我们使用功能最强大的放大镜或显微镜，COVID-19冠状病毒不仅完全没有颜色，而且人眼完全看不见。让我们一起来看看这到底是为什么。
图注：SARS病毒（橙色）具有冠状结构，这意味着它是冠状病毒家族疾病的一部分。新病毒COVID-19是冠状病毒的另一个例子，目前是近十多年来袭击地球的最广泛、最致命的新流行病。但是，用用红色显示新型冠状病毒是完全错误的；在我们眼中，COVID-19和任何其他冠状病毒根本不会像这样。
我们世界中的物体对我们可见的唯一原因，是因为它们如何与光相互作用。完全吸收所有形式光的物体是黑色的（只要它们由于自身的辐射而不足以开始发光）；完全反射所有形式光的物体是白色的。
那么，为什么某些物体有颜色？这是因为它们吸收某些颜色的光，但无法吸收其他颜色的光，因此无法反射其他颜色的光。植物呈现绿色，因为叶子中的叶绿素分子可有效吸收红色和蓝色的光，但不能吸收绿色的光。在秋天，叶绿素分子被分解，使叶片中其他分子的色素显现出来。一些叶片以类胡萝卜素为主，它们不能吸收黄色或橙色。其他的则以仅在秋天产生的花青素为主，它们无法吸收红色或紫色。
图注：什么决定了我们看到的物体的颜色？正是我们正在看的东西反射或吸收了某些波长的光。如果光既不反射也不吸收，则对于我们敏感的光波长，该材料将完全透明或不可见。
颜色之所以存在，是因为与这种光相互作用的特定分子的形状、大小和其他微观特性，以及这种光是如何被我们的眼睛所解释的。我们星球上的大多数自然光来自太阳，这意味着它是“白光”，或者所有不同颜色的光的组合。
实际上，光的数量比我们看到的还要多，因为太阳会发出从短波X射线到长波紫外线，可见光（从紫光到红色，整个光谱范围），红外、微波甚至无线电的所有物体波。在光谱的可见部分，我们的眼睛有视杆（只能测量单色响应）和视锥（可以测量对三种不同颜色范围的灵敏度）。然后我们的大脑将这些信号解释为颜色，这就是我们最后看到的颜色。
图注：由棱镜散射的连续光束的示意图动画。假如我们有一双紫外线和红外线的眼睛，我们将能够看到紫外线的弯曲程度甚至比紫色/蓝色的弯曲程度大，而红外线的弯曲程度却不如紫外线的弯曲程度大。在真空中，光速是恒定的，但是即使是透明介质，不同波长的光也会以不同的速度传播。
但是物质除了吸收或反射光以外，还可以做其他事情：它们也可以传输光。有些材料不是吸收性或反射性的，而是透明的：允许光线自由通过。当光穿过透明材料时，内部的单个分子对穿过它的光非常不敏感。分子不吸收光，也不会反射光。取而代之的是，光只是简单地通过，就好像各个分子对传播的光完全没有障碍。
更有意思的是，任何事物的透明度都取决于波长。玻璃窗或透镜可以对可见光透明，但可以在其上具有吸收或反射紫外线的薄涂层。人类吸收并反射可见光，但对无线电波透明。允许可见光穿过的地球大气层吸收了多种其他波长，这就是为什么我们需要太空望远镜进行红外天文学的原因。
图注：电磁光谱通过大气层的透射率或不透明度。请注意，伽玛射线、X射线和红外线具有所有吸收特征，这就是为什么我们在这些波长中最大的天文台都位于太空中的原因。尤其是红外线，被美国宇航局的斯皮策（Spitzer）望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope，缩写JWST）所遮盖。
那么，所有这些与COVID-19冠状病毒有什么关系？
答案很简单：光是由波长决定的，任何类型的物质与光相互作用的方式都取决于物质的物理尺寸。COVID-19是一种小型病毒，全长仅约50纳米（是头发宽度的1/左右）。相比之下，我们能看到的所有光线，从最短波长的紫罗兰到最长波长的深红色，只有到纳米。
想想那意味着什么。一个非常小的物质-COVID-19冠状病毒-和一个相对较长的波长的光。尽管我们的直觉可能告诉我们，这些光波仍然可以与一小块小得多的物质相互作用，但事实是它们不能相互作用。不管信不信，也许最好的证明就是我们的微波炉。
图注：任何微波炉的门上都将装有带孔的筛网。孔足够大，可以让可见光进出，但对于微波来说孔太小，不允许微波通过。这使我们能够看到食物烹饪时内部的情况，而没有任何微波炉逸出微波炉。
当您看微波炉的门时，您会发现门上有一种筛子，上面有小孔：直径约1毫米的孔。一毫米大约是可见光波长的2,倍，因此，当您按微波上的“开始”键，并且光继续点亮时，您可以看到里面正在发生什么。微波炉上的网状门对可见光透明。
但是，这些孔远小于在烤箱内烹饪食物所产生的微波波长。典型的微波炉烹饪的食物长约12厘米，该波长太大而无法穿过孔。结果，微波被反射并在内部反弹，直到它们烹饪食物为止，而可见光则自由地穿过柜门到达我们的眼睛。
图注：富含尘埃的博克球状体（Bokglobule）和巴纳德68分子云（Barnard68）的可见（左）和红外（右）视图。红外光的阻挡程度不高，因为较小尺寸的尘埃颗粒很少，无法与长波光相互作用。在更长的波长下，可以揭示出除挡光粉尘之外的更多宇宙。
一种物质是吸收、反射还是透射光的观点对科学家来说是非常熟悉的。特别是天文学家通过观察不同波长的光来利用这一点。宇宙本身充满了吸收可见光的尘埃颗粒，这就是为什么银河系中的黑暗特征与背后数十亿颗恒星互为映衬的原因。
但这些尘埃颗粒的尺寸特别小。它们吸收蓝色（短波）光比吸收红色（长波）光更好，这意味着我们可以观察更长的（红外）波长来“看穿”尘埃。为什么？较长波长的光对这些尘埃颗粒是透明的，使我们能够看到超越此范围的宇宙。让我们再回到COVID-19冠状病毒。
图注：新型冠状病毒SARS-CoV2的3D渲染以电子显微镜显示的样式显示，但以指定的颜色显示，根本无法反映人眼所见。实际上，COVID-19冠状病毒是人眼完全看不见的。
可见光针对50纳米大小新冠病毒，波长太长而无法对COVID-19冠状病毒敏感，它只会透过它。所有更长波长的光也是如此：红外、微波和无线电。但是，当您进入10纳米至纳米的紫外线光谱范围时，紫外线光谱的较短端肯定会与病毒相互作用。如果我们想用光对COVID-19成像，紫外线就可以完成。
但最好的工作是用电子显微镜来完成，它利用波粒二象性原理，利用特定能量的电子来成像这么小的粒子。通过这样做，我们可以构建一个三维图，显示COVID-19或任何小粒子的形状。电子显微镜为我们提供了最小分辨率的最小分辨率的成像，即使对于单个病毒也是如此。
图注：这是典型冠状病毒的电子显微镜扫描的实际图像：一种包裹在直径约50纳米的球形蛋白质中的核酸。术语“冠状病毒”来自该病毒四周的冠状刺突。
确实，COVID-19冠状病毒具有大致球形的形状，并带有卷须状突刺：这是通过各种成像技术揭示的实际物理形状。单个的突刺使它具有冠状外观，从而使病毒有了“冠状病毒”的名字
在科学家使用这些革命性的显微镜技术观察到太阳日冕（日食期间所揭示的）与此类病毒的外观之间存在视觉相似性之后，“冠状病毒”这个名字首次于年使用。但是这些技术只能揭示病毒的实际形状。它们不能揭示病毒的颜色，而且理由充分。在“颜色”对人类有意义的光波中，COVID-19冠状病毒只不过是隐形的。
图注：这样的插图显示了新型的COVID-19冠状病毒攻击人类细胞，但是红色只是一种分配的可视化形式，没有任何物理意义或相关性。
在这个宇宙中，一切都受物理学定律的约束。在物理学中，光由其波长定义，可见光出现在至纳米之间的狭窄范围内。太小而无法与这些波长的光相互作用的粒子（如50纳米宽的COVID-19冠状病毒）既不吸收也不反射该光，且根本不与之相互作用。对于我们可以看到的光线类型，COVID-19冠状病毒完全透明。
COVID-19仍与光相互作用，但仅像紫外线和X射线光这样的较短波长的光可以相互作用。我们仍然可以使用电子显微镜等技术探究其结构，从而揭示其形状和结构。但是COVID-19和任何这么小的物质粒子一样，根本没有实际的颜色。我们可以随心所欲地想象它，但我们必须认识到，在与这种疾病的斗争中，它确实是看不见的敌人。
