石頭真是個好東西！
我認爲石頭非常適合用來了解自然的秩序之美。
大家好！我是「日本科學未來館」的科學交流員鈴木毅！
不知不覺間夏天就到了。
想必各位讀者中有很多人從這個4月開始了新生活，或者利用不久前的長假出門旅行，一定接觸到了很多新事物吧。
那麼，就請順便接觸一下石頭吧，這就是我這次想跟大家聊的話題。
不過，當然不是地上隨處可見的石頭。
我要介紹的，是被稱爲礦產或寶石的石頭。
讓我最初對石頭燃起興趣的，是黃鐵礦和水晶石（下圖）。
左：從石頭中突然凸出來的立方體——黃鐵礦。也被稱爲「愚人金」，英文名爲Pyrite。形狀整齊的立方體會讓人誤以爲是人工加工出來的，但其實是地道地道的純自然出品。
右：水晶石應該很多人都見過。外觀呈漂亮的六角柱狀，非常靚麗。英文名爲Quartz。圖中的尖六角柱也是未經修飾的天然形狀。
這次要爲大家介紹的石頭不是上述這樣常見的礦石，而是蛋白石。
大家見過蛋白石這種寶石嗎？
要問這種石頭的外觀長什麼樣子，基調以白色爲主。
石頭中看起來有彩虹似的碎片在熠熠發光。
而且從不同的角度看，顏色還會發生變化。
純白色的蛋白石又被稱爲普通蛋白石，而帶有彩虹色變化的蛋白石被稱爲珍貴蛋白石。
首先，我請日本科學未來館的同仁根據上面的描述畫出了自己想像中的蛋白石！
大家也在看到實物之前先想像一下，這樣看到實物後會更加感動。
下圖是我的同仁畫的蛋白石。
我覺得畫出了蛋白石的精髓。這是未來館公關部的中野陽子畫的！
實物長什麼樣，請看下面的照片。
左側爲普通蛋白石，右側爲珍貴蛋白石。這是我自己買的，所以稍微有點小。珍貴蛋白石的長邊直徑約爲1.6cm。用寶石常用的重量單位來計算爲3.02開。順便一提，這塊普通蛋白石的價格爲300日元，珍貴蛋白石原價2000日元，我是在打折時花1000日元買到的。
下面問大家一個問題。
這種有着七彩顏色的蛋白石是由什麼成分構成的？以下物品中，哪種物品的主要成分與蛋白石相同？
（1） 用於玻璃窗和杯子等的玻璃
（2） 零食袋裏的乾燥劑矽膠
（3） 上面提到過的水晶
（杯子和矽膠的圖片取自Pixabay https://pixabay.com/ja/）
現在公佈正確答案。
上面三種物品中，主要成分與蛋白石相同的是......其實，三種物品全部相同！
無論是玻璃、矽膠還是水晶，主要成分都是二氧化矽。
（嚴格說來，全部稱爲二氧化矽稍微有點不妥，但基本上是相同的）
上面三種物品的主要成分全部相同，但外觀大爲不同。這也是石頭的魅力之一。
爲什麼主要成分都是二氧化矽，但外觀會不一樣呢？祕密藏在肉眼不可見的微小構造裏。
蛋白石由非常小的「二氧化矽粒珠」 有序排列而成（下圖），而水晶則是二氧化矽分子相互連接並有序排列形成的「晶體結構」。
珠粒的直徑約爲100~400nm。即尺寸爲1mm的2,500~10,000分之1。
光線在珠粒的空隙和粒珠中邊反射邊前進。在此程序中，某種顏色的光會強化，或者某種顏色的光會變弱並消失。由此就呈現出了被稱爲蛋白石色的彩虹般的顏色。
※蛋白石還有一個特點是，粒珠的縫隙之間被水分子填滿。將蛋白石乾燥後，彩虹色會消失，還會破裂。如果用微波爐加熱的話，還會滲出水來。當然這樣做可太可惜了！
蛋白石的粒珠排列時會產生凸凹，這種細結構與光的波長爲相同等級的時候，在光的反射以及光線減弱或強化的作用下就會出現獨特的顏色。而且這種繞射不是用色料或顏料轉列而成的，而是由微細構造形成的 「結構色」（很直白吧）。
蛋白石顯示出來的彩虹色被稱爲「遊彩效果」。
這種結構色在自然界有很多，肥皂泡的彩虹色和吉丁蟲的金屬光澤都屬於結構色。
日本科學未來館的3樓常設展覽「技術革新的原動力」展區有介紹閃蝶的翅膀顏色和利用相同原理製作的人工纖維展示，大家有機會一定要去參觀一下。
石頭也有許多這樣的結構色。
擁有閃閃發光的顏色或者彩虹色，以及顏色會隨着角度而變化的物體大多都是結構色。
這次我特別着眼於石頭的顏色、即蛋白石的顏色。
雖然此次沒有太涉及到，石頭其實是擁有各種美的東西。
※就是因爲這個理由，讓我癡迷於黃鐵礦（本文第一張照片左）。這個話題有機會我們再聊。
石頭的顏色和形狀很漂亮，爲什麼會這樣，這些好奇與疑問正是科學發現的原點。
可以毫不誇張地說，對石頭感興趣是一種科學愛好。
所以，大家也和我一樣來愛上石頭吧。
供稿：日本科學未來館 科學交流員 鈴木毅
2017年08月21日執筆
JST客觀日本編輯部翻譯整理
