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隐身衣:你来了,谁看见?
3上一篇 2011年8月30日 放大 缩小 默认        
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隐身衣:你来了,谁看见?

 

古希腊有珀尔修斯隐身手刃女妖美杜莎的神话,中国古代亦有孙悟空使个隐身法偷蟠桃宴的仙酒,《哈里·波特》中的主人翁每次遇到紧急情况都披上隐形斗篷瞬间遁形……人人都想有件隐身衣,曾经这些对于人类而言仅仅是神话或者科幻。日前,一名来自匈牙利的本科生解决了隐身衣研制中的关键技术问题,那么,未来穿上隐身衣就并非不可能。 宗禾

未来隐身衣并非不可能

梦想家们可以忽略幻想与现实间的巨大落差,让想像力展翅翱翔,好在有科学家们一直埋头苦干,试图填补这一沟壑。

近日,英国圣安德鲁斯大学一名来自匈牙利的本科生解决“隐形衣”研制过程中的一个关键技术难题。研究人员在所谓“隐形衣”上增加了一种光学设备,这种光学设备不仅仅本身可以实现隐形,而且还能够令光线减速。

这种光学设备被称为“隐形球”,它可以令所有接近隐形衣的光线变缓。这就意味着,被隐形物体周围的光线不一定要被加速。通常,有限隐形的隐形衣必须要让周围的光线加速才能够实现在可见光谱的特定区域内隐形。新发明将可能保证隐形衣穿戴者在颜色不断变换的背景中到处走动而不现身。

德国物理学会物理研究所一位发言人表示,“这一最新成果将让未来研制出实用的隐形衣成为一种可能,它解决了正努力克服的光速难题。更令人难忘的是,这一重要研究成果竟然是由一名年仅22岁的本科生完成的。”

著名隐身术都不靠谱

遍寻古今中外,隐身的故事都伴随着创造者的奇思妙想,各种千奇百怪的隐身方法亦是异彩纷呈。

科幻作家威尔斯笔下的隐身药水,一直为科幻迷所津津乐道。这种奇药可使身体组织丧失颜色,变得透明,进而消失不见。虽然这个科学过程被小说家忽略了,但我们可以略微猜想,这其中一定发生了许多生化反应,人体内的蛋白质等大分子变得不再可见。

而这一点在现代科学中仍然很难实现。蛋白质大分子对生物体的生存至为重要,而其颜色与可以吸收和散射光线的特性,与其本身的生化性质息息相关。如果人类尝试着改变自身分子的光学性能,无异于自掘坟墓。

而小说《魔戒》中,精灵女王送给哈比人的斗篷可以让他们和周围环境融为一体,实现“拟态隐身”。这种“经济有效”的方法在自然界里以保护色、拟态等形式广泛存在。田野中的变色龙,深海里的八爪鱼、比目鱼,都是个中高手,它们的身体可以跟随环境的变化而改变颜色甚至形态,使外界难以辨认。

然而,这一种隐身方法有着与生俱来的弱点:隐身人不可有任何动作,不能与外界有任何触碰。即便“隐身人”真能一动不动,也只能骗过眼神不好的观众。如果只是沿着这个方向走下去,我们隐身的梦想还相当遥远。

我们为何能隐身?

隐身衣何以隐身?追本溯源,或许我们应该问,我们为何能看见物体?

科学家认为:“人之所以能看到物体,是因为光射到物体上后会被阻挡并反射到人的眼睛里。”人们可以通过反射或散射的光看到物体。那么隐身衣如何隐身,便是一个光学问题。

我们希望隐身衣达到的效果是,当光经过需要隐身的物体时,就像该物体完全不存在一样。那么,物体对光的作用必须消失,减少反射,还原光线的传播方式,将物体背后的信息传递给观众。简单地说,就是光线碰到物体能拐个弯,然后回到原来的传播方向,那么在物体前方的人看到的就是物体背后的景象。

自公元60年希腊数学家希罗起,人类不停地探索光的传播原理。1662年,法国数学家费马所提出的费马定理告诉我们,光线以最短距离——直线在空间内传播,这个妇孺皆知、广泛进入中小学物理课本的定理,似乎为让光线绕着物体“拐弯”的隐身衣判定了死刑。虽然其折射定律也告诉我们在介质中光线会弯曲,然而天然材料根本无法实现“隐身衣”对光线的弯曲要求。

随着材料科学发展的日新月异,近十年来迅猛发展的超材料研究帮助科学家梦想成真,这些自然界闻所未闻的人工材料,终于为隐身衣轰轰烈烈的上台揭开了帷幕。

 
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