文/陈思进
隐形(或隐身,在此文中为一个概念),一直是人类想象力中的神奇技能,无论是现实中的军事应用还是科幻作品中的超能力,都让人们着迷不已。
英国小说家赫伯特·乔治·威尔斯在1897年发表的《隐形人》是我小时候最爱看的科幻小说之一,从《隐形人》的字里行间到《哈利·波特》系列中神奇的隐身衣,或者《指环王》中的指环,隐形一直都是科幻小说和幻想中的奇妙事物之一。可是,在至少一个世纪的时间里,物理学家对于隐身衣存在的可能性不屑一顾,断言它们是不可能存在的:它们违反了光学定律,并且不符合任何已知的物质属性。但在今天,不可能或许能够成为可能。一种在“超材料”上取得的进步正在有力地推动一场光学课本的大规模修订。这一材料的工作原型实际上已经在实验室中制造出来了,这激起了媒体领域、工业领域和军事领域人士的兴趣。
近日,在一场科学活动上,中国科学院院士褚君浩介绍了“多种光学隐身方法的效果测试”,现场展示了利用特殊材料实现的“隐身术”。
在现场,褚君浩院士请工作人员手持一块面板,起初透过面板还可看到人物的下半身,但将这块材料旋转90度之后,褚君浩院士的下半身“消失不见了”,但能够清楚地看到人物身后的舞台场景。褚君浩院士表示:“未来哈利·波特的隐形斗篷将成衣柜里的日常用品。”
不禁想起之前看过的一个视频,国产隐身无人侦察机“天鹰”首飞成功。总师马洪忠回忆:“那时候的心情无法用语言表达,有的人哭了。我当时到飞机前,狠狠亲了飞机一下”。
接下来,让我们探讨一下,实验过程中实现隐身的原理是什么?隐身技术走入日常生活还要多久?
1. 隐身的概念
隐身,顾名思义,即使物体在视觉上变得无法察觉。在军事领域,隐身技术可以使飞机、船只甚至士兵在战场上躲避敌人的侦察,提高作战效率。而在科幻作品中,隐身则被描绘为一种超自然的能力,可以使人或物消失于人们的视线之中。
2. 隐身的原理
实现隐身的方法多种多样,但大多基于光学原理。如在特定的情况下,如果原子被随机排列,一个固体就可能变得透明。这可以通过将特定材料加热至高温后再迅速使其冷却来实现。比如,玻璃是一种由于其原子随机排列而具有许多液体性质的固体。
而最为常见的是利用折射、反射或吸收光线的方式来达到隐身效果。例如,通过设计特殊的材料或涂层,可以使光线在物体表面发生折射,使物体不被人眼所察觉。此外,还有一些高级技术,如相移抖动干扰技术,利用频率的微小变化来扰乱雷达信号,从而实现隐身效果。
不过,隐形技术中最有前途的新进展或许是一种叫作“超材料”的奇异材料,有朝一日它也许真的能让物体隐形。
3. 隐身技术的发展
隐身技术并非一蹴而就,其发展经历了漫长的历程。最早的隐身实验可以追溯到20世纪初,但真正的突破发生在20世纪末,随着雷达技术和材料科学的不断进步,隐身飞机如F-117和B-2等开始服役。如今,隐身技术已经成为现代军事的重要组成部分,被广泛应用于战斗机、导弹和军舰等领域。
4. 隐身技术的局限性
尽管隐身技术有着让人叹为观止的效果,但其也存在一些局限性。首先,隐身并非绝对的,只是减弱了物体在特定波段上的可见性,而在其他波段上仍然是可探测的。其次,实现隐身需要复杂的设备和技术支持,成本较高,不是所有国家都能轻易获得。最后,隐身技术在大气条件、天气情况等方面也存在一定的限制,不同环境下的效果可能会有所不同。
5. 未来展望
随着科技的不断进步,隐身技术也在不断演化和发展。未来,隐身技术可能会更加普及和精密化,同时也可能会出现新的突破,如量子隐身技术等。然而,随之而来的是对隐私和安全的新挑战,如何平衡技术发展与社会稳定将是未来隐身技术发展的重要议题。
结论
隐身技术,作为人类技术和想象力的结晶,既神秘又充满着无限可能。从军事应用到科幻作品,隐身技术都以其独特的魅力吸引着人们的关注。然而,随着科技的不断发展,如,通过或利用等离子体光子、纳米技术、甚至全息图,我们或许将有机会亲眼目睹这一神秘技术的更多奇迹。
PS. 之前在此专栏中也曾提及全息原理,那就在下文中,展开来详谈吧。
2024年03月24日写于多伦多安大略湖畔