隱身有術(shù)

御　風(fēng)

在風(fēng)靡全球的電影《哈利·波特》中，我們能看到這樣的場(chǎng)景，每當(dāng)波特身臨險(xiǎn)境的時(shí)候，“隱身斗篷”就會(huì)發(fā)生作用，救他的性命。

隨著光學(xué)和電腦科技最近的發(fā)展，隱形技術(shù)將不再是幻想。日本有一位教授研制成功一件“隱身衣”，穿著它就能實(shí)現(xiàn)部分隱形。美國(guó)科學(xué)家也發(fā)明了一種能隱形的“斗篷”。可以預(yù)料，在不久的未來(lái)“隱形科技”會(huì)有很大的發(fā)展，并最終影響到我們的日常生活。

“隱身衣”

4年前的2月，東京大學(xué)的工程學(xué)教授發(fā)明了一件隱身外衣。隱身衣看上去像一件閃閃發(fā)光的雨衣，它實(shí)際上是個(gè)屏幕，能顯示出“隱身人”后面安裝的一個(gè)攝像機(jī)拍攝的影像。猛然一看，給人的錯(cuò)覺(jué)就好像能把他看穿。

這件衣服外面覆蓋一層回射性物質(zhì)，衣服上還裝有數(shù)個(gè)小型攝像儀。在設(shè)計(jì)“隱身衣”時(shí)，用回射性物質(zhì)制成了微反射層，它的作用就像電影銀幕。即使微反射層被卷曲折起來(lái)，它也能顯示畫(huà)面。

“隱身衣”的后面有一臺(tái)攝影機(jī)和投影機(jī)連接在一起。投影機(jī)把人身后的物體送到“隱身衣”表面的微反射層上。由于這個(gè)過(guò)程沒(méi)有時(shí)間差，邊上的人就會(huì)有一種錯(cuò)覺(jué)，能夠透過(guò)“隱身衣”看見(jiàn)后面的東西。

我們希望將來(lái)“隱身衣”達(dá)到實(shí)用化以后，可以用于外科手術(shù)。外科醫(yī)生動(dòng)手術(shù)時(shí)或許就能避免開(kāi)大口子，因?yàn)樗麄兪稚洗髦厥獾氖痔祝梢园巡∪梭w內(nèi)的情況投射到手套表面上。“隱身衣”的另外一個(gè)用處是，把微型“隱身衣”安裝在飛機(jī)駕駛艙內(nèi)。這樣飛行員就不用冒險(xiǎn)硬著陸。由于飛機(jī)下方的地形已經(jīng)投影到了駕駛艙的地板上，飛行員可以輕松地估計(jì)飛機(jī)離地面的高度。

真身盡“遁”

前面那件隱身衣只能部分隱形，要實(shí)現(xiàn)完全隱身，就得有一件真正的隱身衣，這樣，觀察者從任意一個(gè)角度去看，都能清晰顯示出穿著者身前、身后的景象。這就需要配置6對(duì)立體照相機(jī)，分別朝前、后、左、右、上、下方向。照相機(jī)將影像傳送給排列緊密的顯示器元件。這些元件將捕獲來(lái)自各個(gè)方向照相機(jī)拍攝的景物信息投影到顯示屏幕上。

這里還有一個(gè)白天光照問(wèn)題，在太陽(yáng)光下面其光照強(qiáng)度要比不在太陽(yáng)光下強(qiáng)23萬(wàn)倍，這就要求在太陽(yáng)光下隱身衣能起到隱身的效果，隱身衣上配置的顯示器亮度必須達(dá)到同樣的水平，甚至更優(yōu)越的顯示器。

反應(yīng)時(shí)間也是個(gè)技術(shù)障礙，因?yàn)殡[身衣顯示屏刷新的頻率必須要比人眼的視覺(jué)頻率快，否則觀察者看到的是模糊、重疊甚至抖動(dòng)的背景圖像。

總的來(lái)講，一件完美的隱身衣，必須能從所有角度捕捉背景影像，并同時(shí)從多個(gè)視角顯示出來(lái)。為了顯示出連續(xù)的影像，隱身衣的布料上覆蓋超級(jí)象素裝置，在每個(gè)半球形透鏡后面裝一個(gè)180×180像素的顯示器，這樣觀察者可獲得32400個(gè)不同的視覺(jué)角度，應(yīng)該說(shuō)可以達(dá)到隱身的目的。

隱身衣的雛形已經(jīng)問(wèn)世，科學(xué)家距離發(fā)明完美的隱身衣只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題。未來(lái)有一天，在一件完美的隱身衣上安裝許多2G赫茲的奔騰處理器，以及足夠使用的鋰離子電池等，并利用量子點(diǎn)陣就可在柔韌材料表面顯示出色彩明亮、豐滿的全息影像。到時(shí)候，一件真正的隱身衣就會(huì)誕生!

如何隱形

隱身衣實(shí)現(xiàn)隱形的方式實(shí)際上是在欺騙人們的眼睛，怎樣才能夠真正地做到隱形呢?

方法一：當(dāng)光照射在物體上，而這物體不吸收光線，物體也就隱形了。

英國(guó)研究人員菲利普斯有自己獨(dú)特的“隱形術(shù)”。他研發(fā)用一種激光來(lái)改變物質(zhì)感光的模式。

正常情況下，當(dāng)光在同一個(gè)物質(zhì)上發(fā)生作用時(shí)，其原子只吸收一定波長(zhǎng)的光子。然而，當(dāng)菲利普斯把一束特殊的激光——“耦合激光”打到一片晶體上時(shí)，激光直接穿過(guò)晶體沒(méi)有任何反射和折射，也沒(méi)有被吸收。這也就是說(shuō)，這片晶體實(shí)現(xiàn)了隱形!這是隱形科技上的一項(xiàng)重大的發(fā)現(xiàn)。

方法二：讓光繞過(guò)物體。

理論上講，可以引導(dǎo)光波繞過(guò)一個(gè)物體，使其好像完全沒(méi)有被物體反射，從而實(shí)現(xiàn)隱形。而一種名為“超常介質(zhì)”的材料具有這種本領(lǐng)。所謂“超常介質(zhì)”是一種人造結(jié)構(gòu)，它具有天然物質(zhì)所不具備的特性。

科學(xué)家認(rèn)為，要制造扭曲光波(或其他類型的電磁波)的“超常介質(zhì)”，關(guān)鍵在于材料的結(jié)構(gòu)特性。科學(xué)家已經(jīng)制造出“超常介質(zhì)”。這種材料的性質(zhì)能被調(diào)節(jié)，當(dāng)用該材料制造的隱形裝置碰到光波或電磁波時(shí)，它既不產(chǎn)生反射也不形成影子，從而達(dá)到“隱身”效果。下面說(shuō)的隱形斗篷就是用“超常介質(zhì)”制造出來(lái)的。

隱形“斗篷”

最近，美國(guó)杜克大學(xué)研究人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，一個(gè)銅柱在微波探測(cè)前實(shí)現(xiàn)了隱形。科學(xué)家用微波來(lái)探測(cè)這個(gè)銅柱。就像光波或者雷達(dá)，微波在遇到物體后會(huì)發(fā)生反射，這樣物體就會(huì)被發(fā)現(xiàn)，而且會(huì)形成一個(gè)陰影。

可是，研究人員在給銅柱“穿上”“斗篷”以后，微波就會(huì)繞過(guò)銅柱，就像銅柱根本不存在一樣，這和溪水流過(guò)光滑的石頭是一個(gè)道理。“隱形斗篷”針對(duì)的是輻射波的特定頻段如微波，監(jiān)測(cè)微波的人不能判斷出微波曾經(jīng)過(guò)一個(gè)物體。

“隱形斗篷”究竟是什么呢?這種新材料是由金或銀的納米線圈中嵌進(jìn)棱狀的類玻璃物質(zhì)組合而成。這種全透明的人造混合物，組成一系列的向心圓，造成電磁波和該物質(zhì)產(chǎn)生不同尋常的“互動(dòng)”。也就是說(shuō)，普通玻璃會(huì)反射一些接收到的光線的特性，而這種新材料是完全透明的。

人之所以能看到物體，是因?yàn)槲矬w會(huì)散射照在它身上的光線，其中的一些光線發(fā)射到了人的眼睛里。因而，為了真正實(shí)現(xiàn)科幻，小說(shuō)中的隱形，就是在可見(jiàn)光照射的情況下實(shí)現(xiàn)隱形，其實(shí)相當(dāng)于把試驗(yàn)中的微波換成光波。“隱形斗篷”只要減少物體反射的光線，減小物體投下的陰影，這樣物體就不會(huì)被發(fā)現(xiàn)了。現(xiàn)在研究人員希望在光波經(jīng)過(guò)物體時(shí)也能達(dá)到同樣的效果。

“隱形斗篷”要真正達(dá)到隱形的效果，還有一段很長(zhǎng)的路要走。不過(guò)，隱形科技正飛速地發(fā)展著。