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隱身術,并非那么簡單

2018-01-25 09:07:08江蘇省張家港市大新鎮新凱學院顏士州
農村青少年科學探究 2017年10期

江蘇省張家港市大新鎮新凱學院 顏士州

幻想

湖畔,一只漂亮的小梅花鹿,正在安詳地飲水。獵手們悄悄地向它走近,剛要放箭,機靈的小鹿就發現了自己的處境,揚起四蹄,飛快地逃走了。獵手們掃興地嘆了口氣:唉,又撲空了……

一只金色的蜻蜓,停在樹梢上小憩。頑皮的孩子屏住呼吸,偷偷地向它伸出了小手,眼看就要捉住了,機警的蜻蜒卻看出了孩子的企圖,振起翅膀,撲愣愣地飛去了。孩子內心里升起一個天真的念頭:要是我能變得誰也看不見,那就好了……

一隊士兵在大樹和灌木叢的掩護下,小心地向敵營摸去,但狡猾的對手還是發覺了。敵營里彈如雨下,為首的一名士兵不幸中彈。在臨死的一剎那,他用盡全部力氣講出一個遺愿:如果能有一種隱身術,戰士們就不會……

這些不同的人都有一個共同的心愿——隱身!這種愿望是強烈的,它像夢幻中的仙境,撩撥著很多人的心!于是,在西方就有了“隱身帽”的童話,在東方就有了“隱身草”的傳說……

嘗試

人們知道,視覺的產生有賴于物體對光線的反射和吸收(全部反射,物體呈白色;全部吸收,物體呈黑色);透明物體既不反射光線,也不吸收光線,而是讓光線直接通過。于是,在一些才思敏捷的學者中就產生了這樣一種推理:透明的物體是看不見的,人如果透明了,隱身就實現了。

時間進入十八世紀以后,先進的科學技術給實踐這一推理帶來了方便,以人體透明為目的的各種千奇百怪的實驗,像一股熱風席卷了當時科學文化的中心——歐洲。

巴黎醫學會就有一位卓越的科學家,為此獻出了畢生的精力。他得到了一只半透明的、可以清楚地看到骨架和內臟的兔子尸體,這在當時已經是一個非常了不起的成就了。它鼓舞了成百上千名科學家的信心,也喚起了當時英國著名科幻小說家威爾斯的靈感,他以此為依據,成功地塑造了小說《隱身人》中的主人公。

威爾斯的作品的確是成功的,它至今仍然擁有廣大的讀者。但遺憾的是,為使人體透明而苦斗了一個多世紀的科學家們卻一無所得。其實,他們也不可能有任何收獲。因為科學在理論和技術上的進一步發現,對他們所做的一切努力都做了徹底的否定。

否定

科學家們遇到的第一個難題是,如何使構成人體的基本物質蛋白質透明。

人們知道,化學可以使各種物質染色或者脫色。于是,科學家們開始求助于化學。但他們立刻發現,蛋白質遠非他們想象的那樣可以由人主宰。這種生命的組成成分并不“好客”,它拒絕接受外來的一切“賜予”,并且“寧死不屈”;當它一旦被外來異物侵入時,構成它的氨基酸馬上就分解死亡了。在無情的事實面前,科學家們只能像撥浪鼓似地搖晃著腦袋——他們失敗了。

然而,事實不僅如此。即使解決了這個問題,還存在著第二個難題——折光率。

近代光學研究在各個領域的重大突破使人們得知,不同密度的透明體,對光線的折射也不同;而且某些角度的透明體還可以將光線分解,如三棱鏡可以析出七色光譜。構成人體的各種物質,密度和角度顯然都是不同的。因此,即使將人做到了全身透明,這個“透明人”在人們眼里也將會是一個色彩斑斕的怪物。啊!這又是一個不可逾越的鴻溝。

何況,用上述辦法搞出來的“隱身人”,只能是一個瞎子!物理學和醫學告訴我們,眼睛之所以能看見景物,是因為角膜、玻璃體和晶狀體的折光,以及視網膜的感光。假如構成人眼的細胞也透明了,并且變成了同一密度,那么誰來完成對光線的折射和接收呢?

科學家們在明白了上述一切之后,終于絕望了。因此從那時起,在長達一百多年的漫長歲月里,人們再不敢對隱身術這個古老的課題,提出新的設想了。然而,人類社會從它誕生的那一天起,就是沿著一條曲線前進的。失敗,只會使人們更有經驗。

否定之否定

在你閱讀這節文字之前,首先請你記住這樣一個光學原理:光,永遠是沿著最短的路線前進。

牛頓創立的經典物理學告訴我們,宇宙中的一切物質都是通過力場相互作用的;力場使一切物質不即不離地聯系在一起,構成了空間的相對平衡;在這種平衡的空間里,任意兩點之間的最短路程是直線。這是人們早已知道的概念。

然而,當偉大的愛因斯坦在1916年提出廣義相對論之后,這一概念在部分科學領域里被動搖了。廣義相對論指出:在力場的作用下,空間會發生彎曲,在這種彎曲中,兩點之間的最短距離應該是一條曲線,因此光在力場中是沿曲線前進的。

1919年,英國科學家利用一次日全食的機會,首先驗證了這一革命性的理論。他們把一架天文望遠鏡對準太陽的邊緣進行觀察,然而呈現在鏡中的卻不是太陽,而是一顆被太陽擋住的星星。這就足以證明愛因斯坦的結論是對的——人們的視線被太陽附近那強大的引力場所彎曲,從而繞過了太陽。

這個驚人的發現,使一些敏感的科學家從迷惘中醒來,他們又有了足夠的勇氣對對隱身術的否定進行一次新的否定。他們所持的論據是這樣的:既然人們的目光可以繞過太陽,那為什么不可以繞過一個像太陽一樣產生力場的人呢?

誰來完成這一使命

問題似乎變得簡單了,只要制造出一種可以產生強大力場的“隱身服”,將它穿在身上,就可以使人們的目光繞過這個人的身體,向著原來的方向繼續前進,直接落在被他擋住的景物上,于是這個人就變成了誰也看不見的“隱身人”。

廣義相對論告訴人們,這種設想是可行的,剩下的不過是個技術問題。

然而,這個“不過”并不簡單。一個正常人要想保持行動靈活,最多只能負重20公斤。如何使這件只有20公斤重的隱身服,產生足以偏轉光線的力場呢?又將采取什么辦法,使隱身服包裹著的人的目光不受偏轉呢?這種超強力場對人體是否無害呢?……可見,科學家們肩上的擔子并不輕松。但可喜的是,人們畢竟找出了一條可以隱匿自己的理論依據。

近年來,美國科學家利用“超材料”組成的特異合成物,找到了使物體周圍光線彎曲以達到隱形效果的辦法,目前已經開始應用在軍事上。英國科學家也從超分子的角度制造出了納米級別的超材料,通過改變它們與光的相互作用,從而發明了視覺隱身衣,但效果并不明顯。不管隱身技術將來是否能夠真正地走進人們的生活,隱身這個古老的幻想始終會像一顆璀璨的明珠一樣,不斷迸發著它那誘人的光彩!

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