隱形衣的技術與倫理之爭

劉鈺穎 馬瓊

加拿大“超級隱形”公司前段時間表示，他們研發的“量子隱形”材料及相關技術已經獲重大突破，并得到美國軍方和加拿大軍方的認可。

據介紹，“量子隱形”的材料成本很低，除可通過折射周圍光線實現“完全隱形”外，還能躲避紅外線探測，用以制作隱形衣，可幫助士兵完成高難度作戰任務，未來有望應用在下一代隱形戰機、潛艇和坦克上。

這已不是隱形衣概念第一次走進大眾視野。早在本世紀初，科學家就啟動了相關研究。如今，隱形技術已進入“超材料”階段，在軍用及民用領域均有應用，同時也勾起了人們的好奇——人人都能擁有隱形衣嗎？

量子隱形衣問世

“超級隱形”是一家迷彩設計公司，目前有超過200萬件軍裝在世界各地使用。該公司于2010年前后開始進行量子隱形研究，早在2013年就研制出了初代隱形斗篷，并獲得加拿大軍方的認可。

該公司首席執行官基·克雷默表示，量子隱形材料可以在目標周圍彎曲光波，使目標完全不可見。這種材料不僅可以在肉眼上達到隱形，還可以躲避紅外（夜視）和熱感應，并消除目標的95%的陰影。

基·克雷默在公司網站發表的聲明中說，出于“安全考慮”，官網只公布了數字合成的虛擬效果圖，向媒體展示“量子隱形”的概念。照片中，一個女子在身上披了一塊量子隱形偽裝的面料，如果她是在樹叢邊，就會變成跟樹叢一樣的顏色，如果是在草地上，也可以與周圍融為一體。

因為沒有披露更多細節，隱形材料的效果也遭到質疑。對此，基·克雷默表示，之所以公布概念圖，是為了引起美國軍方“足夠的注意”。現在公司已經向美國軍方、加拿大軍方展示了這種材料，對方已經知道“量子隱形”材料可以在完全不借助其他技術的情況下實現隱形，甚至可逃過紅外望遠鏡和熱力學設備的追蹤。

該公司表示，接下來一年，將對承包商提交的10個原型制服進行測試。這些制服需要能在各種氣溫和天氣下生效，并且不妨礙士兵的正常工作。

隱形技術進入“超材料”階段

科學家最初認為，光線的傳播方向有其規律且無法改變。2000年，美國杜克大學史密斯研究小組研制出一種網格狀材料，稱它可以改變光的傳播路線。2003年，《科學》雜志將其列為當年的10大科學研究突破之一，為隱形衣的研制奠定了基礎。

2006年，英國帝國理工學院的約翰·彭德里教授等在《科學》雜志上發表文章，提出利用坐標變換的方法設計隱形衣——既不反射也不吸收電磁波，而是使電磁波能夠繞過被隱身的區域，按照原來的方向傳播。這為之后的隱形衣研究提供了理論參照。

此后，電磁隱形、光學隔離式隱形和散射相消式隱形等相繼發展。除了量子材料之外，科學家也關注納米材料、超材料、元材料、人造玻璃纖維和化纖布等材料在改變電磁波方向中的應用。美國、日本、俄羅斯、英國、以色列等國家都在隱形材料的研究中取得了實質性成果，并且優先運用于軍事領域。

美國國防部長期與杜克大學史密斯小組保持合作。2009年初，《科學》雜志刊登美國杜克大學及中國東南大學的研究成果，史密斯研究小組宣稱他們研制出一種二維超材料：將銅環、微絲布放到多層玻璃纖維復合材料上，形成的微結構能夠讓微波轉向，就像水流繞開巖石一樣，這是全球首件二維隱形衣。

目前美國的F-35戰斗機和DDG-1000驅逐艦上就運用了部分超材料隱形技術。但這種材料必須對可見光的7種波長都生效才能隱形。雖然深入研究已經取得成果，但還是階段性的。

作為當今世界新興技術之一，超材料成為國際軍事競爭中的重頭戲，也被列入中國國務院印發的《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》。超材料是具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料，同樣是通過讓電磁波轉彎，達到視覺隱形的目的。

目前中國的超材料技術已進入應用階段，在飛機、軍艦、導彈和雷達系統等高端裝備領域已經逐步應用。2017年9月，科技部官網發布消息稱，中國超材料及其相關器件關鍵技術研發取得新進展，863計劃新材料技術領域辦公室在北京組織專家對這一主題項目進行了驗收。

可軍用，也可民用

彭德里此前預言，在不久的將來，隱身技術一定會運用在軍事上。雖然比起使物體消失，隱形衣更像是一種偽裝，隱形衣的穿戴者在某些波長上將是有效透明的，會成為彩色的影子，但這對于軍事目的而言的確是隱形的。與花紋顏色眾多、無法躲避夜視儀的迷彩相比，隱形衣顯然更具競爭力。

此前，美軍曾將3輛斯特萊克裝甲車送往阿富汗戰場，裝甲車披著由先進傳感器和顯示板組成的隱形衣。雖然裝甲車能夠像變色龍一樣根據周圍環境改變顏色，但是美國陸軍并不是十分滿意，因為當時的隱形衣太過笨重，而且一旦遭受打擊便會失靈。

利用材料的特殊晶格結構改變物體本身的折射率，讓電磁波（可見光、微波與紅外線）改變方向，并不是科學家唯一研究的隱身方法。

史密斯小組也表示，科研人員可以研發民用的隱形材料，將煉油廠、化工廠等有礙觀瞻的工廠覆蓋隱身材料，保證城市整體景觀和諧。改變折射方向的特性甚至可以應用于調整地震波方向、阻止放射性物質泄漏的研究。

美國“國家納米科學研究中心”主任、華人科學家張翔曾表示，其實隱形材料還有更加重要和深遠的用途——負折射透鏡。

自然界中光線遵循折射定律，總是沿正折射角方向折射。但是隱形材料將會使光線沿負折射角方向折射，形成負折射。

以負折射率的材料覆蓋在物體表面，可在納米尺度上讓被物體阻擋的可見光和近紅外光彎曲，令觀察者產生被阻擋物體不存在的錯覺，實現“視覺隱形”。

負折射透鏡能讓研發人員在極小的尺度上工作，制造出更小的電路，讓芯片的存儲能力、集成能力大幅提升，從而產生性能更高的計算機、存儲量更大的硬盤。在生物學領域，科學家則有望對活細胞的內部一探究竟，這對研究病毒入侵細胞的機制、新藥篩選等都會產生重大影響。

現在隱形技術已獲得質的突破，其未來應用領域和前景非常廣闊，但是否會被濫用也成為不少人擔憂的重點。隱形衣一旦普及，任何一個人都能輕而易舉地把自己藏起來，“擺脫拘束，四處游蕩”。

針對這些擔心，史密斯小組負責人史密斯教授指出，“在隱形衣面世前，還有大量的基礎科學問題待解決，現在就擔心它的負面影響還為時過早。”

（張立薦自《環球》）