但凡看過(guò)《哈利·波特》的同學(xué),沒(méi)有幾個(gè)不羨慕哈利披著隱身斗蓬自由穿行在霍格沃茨魔法學(xué)校的。或許心里還會(huì)發(fā)狠地幻想,要是自己也穿件隱身衣行走在師大校園里,享受著自由欣賞美景的幸福,該會(huì)是怎樣的景象……而這一切即將成為現(xiàn)實(shí)!
近期,《歐洲物理新聞》 雜志在研究亮點(diǎn)欄目以 Arbitrarilyellipticalinvisiblecloaks(《任意軸比的橢圓形隱身大衣》)為題,報(bào)道了東南大學(xué)毫米波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室崔鐵軍教授科研小組利用光學(xué)變換理論設(shè)計(jì)任意軸比的橢圓形隱身大衣的研究進(jìn)展。崔鐵軍及其科研小組在深入研究前人設(shè)計(jì)的圓形隱身大衣基礎(chǔ)上,從基于麥克斯韋方程形式不變性的光學(xué)變換原理出發(fā),從理論上成功設(shè)計(jì)出了適合任意軸比的橢圓形隱身大衣。他們給出了這種隱身大衣所需材料的電磁參數(shù)表達(dá)式,并通過(guò)有限元方法進(jìn)行了全波電磁仿真進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,他們所設(shè)計(jì)的橢圓形隱身大衣對(duì)任意角度入射的電磁波都有良好的隱身效果。
“隱身衣”雖為近幾年才逐漸風(fēng)行的科學(xué)詞匯,隱身技術(shù)可不是新鮮的科研領(lǐng)域———隱身技術(shù)早已在軍事上成熟地被應(yīng)用。美國(guó)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的 F-l17A隱形飛機(jī)具有良好的隱形性能,在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,美軍派出了 42架 F-117A隱形戰(zhàn)斗機(jī),出動(dòng) 1300余架次,投彈約 2000噸,用僅占總數(shù) 2%架次的戰(zhàn)斗機(jī)攻擊了對(duì)方 40%的重要戰(zhàn)略目標(biāo),自身沒(méi)有受到任何損失。隱身衣問(wèn)世正是源于類似隱形飛機(jī)的技術(shù)。
早在 2005年,美國(guó)杜克大學(xué)和英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院科學(xué)家在《科學(xué)》 撰文稱,他們已完成了視覺(jué)隱身技術(shù)的原理研究,即“引導(dǎo)光波等‘轉(zhuǎn)向’”。人之所以能看到物體,是因?yàn)槲矬w阻擋了光波通過(guò)。如果有一種材料敷在物體表面,能引著被物體阻擋的光波“繞著走”,那么光線就似乎沒(méi)有受到任何阻擋。在觀察者看來(lái),物體就似乎變得“不存在”了,也就實(shí)現(xiàn)了視覺(jué)隱身。杜克大學(xué)教授戴維·史密斯等人說(shuō),要制造這種扭曲光波的材料,關(guān)鍵是材料的晶格結(jié)構(gòu)特性,而不是其物質(zhì)構(gòu)成。他們從麥克斯韋方程出發(fā),推導(dǎo)出了決定材料結(jié)構(gòu)的一套方程式,人們可以按這套方程式來(lái)制造隱身材料。
在后續(xù)研究中,英國(guó)利物浦大學(xué)銅柱“消失”實(shí)驗(yàn)成功驗(yàn)證了美國(guó)科學(xué)家隱身原理。利物浦大學(xué)的研究人員在使用計(jì)算機(jī)模型后證實(shí),在隱形罩衣的覆蓋下,光可以在物體上彎曲變形,同時(shí)不在物體上分散衍射。研究人員表示,在最理想的狀況下,這種由特殊“元材料”制成的隱形罩衣和被其隱藏的物體都是看不見(jiàn)的。在進(jìn)行隱形罩衣的實(shí)驗(yàn)時(shí),利物浦大學(xué)的研究人員給一根銅柱穿上了隱形罩衣,而正如他們所預(yù)料的那樣,這根銅柱竟然在他們眼前“消失”了,而他們變換了幾個(gè)方向也都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這根銅柱的蹤影。他們同時(shí)也進(jìn)一步發(fā)展了隱身原理研究:“隱形”就是利用了光的特性和物體的光反射原理。隱身衣使用的特殊材料,可以讓雷達(dá)波、光線或者其它波繞過(guò)物體而不會(huì)反彈回來(lái),進(jìn)而達(dá)到看不見(jiàn)的效果。
近期,日本東京大學(xué)教授推出了一款寬大外衣,人們只需穿上這件外衣,就可以讓人“難以辨認(rèn)”。事實(shí)上,這款名為“隱身衣”的發(fā)明并非是真正的隱身,它只是利用“視覺(jué)偽裝”而達(dá)到讓人無(wú)法辨明的目的。它是由回射性物質(zhì)構(gòu)成,具體的做法是在整個(gè)衣服上涂上了一層回射性物質(zhì),衣服上還裝配了照相機(jī)。原理是將衣服后面的場(chǎng)景由攝影機(jī)拍攝下來(lái),然后將圖像轉(zhuǎn)換到衣服前面的放映機(jī)上,再將影像投射到由特殊材料制成的衣料上。據(jù)稱,這套技術(shù)引起了軍事專家的極大注意,他們對(duì)是否能開(kāi)發(fā)出一種幫助部隊(duì)隱身的技術(shù)很感興趣。
在不久的將來(lái),或許我們能真正穿上像哈利·波特的隱形斗篷一樣的神奇隱身衣,自由穿梭在美麗的師大校園。
然而,“隱身衣”出現(xiàn),可能意味著世界秩序的混亂?!拔以谀銓?duì)面和你說(shuō)話,穿上‘隱身衣’,就消失了,這樣的話,日常安全保護(hù)的代價(jià)實(shí)在太高了,隱身技術(shù)的出現(xiàn)將引起普通民眾的恐慌?!?清華大學(xué)航空航天學(xué)院鄭小平教授如是說(shuō)。(羅超)