隐身在未来将不再是一种超能力

作者: 陆凌

来源: 中国科普博览

发布日期: 2017-06-29 09:49:35

文章探讨了从古至今的隐身技术,包括古代的隐身术、现代的隐身衣和隐形飞机,以及自然界中的隐身技术,如章鱼的变色能力。文章还介绍了陆凌研究员参与研发的新型隐身材料,这种材料在军事和民用领域都有潜在的应用前景。

从秦汉方士的隐身术,到哈利波特的隐身衣,再到军事上的隐形飞机,哪些是幻想魔术?哪些是科学前沿?人类是否能拥有变身隐身人的超能力?超能力又该如何实现?

在SELF讲坛的舞台上,来自中科院物理所的陆凌研究员展示了现代隐身术的奇妙之处。

做到天人合一,你就可以隐身。从古至今,隐身一直是人类的一个梦想,中国早在秦汉时期就有对隐身术的记载。当时的道家方士们,他们追求长生术的同时也研究过隐身。现在看来,当时的那些方法和方式都是接近可笑的。但话又说回来,中国古代很多哲学思想确实是隐身的思路,第一个就是天人合一:天人合一说的是人和自然、环境的一个完美融合,如果你做到这一点你就可以隐身。

第二个例子更加有意思,三四年前,四川一个派出所接到了一个电话,说家里的两个小孙子不见了,找了大半天也找不到,结果民警就在山脚下的一个泥池塘里面发现了他们两个,他们玩得正欢呢。因为他身上裹着很多泥浆,还有黄土,和周围的山景完全融为一体了,怎么找也找不到。所以有网友们就戏称,这两个小隐身人长大了肯定是特种兵的好料子。

现在韩国正在建造一幢摩天大厦,他们称之为隐身大厦,它隐身的原理也跟之前提到的是一样的,将非常多的电子显示屏铺满整个大厦的外墙,所以如果你360度将背后的景象显示在它的墙体上的时候,你就看到右边这张图所显示的这样一个隐身的效果——一幢摩天大厦在城市的正中央消失了。

当然这么做的代价是非常高的,也非常耗电,其实大自然中就隐藏着更高超的隐身技术。这是一张章鱼表皮的图像,上面是成千上万的小的色素块,有的是黑色,有的是棕色,也有白色的底色,还有青色和黄色的效果,章鱼能改变这些小色素块大小,以至于达到在某个时候是白色的底色,或者棕色的表面颜色。当然它还有非常多其他的结构和颜色的变化能力,那么它背后的物理原理呢?

原来章鱼的表皮是分非常多层的,每一层都有不同颜色的色素块,但同样的是它的每一个色素块都跟周围的肌肉组织紧密相连,所以它可以瞬间拉伸或者缩小这些色块,而之前和之后的面积差别可以达到一百倍。

更高级的隐身术其实也可以用中国古人的思想来阐述,老子用“上善若水”来表达对水的敬意和赞美。水从它的源头慢慢地流到你的跟前,一路上其实经过了千难万险,因为有岩石、有峭壁,但是它都可以非常平静地绕过这些障碍物来到你的面前,而当你看到它的时候,你并不知道它所经历的过程。那隐身术也希望做到同样的事情——就是让原本直线传播的光线达到一个绕行然后继续前行的效果,这听起来非常的梦幻,但是它其实并没有那么难做到。

隐形飞机的基本原理是基于微波段的雷达探测,微波就是微波炉或者手机所用的波段,雷达侦查的原理是从不同的方向往空间发出电磁波。这时候如果来了一架民航飞机,那一定会有部分的电磁波是往原路反射的,然后会被刚才的这个雷达探测到,就知道在多高的高空、多快的速度有一架飞机正在飞行。

那如果现在敌方来了一架侦察机,它是一架隐形的飞机,隐形飞机的外表形状和涂层都是经过严密的设计,它的反射波绝对不会沿着原路返回,它会被吸收掉一部分,然后反射的部分往其他的方向去了,所以对这一个雷达来说,它确实是隐形了。

如果在四面八方、天上地下、山上都放上这样的雷达,成为一个雷达网络,并且他们之间协同工作,那么现在是没有一个技术能够让一架飞机真正在天空中消失的,于是陆凌参与研发了一种隐身材料。

这种由浙江大学叶德信教授负责设计的新型人造材料,可以是任意大小和形状,可以是飞机,也可以是坦克、或者一个建筑,但是无论怎样,电磁波都会完美地穿透它继续前行,不发生任何的改变。更难能可贵的一点,在实验上它也非常容易实现,因为它所需要的材料就两种,一种是铜,一种是常见的塑料,当然这里的细节的结构和连接方式都是非常仔细设计过的。

这是完全敞开的一个设计,隐身材料不但在军事上会有很大的潜在应用前景,其实也跟每一位的生活都息息相关。大家总是抱怨这里网络的信号不好、手机的信号不好,或者说家里装了一个新的无线路由器,在路由器附近上网的速度非常快,到其他房间、其他角落,信号就很弱上不了网,或者说当你一边打着手机一边走进电梯的时候,这个信号会断,这些都是因为同一个问题。

就是我们现在用的建筑的墙体,或者说铸造这个电梯的这个金属材料,都不是隐身材料,它都会强烈的散射、或者阻拦电磁波的传播。所以可以想象,如果我们用这样的一个复合材料做成我们的建筑或者电梯的材料,那么在我们的生活空间里面就不需要这么多的路由器,也不需要这么多的信号发射塔,就能更有效更节能的通讯了。

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