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隱形術(shù)揭秘:來(lái)自主流科學(xué)界的不斷探索

2010-04-26 09:27:58

來(lái)源:網(wǎng)易探索

  張翔(音)(美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校及羅倫斯伯利克國(guó)家實(shí)驗(yàn)室)說(shuō)他和其他一些人著眼于一種隱性材料,這種材料應(yīng)該可以在可見(jiàn)光波長(zhǎng)下生效,但這個(gè)現(xiàn)在還是秘密,不能說(shuō)太多。他預(yù)告說(shuō):“它可以妨礙你,你能感覺(jué)到它,但你看不到它。”這條秘方需要更多的研究,他說(shuō),大約再過(guò)一年才能公之于眾……或者更久。

  在印第安納州的West Lafayette的普度大學(xué),物理學(xué)家弗拉基米爾·沙拉耶夫(Vladimir Shalaev)很肯定他也能做到,并且很樂(lè)意談?wù)勥@種材料(基本上,是鏡子和空氣),但他還不確定怎樣實(shí)用化。(沙拉耶夫教授的論文發(fā)表了在《科學(xué)》上,國(guó)內(nèi)權(quán)威媒體也出現(xiàn)過(guò)相關(guān)報(bào)道)

  康奈爾大學(xué)的物理學(xué)家邁克爾·利普森(Michal Lipson)和她的團(tuán)隊(duì)演示了一個(gè)“微型披風(fēng)”,一個(gè)藏有方塊的小型的、平的反射面。那個(gè)隆起的部分看起來(lái)和這塊“毯子”的其他部分一樣平。團(tuán)隊(duì)把這個(gè)提交到了《自然—光子學(xué)》上面。而張翔的伯利克團(tuán)隊(duì)做了同樣的事情,在7月份的《自然—材料學(xué)》上報(bào)告了這一結(jié)果。“這就像我們?cè)诳臻g這塊織物上扯開(kāi)了一個(gè)口。”瓦倫丁說(shuō),“光不會(huì)跑那去。”

  這一年在《物理評(píng)論快報(bào)》,曾經(jīng)在伯利克受訓(xùn),香港科技大學(xué)的物理學(xué)家陳子廷(Che Ting Chan)所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)描述了一種稱為“遠(yuǎn)程隱形”的技術(shù)。這個(gè)裝置不僅(從理論上)能使一個(gè)物體隱形,還能把設(shè)置在物體旁邊(而不是周圍)的裝置隱形。團(tuán)隊(duì)的一篇論文提到,隱形,僅僅只是控制光線的第一步,它使一個(gè)物體看起來(lái)像是空氣一樣。團(tuán)隊(duì)宣稱,更進(jìn)一步,是一個(gè)物體看起來(lái)像是另一個(gè)物體也是可能的。比如說(shuō),把一個(gè)蘋果變成一個(gè)香蕉。研究者們稱這個(gè)分支為“光學(xué)幻象(illusion optics)”。

  這些理論有的只能在一個(gè)很窄的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有效,通常是在平面的、二維的空間設(shè)立的。很難找到一個(gè)了解這方面的人來(lái)斷言永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)一種能夠把它和它的內(nèi)容物隱藏在所有波長(zhǎng)之中的裝置——如果你在可見(jiàn)光下看不到,那么雷達(dá)、紅外線、紫外線或者X光總有一種能夠看到它。但是實(shí)際用途越來(lái)越樂(lè)觀,這使得有很多資金來(lái)源推動(dòng)研究。

  在美國(guó),國(guó)家科技基金會(huì)的項(xiàng)目官員羅伯特·特魯(Robert Trew)說(shuō),主要部門在支持這項(xiàng)工作——電子、通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)——已經(jīng)有將近一千五百萬(wàn)美元的合同完成了,涵括了16個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)防御研究計(jì)劃(DARPA)已經(jīng)支持這類研究10年了——起初是一種半隱蔽的披風(fēng)(并不是很機(jī)密的東西,但同樣不會(huì)在媒體上公開(kāi))。雖然很難得到確切的數(shù)字,但是 DARPA在這10年里大約在超穎材料上花費(fèi)了五千萬(wàn)美金,其中包括隱形技術(shù)的研究。

  在間接提到隱形工程的時(shí)候,彭德利現(xiàn)在認(rèn)為“大部分的工作很快就會(huì)走到暗處”。畢竟美國(guó)軍方的錢,其他國(guó)家也一樣,敏感的東西都是放在角落里的。

  延伸空間里的密洞

  雖然“隱形技術(shù)”作為一個(gè)名詞已經(jīng)賺足了公眾的眼球,但在更廣的范圍里,它被稱作變換光學(xué)(Translation Optics)。它的力量來(lái)源于麥克斯韋非凡的財(cái)產(chǎn),用于描述光和其他電磁輻射行為的經(jīng)典方程組。這個(gè)方程組是不變的,也就是說(shuō)在不同的坐標(biāo)系統(tǒng)中都是通用的。因此物理學(xué)家們能追蹤當(dāng)一個(gè)實(shí)物精確地彎曲成形狀很不一樣的物體——或者反過(guò)來(lái)時(shí)光的行為。一個(gè)無(wú)限小的點(diǎn)在一個(gè)數(shù)學(xué)空間內(nèi),沒(méi)有光波對(duì)其造成影響。這個(gè)點(diǎn)可以轉(zhuǎn)移到另一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng),從而擴(kuò)展成為一個(gè)三維空間。但是這時(shí)還是沒(méi)有光或者其他輻射可以看到這個(gè)空間。

  萊茵哈特在《科學(xué)》上那篇富有創(chuàng)意的論文將之描述為共形映射(conformal mapping)。就像地圖制作者把地球儀上的地理位置覆蓋到一個(gè)平板上一樣——比如一個(gè)墨卡托投影——數(shù)學(xué)家可以吧一個(gè)物體的表面繪制到另一個(gè)物體上面,或者是使這兩個(gè)物體的表面一樣。而麥克斯韋方程組在那里仍然適用。

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