改编自赫伯特 • 威尔斯(Herbert George Wells)经典科幻小说的同名电影《隐形人》(The Invisible Man)于今年上映。浴室门上的手印,油漆现形,餐刀夺命——这部科幻惊悚片以扣人心弦的场面和颇具新意的剧情为隐身科幻类题材的故事讲述贡献了妙笔。
从1897年威尔斯通过小说表达疯狂的隐身畅想到现在,“隐形科学”也已走过很长一段路。有的科学家设计了能使物体周围光线弯曲的材料,制造出盲点,实现隐形;有的则使用相机将观察目标后方的背景投射至目标表面,使其与背景浑然一体,同样达到了踪迹难寻的效果。
这些技术远非完美,但科学家们正在打造越来越聪明的隐形装备。
弯曲光线造盲点
美国罗切斯特大学的科学家们采用了技术含量较低的透镜隐形法:
将4块透镜按特定距离排好位置,彼此之间形成盲点,从而令光线绕过摆在这些盲点处的尺子、手掌或其他一些小物体,使实现隐身效果。
但此类设置的缺陷也相当明显。只要把手移出盲点,或者将观察视线从透镜上挪开,隐身效果就将荡然无存。不光是用透镜隐形,大多数通过制造盲点构建起来的所谓的“隐形斗篷”,都只能在很有限的角度或波长范围内工作。
例如,罗切斯特大学的研究人员还曾借助一种具有弯折光线能力的超材料制作隐形斗篷。它可以有效地使入射光绕过其后的对象,实现隐身。
加拿大魁北克大学国立科学研究院的研究员何塞•阿扎尼亚(José Azaña)表示:
“至少就目前而言,它们只能在单一波长的光下工作。实际上,我们平常看到的物体都是暴露于白光中的,所以如果只能弯折特定波长的光线,现实生活里的隐形就无法实现。”
总部位于加拿大的Hyperstealth生物技术公司研发了一层很薄的材料,名为“量子隐形”(Quantum Stealth)。它能把从两端射向观察者的光线弯折,在中间区域形成盲点,且隐身效果适用于所有波长的可见光波。
这款隐形面料的发明者、Hyperstealth的首席执行官盖•克拉克(Guy Clark)说道:“你会在材料右侧看到我左侧的背景,而在材料左侧看到我右侧的背景。而在这中间的重叠区域里,观察目标就被隐藏了起来。”
但是这种隐形斗篷也存在缺陷:隐藏者必须身处材料后一定距离处方可消失,且不能太偏向某一侧;此外,目前所呈现出的背景显得有些模糊欠缺真实感。研发团队表示之后的升级版本将解决背景模糊的问题,并希望将此技术应用于警察的防暴盾牌,或在战场上隐藏坦克。
调制光波与主动伪装
阿扎尼亚尝试了不同的隐身思路。他和同事设计了一个可以调制入射光的“光谱隐身”(spectral cloaking)装置,其基本原理为:某些物体只允许某些特定波长的电磁波(但不是全部)通过。
假定我们想给一块木头隐身,那么进入该系统的光束就会先被调制成只由能穿过木头的电磁波组成的特殊光波,在穿过木头之后,则又被调回初始状态。如此一来,入射光全程都不会与被观察物体发生相互作用,隐藏效果自然达成。
那这种方法有无缺点呢?根据阿扎尼亚的说法,光谱隐身适用于任何波长的光,但只能在一个角度上进行;如果从不同的角度观察,目标就藏不住了。
例如,一个光谱隐身者沿着入射光方向朝我们径直跑来,那我们就无法找到他;但只要它往侧面迈出一步,马脚即露。
“主动伪装”(active camouflage)是军事研究人员很感兴趣的一种特殊隐身方式。灵感来自大自然:章鱼和墨鱼等头足类动物天生就会这招,它们能通过使自身皮肤与身后背景相匹配来实现自我隐藏。对于人类而言,也可参考这样的思路实现主动伪装。
当然,此类构想目前这还只能是幻想。虽然一些研究人员尝试设计了主动伪装服饰,但其效果远达不到隐形——它们无法完全“消失”,也实现不了在快速移动过程中适应不同场景的色彩变化。
《隐形人》式的绝对隐身就眼下来说是绝对不可能的,但我们已经证明威尔斯的想象并不止于想象,概念不仅仅是想象力的虚构。正如阿扎尼亚所说:“今天我们可以说它不仅限于科幻小说,而是具有科学性的概念。”
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资料来源:
‘The Invisible Man’ Isn’t Real, but This Invisibility Technology Is(原文有视频)