科學家驗證了「隱身」的可行性,如果有件隱身鬥篷你最想做什麼?

2020-11-27 騰訊網

在電影《哈利波特》中,主人公哈利收到了一個神奇的禮物——隱身鬥篷,這讓哈利和他的小夥伴興奮不已,哈利穿上鬥篷去了圖書館,真是一個熱愛學習的小朋友呀。如果隱身、透視、讀心術三種超能力擺在你面前讓你挑一個,你會選哪種,我想很多人都會選隱身對吧,畢竟如果可以隱身就可以隨便出入女生宿舍啥的,想想都興奮。

當然,隱身也一直都是科幻電影的常設主題,在科幻電影《透明人》中,就有一群科學家研製出了一種可以改變身體折射率的化學藥劑,最後帶頭的科學家在自己身上做實驗,發現真的可以讓自己隱形,然後他就開始為所欲為,對心儀已久的女助手做了不可描述的事情,當時還年少的我看到這個場景真的是印象深刻。

在電影裡,男主是直接改變了自己身體的折射屬性,折射是物質的一種特性,當物質密度可以使通過它的光線減速時折射就可以發生,但現實中這種隱形藥劑可能不太行,至少對於活體生物來說不可行。因為你要改變身體的折射特性就意味著要改變生物組織的化學特性,這對於試驗者來說基本屬於自殺行為,但哈利波特的隱身鬥篷可以實現嗎?

答案是肯定的,要實現隱身首先我們要了解人為什麼可以看見東西,我們之所以可以看見東西,是因為光的反射作用,光是一種波,當太陽光照射到物體上,在物體表面發生了反射,反射光線進入到我們的眼睛,大腦接受到了眼睛反射的光波信號,於是你就看見這個物體,而在晚上沒有光線反射到這些物體上,所以你就看不見黑暗中的東西。

那麼隱身的關鍵就在於明白光的本質,然後再對其傳播方式加以操控,如果能讓你身上反射的光不進入到別人的眼中,你對於別人來說完完全全的隱身。為了讓某些東西看不見,你要做的就是破壞光反射的過程,一旦光的反射過程沒有完成,這個物體也就隱身了。人類為了能夠實現隱身,可謂是做了相當多的努力,也取得了許多驚人的成果,其中隱形戰鬥機可謂就是目前運用最廣泛的一種隱身技術了!

隱形戰鬥機是通過在戰鬥機表面塗上一種吸取電波的物質,再加上減少雷達波反射面的機體設計,就可以造成雷達無法追蹤識別的效果。因為雷達會發射雷達波,這種波遇到物體後會反射回來,這樣就能追蹤到空中的物體,而隱身塗層減少了這種波的反射,所以雷達很難發現隱形戰鬥機,最早的隱形戰機應該是二戰時期德國研製的HO 2-29轟炸機,這款戰鬥機採用了獨特的V字型結構,而且表面上塗上了大量的木膠和木炭的混合物吸收雷達波,不過這款飛機還沒等服役德國就戰敗了。

後來80年代美國的B-2隱形轟炸機完美繼承了這項技術,設計出一種巨齒狀的V型結構,這樣不論從哪個方向射過來的雷達波,內直角設計都會把它反射回源頭,而且機身上的吸波塗層也不再是木膠和木炭了,而是一種含有鐵和碳的混合物,可以吸收發射過來的雷達波並將其轉化為熱能,然後消散在掠過機身的風中。

此外還在發動機排出的熱流中加入氮氣降溫,以減少紅外雷達發現的可能性,可以說是相當的黑科技了,不過最出名的隱形戰機還是美國的F-117,這款戰鬥機一亮相就被美國譽為不可能被擊落的戰機,就是因為其隱身塗層和獨特的機身設計。F-117奇怪的造型不再像傳統的飛機,因為這是在計算機中分析了光的折射設計出的,最小可反射雷達波的造型。

但是在1999年美軍對南聯盟的空襲中,一架F-117被上世紀60年代生產的薩姆-3防空飛彈擊落,這是F-117唯一一次被擊落的記錄,這也導致了後來的F-117提前退役,這說明隱身塗層和特殊設計只能減少被發現的機率,並不能做到完全的隱身。早在設計隱身戰鬥機的時候,人們就嘗試讓機身的底部發光,然後它的亮度和天空的背景一致,雖然簡單的光照並不能使飛機隱形,但可以使用屏幕顯示其背後的景象,這樣就可以達到隱身的目的。

美國麻省理工的多媒體實驗室開發了一種稱作為電子紙的極薄的柔性屏幕,如果把這種柔性屏幕做成一件衣服穿在身上的時候,身後的微型攝像頭會自動將背景的場景顯示在柔性屏幕上達到隱身的效果。不過這種隱身也只是一種視覺把戲而已,對周圍環境的要求極高,可以起到一定的隱身效果,但是距離真正的隱身還有一段距離。

英國物理學家彭德裡提出了利用一種特殊的材料引導光線繞過物體可以實現物體隱身的效果,因為光也是一種波,就像水波一樣,當水遇到障礙物的時候會自發繞過障礙物流淌。他把這種材料稱之為超材料,不過遺憾的是,這是一種自然界找不到的材料,需要在分子尺度下精心設計其幾何結構來獲得一組特殊的物理特性,製作難度和成本都難以承受。

當你穿著一件使用這種超材料製作成的衣服時,它會讓光線在物體的表面發生彎曲,繞過物體繼續回到原有的路徑上,而不是反射回眼睛,在別人視野中你就是一個大概的輪廓達到隱身效果。雖然能夠看見其大概的輪廓,但是也已經很接近真正意義上的隱身了。超材料比起之前的隱形塗層,可以繞過各個波段雷達波、可見光和紅外線,是一種在軍事領域非常前沿的技術,各個國家都在積極研發,當然超材料除了在軍事領域的運用外,其實在生活的各個領域都可以應用。之前法國化妝品牌歐萊雅就投資了一家研究超材料的公司,它們對超材料可以改變人體形象,或者調製出更有效的防曬霜成分很感興趣。

在歐洲有很多巨型風車的山區,經常會遭到當地居民的投訴,理由是這些風車破壞了當地的優美風景,如果超材料可以應用到這些風車的製造中,那麼在發電的同時也就不會破壞當地的風景。不僅如此,地震也是一種波,如果在地震發生的時候,如果用這種新型材料修建房屋,是不是也可以讓地震波繞開物體而傳遞開來,而不是破壞房屋帶來巨大破壞。

2012年一家叫做Hyperstealth的加拿大軍用迷彩公司宣稱他們研製出了一種量子隱身材料——Quantum Stealth camouflage,通過彎曲光線達到隱形的目的,甚至可以逃過紅外望遠鏡和熱力學設備的追蹤,如果將其運用到軍事領域,可以大大減少士兵被擊中的可能性,在其網站上公布了一段利用量子隱形材料使桌上物體隱身的視頻相當震撼。

真正意義上的隱身則是通過扭曲時空來達到隱身的效果,在電影《星際迷航》中克林貢人的飛船上就使用了這種隱形裝置,隱形裝置打開以後引力會讓空間和時間扭曲,光線就會受到影響。通過適當方式扭曲空間就可以使光線在目標物體周圍偏折,這也符合愛因斯坦的廣義相對論。不過要實現隱形的目的,需要的能量太過龐大,這都需要科學家繼續研究和探索,如果你有這樣一件隱身鬥篷,你最想去做什麼呢,歡迎朋友們在評論區暢所欲言,喜歡這篇文章,還請幫忙轉發分享、點讚收藏,您的支持是我更新的動力,我們明晚,再會!

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