華裔科學家參與美國重大科學突破：首次實現三維物體在可見光下隱身
本報特約撰稿 池晴佳
披上隱身衣，瞬間便可隱匿行蹤，哈利•波特的魔幻本領有望藉助現代科技而成為現實。隱身衣看似只是科幻小說裡的離奇情節，事實上離我們並不遙遠。
據美國「大學學報新聞網」7月6日報導，美國伊利諾伊大學有華人參與的研究項目在隱身技術方面獲得重大突破，他們讓可見光「繞」過了用特殊材料製成的物體，首次實現了三維物體在可見光下的隱身。這一研究成果發表在美國光電領域權威刊物《光學快報》7月號上，在科學界引起強烈反響。
讓光線像水流一樣拐彎
自古以來，人類對「隱身夢想」的追求樂此不疲。英國小說家赫伯特•喬治•威爾斯發表於1897年的經典科幻小說《隱身人》（The Invisible Man）在西方影響頗大，從那以後同類題材的科幻小說層出不窮，許多好萊塢編劇也從中尋找靈感。
《隱身人》講述的是一個渾身纏滿繃帶的「奇人」格裡芬的歷險故事，當他解下那件令人不可思議的繃帶服時，在別人眼裡就立即消失得無影無蹤。威爾斯只是簡單交待了格裡芬利用當時流行的惠更斯折射原理（光波在兩個媒介間傳播時，折射率等於光線入射角的正弦與折射角的正弦之比），來達到「隱身」的效果，但其中卻隱藏著現代隱身技術的基本原理。
目前在科學界，隱身技術研究已呈大熱之勢，從原理上講，目前的「隱身術」可分為兩個方向：一種是利用材料的特殊晶體結構，改變物體對光線的折射率，讓光波和電磁波「拐彎」，繞過需要隱身的物體；另一種則是利用雷達吸波材料（RAM）吸收電磁波，這種技術目前主要針對波長較短的微波，還沒有擴及到可見光領域。後一種技術的軍事應用已漸成氣候，如隱形飛機等；而前一種因其應用前景廣泛加上本身所具的神秘性，近幾年來研究風頭正勁。
此次隱身技術的最新進展，是伊利諾伊大學機械科學與工程系教授哈雷•詹森及其合作者、華裔科學家肖東（Dong Xiao）的研究成果。他們利用了一種擁有特殊光電性質的矽光晶片，這些處在同一平面內的矽光晶片可以根據入射光波的波長，「剪裁」成特定的形狀，從而達到改變光線折射率的效果，這樣光就不會因為被物體阻擋而產生反射，而會「像水流一樣繞開物體」。詹森與肖東對一塊貼滿矽光晶片的材料進行了電腦模擬，終於使其在可見光下達到了隱身效果。
詹森等人研究的突破在於，首次實現了對三維物體在可見光下的隱身。由於可見光中含各種頻段極廣的光波，要讓這麼多光波都「拐彎」，十分困難。當然了，他們也對入射光波進行了一些濾波處理，以減小難度。從本質上講，目前的隱身技術都是針對某個光波頻段來說的，如隱形飛機實現了對雷達波的隱形，而詹森和肖東研究的創造意義在於加寬了這個頻率段，將隱形擴展到可見光領域。
「偷」走龐然大物的影子
隱身技術研究目前各國都很重視。2004年，日本東京大學教授推出了首款塗有單色物質的「隱身衣」，這款「隱身衣」的前半部分是個液晶屏，後背部分是個攝像頭，藉助攝像頭把「隱身者」背後的景象傳輸到液晶屏。這使人的目光仿佛穿過「隱身人」直接看到他後面的情景，客觀上起到「隱身」效果。2006年2月，俄羅斯烏裡揚諾夫斯克州立大學加多姆斯基教授稱發明出一種能使物體隱形的特殊「隱身衣」。加多姆斯基教授說，一個物體只要覆蓋上一種由黃金膠體粒子製造的「特殊外衣」，就能起到隱形效果。同年10月美國杜克大學和英國倫敦帝國理工學院的科學家在美國《科學》雜誌上發表報告，說用銅線和光纖物質製成一個同心圓圈，把需隱身的物體放在這個圓圈中央。當微波射向這個圓圈時會發生彎曲偏轉。由於微波在彎曲之後繼續前進，因此專門用來探測微波的儀器檢測不到微波，可以說這實現了物體對微波的「隱身」，但還是不能在可見光下藏匿行蹤。
在美國及其他國家，一些研究機構的相關研究得到了軍方的大力支持。在軍方看來，隱身技術最令人激動的，就是「偷」走龐然大物的影子，包括戰機、坦克、裝甲車、驅逐艦、航母甚至大規模集結的部隊，讓它們在可見光下也能隱形，使部隊能在敵方出其不意的情況下發起襲擊。伊利諾斯大學的研究成果還不足以達到這種要求，這首先是因為材料過於昂貴而難以普及實戰，其次是相關材料在使用時要對其光線折射率進行複雜的模擬計算。
隱身技術的飛速發展也引起了一些人的擔心。如果隱身衣成為現實，任何人都可以穿上隱身衣把自己隱藏起來，這可能會引發種種社會問題。如美國犯罪紀實小說作者安妮•戴維斯認為，這會使偷竊、搶劫、強姦等犯罪分子藉助隱身衣而「橫行無忌」。研究隱身衣的領軍人物、杜克大學教授史密斯認為，現在隱身衣技術還不成熟，這種擔心顯得為時過早，而且隱身衣的使用會嚴格限制在軍事和情報部門。但人們仍然擔心犯罪組織和恐怖分子等也會設法得到這種技術或衣服。
(責任編輯：李彬)