隱形技術從科幻世界走向戰爭前沿
石海明 劉峻滔 賈珍珍
近日，浙江大學一位教授在接受採訪時說，在光學隱身領域，中國已經趕上了該領域的傳統強國，比如美國和歐洲國家。他說：「我覺得我們有大約40%的機會生產出世界上第一件隱身鬥篷。」長期以來，防禦性的發展一直受到各國軍方的高度關注。那麼，其相關技術發展動向如何？請看科技日報特約專稿——從科幻世界走向戰爭前沿
在現代戰爭中，為了更有效地「保存自己，消滅敵人」，隱形技術得到長足發展——被廣泛應用於研製隱形飛機、隱形飛彈、隱形坦克、隱形戰艦等各類隱形武器之中。正是基於軍事領域的強大需求牽引，隱形材料技術才得以從作家筆下的科幻王國中走出來，逐步進入現實世界的殿堂，並很可能憑藉其潛在的軍事應用價值，成為未來戰爭中各國軍方的技術寵兒。
科幻作家筆下的隱形技術
隱形技術又被稱作隱身技術或「低可探測技術」，從傳統的原理方面來看，它是通過降低武器裝備或作戰人員等戰場目標的信號特徵，使敵方探測系統難以發現、識別、跟蹤和攻擊，或使敵方探測系統發現、識別、跟蹤和攻擊的距離縮短的綜合性防禦技術。
長久以來，由隱形材料製成的兵器在古代文學作品中頻頻出現。如在我國著名的神魔小說《封神演義》當中，身懷各式遁形法寶的神仙異士在武王伐紂的戰爭中就大顯身手；而在古希臘神話中出現的哈德斯，則憑藉頭戴一頂隱形帽，就可以形如鬼魅般的決定戰鬥的勝負；魔幻小說《哈利·波特》中的「魔法鬥篷」，就更是大家耳熟能詳的隱形神器了。
科幻永遠走在現實之前，正如法國著名科幻作家凡爾納撰寫《從地球到月球》時難以預料到百年後阿姆斯特朗的登月壯舉一樣，在小說《隱形人》中構想出隱形衣的英國科幻作家威爾斯也一定沒有想到，同樣是在百年後的今天，來自英國和美國的兩個研究小組就提出了使用特殊材料屏蔽可見光、紅外線、微波和聲波探測儀的視覺隱形技術原理。而就在去年年底，加拿大超隱形生物科技公司則宣稱，他們已經研製出了一種新型的量子隱形材料，從而徹底將科幻作家筆下的「無形物」，轉化為現實世界中的「隱形衣」。如今，美國軍方也開始重點關注現代量子隱形技術的發展，這或許預示著傳統隱形技術發展又走到了一個新的十字路口。
五大隱形技術異軍突起
現代隱形技術是偽裝技術走向高技術化的延伸。通常，我們可以將隱形技術分為：雷達隱形技術、紅外隱形技術、電子隱形技術、可見光隱形技術和聲波隱形技術。
雷達隱形技術，主要是從影響雷達散射面積的目標結構外形出發，採用隱形化外形設計來減小雷達散射面積的技術，或是指通過採用隱形材料和雷達波消除技術等，來減弱回波信號強度的隱形技術。由於在現代戰爭中雷達是進行軍事偵察與探測活動的主要裝備，因此，雷達隱形技術也自然就成為世界各國軍方重點研究發展的隱形技術。
紅外隱形技術是伴隨著紅外偵察、紅外製導技術的發展而興起的一種防禦性軍事技術。它是指抑制目標在敵紅外探測系統方向上的紅外輻射，以降低敵方探測系統對目標的探測概率的一種技術。該技術的原理大致可概括為改變紅外輻射的波段、降低紅外輻射的強度和調節紅外輻射的傳輸過程三類。
電子隱形技術的關鍵在於抑制武器裝備等目標自身的電磁輻射。與之相比，可見光隱形技術則重點在於通過減少目標與背景之間的亮度、色度和運動對比特徵，達到對目標視覺信號的控制，以使目標在可見光探測中得以隱形。而聲波隱形技術則是減弱目標的噪聲傳播，從而實現在敵對方聲探測設備面前的「逃遁」。
傳統隱形技術的軟肋
傳統隱形技術都是通過改變己方武器裝備等目標的可探測信息特徵，達到最大程度降低對方探測系統發現概率的綜合性技術。作為偽裝技術的延伸，傳統隱形技術的發展雖然取得了長足進步，但也存在一些固有的缺陷：一是無法依託單項技術達到隱形效果，隱形的實現需要規避雷達、紅外、光電、聲音等諸多因素，因此需要一個複雜的技術系統支撐；二是無法在可見光下達到隱形，也就是我們通常說的視距內隱形；三是隱形的成本已越來越高。
以隱形戰鬥機為例，雖然在綜合運用了多種隱形技術之後，美軍的一些尖端軍用飛機實現了全方位、多功能隱形，但進一步發展也越來越面臨著一些掣肘。如在美軍的F-117A隱形戰鬥機和B-2隱形戰鬥機上廣泛使用的吸波材料和吸波塗料都十分昂貴，從而推升了該類隱形戰鬥機的價格，F-117A隱形戰鬥機的單價達1.1億美元，而B-2隱形轟炸機的單價則超過5億美元。這些就嚴重製約了隱形技術向機場、機庫、各類通信系統和偵察系統的推廣應用。
量子隱形材料的問世，可以克服傳統隱形技術的固有缺陷。它僅依託量子級的光波折射材料技術，利用光波折射原理，通過使材料覆蓋區域折射出與周圍環境類似甚至相同的可見光，來達到隱形目的。因此，量子隱形技術不但能夠不依賴任何電子設備和電能獨立達成「隱形」效果，並且能夠實現視距內隱形。
備受關注的量子隱形材料
由於獨特的隱形原理和卓越的隱形效能，量子隱形材料可能對隱形技術領域的發展產生顛覆性影響。正因如此，美國軍方一直以積極的態度對量子隱形材料的研發給予支持。加拿大超隱形生物科技公司在研發量子隱身材料後聲稱：「出於安全方面的考慮，我們將不會向外界透露『量子隱形』材料的技術細節，而只會把它展示給那些『應該知道』的人。」這說明其一直是在軍方的支持和委託下進行該項技術研發。
該公司CEO蓋伊·克萊默聲稱，該項隱形技術在未來戰場上用處極為廣泛，比如，當一名戰鬥機駕駛員在敵方領空飛行遇險被迫跳機逃生後，該隱形技術可以幫助其逃避敵軍抓捕。而特種部隊的士兵則可以藉助這一隱形技術，在白天執行戰鬥任務。此外，該項隱形技術還可用來製造下一代「隱形飛機」，這種名副其實的「隱形飛機」不僅能對雷達隱形，甚至連肉眼也無法看到它。它甚至能讓一艘「隱形潛艇」在敵軍軍艦附近浮出水面時，依然不被人發現。
加拿大和美國軍方長期而持續地關注這項技術，也從一個側面說明了其在軍事領域的廣闊應用前景。可以設想，由量子隱形材料製成的隱形衣，將會在未來戰場上幫助士兵完成高難度的作戰任務，特別是作為特種兵敵後突襲作戰的一大助益。同時，量子隱形材料使得所有作戰單元都具備隱形的可能性，這對部隊的戰場感知能力是一個極大的挑戰，勢必帶來偵察預警領域的變革，以及相應作戰方式的重大調整。
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量子隱身衣
張煌
2006年，一項顛覆傳統隱形技術的關鍵性進展出現。倫敦帝國理工學院和北卡羅來納州的杜克大學的研究者成功挑戰傳統的光學概念，使用超材料讓一個物體在微波射線下隱形。通過視覺隱形的技術原理研究，英美兩國的科學家得出結論，要製造扭曲光波的超級材料，關鍵在於材料的晶格結構特性，而不在於其物質構成。有鑑於此，他們從麥克斯韋方程出發，推導出決定材料晶格結構的一套方程式，並藉此來製造隱形材料。
科學理論層面的進展無疑是實踐的先導。時隔6年之後，真正具有實用價值的隱身衣終於誕生。加拿大超隱形生物科技公司首次宣布了他們這一令人難以置信的發明。該公司的CEO蓋伊·克萊默聲稱，「隱形外衣」的正式名稱為「量子隱形偽裝面料」，是該公司經過多年秘密研究後的高科技成果。這種神奇面料能使周圍光線彎曲，從而使被它覆蓋的人處於完全隱身狀態。從公司官方網站上公布的「模擬效果圖」可以看出，這一「隱形面料」帶來了類似科幻電影的隱身效果。當一名女子披著「隱形面料」分別站在走廊牆壁、灌木前時，它的表面就變成牆壁和灌木圖案，從而和周圍融為一體。
量子隱身衣的橫空出世，從原理層面顛覆了固有的隱形技術，從而使其具備了傳統隱形無可比擬的優勢。眾所周知，人之所以能夠看到物體，正是因為物體能夠將照射到表面的光線分散開，並反射到人的雙眼中。因為通常情況下光線是直的，所以人們看不到不透明物體後面的東西。量子隱形的基本原理，就是採取特殊的手段使得光線變為彎曲，從而得以繞開被隱形材料包裹的物體，實現真正意義上的視距內隱身。由於量子隱身衣不依賴任何電子設備就能達成隱形效果，所以它也可謂是名副其實的獨立隱形。除此之外，這種量子隱形材料還可以逃過紅外望遠鏡和熱力學設備的追蹤。（科技日報）
責任編輯：胡光曲