竇光宇

人類受自身視覺功能的限制，在觀察了解事物時往往力不從心，需要利用各種科技手段來幫助，從而促使了形形色色的“電子眼”相繼問世。

穿透障礙“透視眼”

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可以透視各種障礙物的技術(shù)相繼出現(xiàn)，形成多種多樣、功能奇異的“透視眼”，現(xiàn)已應(yīng)用于軍事以及其他各個領(lǐng)域。

一種叫做“探人器”的裝置，能夠?qū)?20-140米處隱蔽于墻壁后面的人體進行探測。這種裝置由包括反射器、引向器和放大器在內(nèi)的模塊化天線陣列構(gòu)成，利用人體本身存在的靜電場原理來工作。該裝置重450克，使用時，將該裝置指向可疑方向?qū)λ闹苓M行掃描；掃描到人體信號時，定向天線便會指向靜電場最強方向。以此便可以判定墻壁后面有人存在。它的探測距離與遮蔽物性質(zhì)和操作位置的變動有關(guān)。

另一種叫做“生命衛(wèi)士”的探測裝置，利用超低頻電磁進行工作。通過探測由心臟跳動產(chǎn)生的超低頻電磁能，對人在金屬門、沙地和深水內(nèi)的準確位置進行判定。在動物園進行的試驗表明，這種裝置能區(qū)分人和靈長目動物產(chǎn)生的低頻信號，做到準確無誤。

美國佐治亞技術(shù)研究所研制出一種“手電筒式雷達”系統(tǒng)，可以探測出隱蔽在水泥墻、木墻和鋼門后面的人。“手電筒式雷達”系統(tǒng)將多普勒雷達技術(shù)與高速信號處理技術(shù)相結(jié)合，可以從雜亂的回波信號中提取人體所特有的信號。該系統(tǒng)可探測由于心跳或呼吸而產(chǎn)生的人胸部的微小運動，而且還能濾除環(huán)境雜亂信號，從而顯示出隱蔽在墻壁后的信息。還有一些建筑部門采用它來開發(fā)繪圖雷達，將透過墻壁或其它障礙物得到的目標繪成3D圖像。

加拿大科研人員發(fā)明的名為“天使之光”的新型探測技術(shù)，采用超寬帶技術(shù)和等離子技術(shù)儀器來實施。這種儀器長15米，兩側(cè)帶有觸角一樣的探測裝置。它的主要部分是智能發(fā)光中心，能發(fā)出黑光、白光、熒光和7種激光：第二部分是光反射柵；第三部分包括8組等離子光束、二氧化碳充氣裝置、磁體和鏡面?！疤焓怪狻卑l(fā)出的光束可以穿透墻壁，讓墻壁變得像玻璃一樣透明。除了透視墻壁的本領(lǐng)之外，“天使之光”還能穿透鋼鐵、錫、鈦、陶瓷、木頭和皮膚。利用光束可以清楚地看見血管和肌肉。將它的光束對準收音機、電視機和微波爐等開著的電器，這些電器全都停止工作。因此，一些軍事研究人員認為，“天使之光”能夠用來作為秘密武器，甚至可以用來發(fā)現(xiàn)隱形飛機及其他裝置。不過，這一“穿墻”技術(shù)也引發(fā)了人們的某種擔(dān)憂：隨著科技的不斷發(fā)展，這種儀器很容易朝著小型化發(fā)展。一旦制成只有眼鏡或頭盔般大小，只要戴上這種儀器，就可以隔墻看到一些家庭中的一切，那么，人們將再無家庭隱私可言。

新型遠程“監(jiān)控眼”

英國“穿透視覺”公司的專家研發(fā)出一種遠程監(jiān)控攝像設(shè)備，可在24米外透過監(jiān)控目標的外面服飾，查看是否攜帶武器、毒品和爆炸裝置等可疑物品?，F(xiàn)在，這種“透視攝像機”已引起了美、英軍方的強烈興趣。

這種“透視攝像機”名為T5000系統(tǒng)，原本是為太空船和宇航員而設(shè)計，可以通過它穿透云層和宇宙塵埃觀測遙遠的星際。但研究者很快發(fā)現(xiàn)，T5000系統(tǒng)能在遠達24米之外，輕松看穿被觀察者身上的衣服。“透視攝像機”T5000系統(tǒng)工作原理為探測物體發(fā)射出的太赫茲波。太赫茲波是指頻率在0.1-10赫茲范圍內(nèi)的電磁波，在電磁波譜上位于微波和紅外線之間。由于每種物質(zhì)所發(fā)射出的太赫茲波都帶有各自獨特的信號，“透視攝像機”能迅速判斷出塑膠炸彈和泥土或可卡因和普通咖啡的區(qū)別。

“透視攝像機”與電腦相連，可自動掃描任何由此經(jīng)過的人。TS000系統(tǒng)加大了安全裝置監(jiān)控范圍?，F(xiàn)在，這種“遠程透視攝像機”已在倫敦東部金融區(qū)“金絲雀碼頭”使用，那里被認為是恐怖分子關(guān)注的目標之一。美國國防部門也正在考慮把這一裝置引入軍事基地。

然而，“透視攝像機”的出現(xiàn)也在英國引發(fā)了巨大爭議，尤其是對于侵犯隱私的憂慮。不過，經(jīng)過特殊設(shè)計可讓“透視攝像機”只看見藏在衣服里面的物體，但卻不會顯示人的身體各個部位的細節(jié)，人們大可不必擔(dān)心會被“透視攝像機”拍下“裸照”。

微光下的“夜視眼”

夜晚，由于星光、月光和大氣輝光等自然光(統(tǒng)稱夜天光)的存在，天空中存在微弱的光線，習(xí)慣上稱微光。在過去很長一段時間里，人類由于眼睛的靈敏度不高而不能利用這些光。

經(jīng)測定，不能引起眼睛敏感的微光，包括波長范圍在0.35-0.75微米的可見光以及比紅光波長更長的紅外光。紅外光和可見光一樣，可以反映物體形狀的信息。研究證實，包括太陽在內(nèi)的自然界中任何物體都輻射紅外光。這種輻射跟物體的溫度有密切關(guān)系，通常稱為熱輻射。紅外輻射所占據(jù)的波長范圍比人眼能看到的可見光多得多，即便是在人眼看來伸手不見五指的黑夜，實際上也仍然是一個充滿生機的“明亮世界”，而人們對它卻沒有敏感的適應(yīng)能力，人眼視網(wǎng)膜對它們“視而不見”，當然對其中所傳輸?shù)母鞣N信息也就無從所知。不難想象，如果克服人眼在靈敏度和敏感波長方面的局限性，把微光充分利用起來，就會改善和擴大視野，征服黑夜。

根據(jù)仿生原理設(shè)計研制出來的夜視儀，是一種利用微光或紅外光，使人們在茫茫黑夜中擴展視野的有力工具。由于紅外線的波長比可見光要長，不易被天空的微粒所散射、穿透力強，用于攝像技術(shù)可以拍攝被濃霧或煙塵籠罩的景物。第二次世界大戰(zhàn)時期，美國在攻占太平洋島嶼的戰(zhàn)斗中，夜視儀裝備使美軍具備了“單向透明”的優(yōu)勢，使得當時對夜視儀器一無所知的日本軍隊處于被動挨打而無力還擊的境地。

利用微光拍攝的微光電視，采用大相對孔經(jīng)的攝像物鏡及光放大裝置，具有很高的靈敏度。它可以將黑暗中的景物亮度放大幾千倍以至幾萬、幾十萬倍。從而能夠使人們在屏幕上清晰地看到被增強的景物圖像。微光電視的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。在天文學(xué)上可以用來觀測亮度很低的天文星系。機場上用它進行夜間起降指揮，可以起到防止碰撞作用。軍事上可以用來觀察千米以外的敵方汽車和坦克，或是10千米之外的艦艇。

現(xiàn)代科技的發(fā)展使微光技術(shù)具有更加廣闊的用武之地。據(jù)報道，美國氣象學(xué)家采用紅外輻射天氣探測器，不分晝夜對地球表面的空氣溫度進行精確的測量。這種天氣探測器由4萬多個部件組成，其關(guān)鍵部位借助于特殊工藝可以冷卻到-215℃，從而確保探測的高度準確和經(jīng)久耐用。利用這種探測器，能夠提前幾天預(yù)報降雨情況，并能進行從地面到48千米高空的數(shù)據(jù)選擇。同時，還可以探測不同大氣層的氣候特性。

觀測宇宙“太空眼”

人造地球衛(wèi)星問世，使天文觀測能夠在幾百千米至幾千千米高度的地球大氣層外進行。那里沒有大氣遮擋，可以為進一步探測和了解宇宙空間創(chuàng)造有利的手段?，F(xiàn)在，美國、歐洲空間局、日本和俄羅斯等國，一直在競相發(fā)展各種各樣的“太空眼”，并取得了許多重要科學(xué)成果。

從20世紀90年代起，美國開始實施“大觀測計劃”，先后發(fā)射4顆大型天文衛(wèi)星。其中包括“哈勃”空間望遠鏡、“康普頓”Y射線空間望遠鏡和“錢德拉”x射線空間望遠鏡。1990年4月25日登天的“哈勃”太空望遠鏡，平時運行在高590千米、傾角28.5度的軌道上。其外形宛如一輛長翅膀的大型公共汽車，長13.3米，直徑4.3米，重達11.6噸，耗資20多億美元，是20世紀最大的太空光學(xué)望遠鏡。它的觀測能力可達到從華盛頓看到6000千米外悉尼的一只螢火蟲。

2003年4月升空的美國“空間紅外望遠鏡”為人類洞察宇宙奇觀提供一個前所未有的工具和手段，有助于揭示宇宙誕生和演化之謎。對于許多天文現(xiàn)象，如星系的誕生、行星的形成以及黑洞的探究等，紅外天文衛(wèi)星是唯一有效的設(shè)備?！翱臻g紅外望遠鏡”裝有液體氦，能夠保持超低溫，消除望遠鏡自身散發(fā)出的紅外線，以保證檢測到的紅外線都是來自于其他天體。

國際天文學(xué)家小組制造的一臺橫跨地球的巨大“虛擬望遠鏡”，其“尺寸”和分辨能力都是目前世界上最大的。這臺“超級天文望遠鏡”由世界各地多臺射電望遠鏡和超級電腦組成。利用這臺“望遠鏡”，人們能夠從美國紐約仔細分辨遠在洛杉磯的高爾夫球上的淺窩。

“下一代空間望遠鏡”將于2009年升空。它比“哈勃”更好，更便宜，分辨率是“哈勃”的400倍；鏡面直徑6米，是“哈勃”的2.5倍。通過它，人們可以探索宇宙形成的初始階段。

責(zé)任編輯：龐云