張宏光 黃天智 曹曉東 袁文帥

據(jù)英國《每日郵報(bào)》報(bào)道，加拿大“超隱形生物科技”（Hyperstealth）公司宣稱研制成功“量子隱形偽裝材料”，這種材料能令光線彎曲，使被它覆蓋的人處于完全隱形狀態(tài)，不僅能騙過人的肉眼，甚至在軍用夜視鏡、紅外線和熱成像技術(shù)的探測下，也能成功隱形。據(jù)稱，該材料質(zhì)量很輕，成本也不昂貴。公司宣稱，該偽裝材料研發(fā)項(xiàng)目已經(jīng)得到美國軍方的資金支持。但美國國防部并未就此事發(fā)表任何評論。

出于保密原因，該公司拒絕向人們展示這種先進(jìn)材料，僅在其官網(wǎng)上發(fā)布了一些該隱形材料能夠達(dá)到的效果圖，未披露更多技術(shù)細(xì)節(jié)。從圖中看，當(dāng)一名女子身披該材料制成的衣物站在灌木叢、墻壁、草地等不同環(huán)境時(shí)，材料展示出與背景完全一樣的圖案，從而令女子身體達(dá)到隱身效果。

公司稱，“量子隱形材料”的日臻完善，將有良好的應(yīng)用前景——

幫助逃生 ?如當(dāng)一名戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員在敵方領(lǐng)空飛行遇險(xiǎn)、被迫跳機(jī)逃生后，隱形衣可以幫助他逃避被敵軍抓捕。

特種作戰(zhàn) ?當(dāng)特種部隊(duì)隊(duì)員穿上隱形衣后，即使在白天也可不被察覺地執(zhí)行襲擊任務(wù)。將來可打造穿隱形衣的新一代“隱形士兵”，甚至一支殺敵于無形的“隱形部隊(duì)”。

隱形飛機(jī)/潛艇 ?“隱形材料”可用來制造下一代“隱形飛機(jī)”，不僅能對雷達(dá)隱形，甚至連肉眼也無法看到它;“隱形潛艇”在敵軍軍艦附近浮出水面時(shí)不被敵人發(fā)現(xiàn)。

隱形坦克 ?當(dāng)表面附有“量子隱形材料”的“隱形坦克”與敵軍部隊(duì)交火，敵軍士兵只能聽見坦克的引擎和槍炮聲，卻看不見敵人在哪，可產(chǎn)生強(qiáng)烈的心理震懾效果。

通常軍事上所言的“隱形”，是指改變飛機(jī)、戰(zhàn)車、軍艦等裝備的輪廓棱線和外層涂料，減小紅外線散發(fā)或電磁波反射特征，使雷達(dá)、紅外等探測儀器難以發(fā)現(xiàn)，而非“讓人眼看不見”。

但加拿大的該款隱形材料，屬視覺隱形。人眼之所以能看到物體，是由于物體將照射到其表面的光線反射或折射到人眼中。如果一個(gè)物體能吸收絕大多數(shù)光線，那么由于它擋住了原本直射入人眼的光線，就會在人眼中顯示為黑色。所以，要實(shí)現(xiàn)針對人眼的“隱形”，需要滿足兩個(gè)條件：第一，擋住或改變原先直射到人眼的光線;第二，不能增加新的光線射入。視覺隱形的原理正是要減少光線的反射。

從理論角度講，要實(shí)現(xiàn)視覺隱形大致有4種思路：

一是讓被隱形的對象變得完全透明，而且其折射率和空氣一樣。這樣任何光線都可以無礙地穿過，從而實(shí)現(xiàn)“隱形”。

二是使光線彎曲繞過，從而實(shí)現(xiàn)隱形?？梢酝ㄟ^場力直接使光線彎曲，也可以通過特殊材料的異性改變光線的方向。

三是“保護(hù)色隱形”，即與背景顯示出一致的色調(diào)和反射光。這種隱形方式早已投入人類戰(zhàn)爭使用，如迷彩服、雪地偽裝服等。

四是“交叉光線法”，即對從任何一個(gè)方向朝隱形者射過來的光線，被其完全吸收后，從身體另一側(cè)沿相同方向射出去。這樣任何一條外界光線，都等于是“完全穿過”了隱形者而沒有發(fā)生任何改變。該隱形法的實(shí)現(xiàn)原理是在保護(hù)色的基礎(chǔ)上拓展的，而展現(xiàn)的效果則類似于完全透明法或者光線繞行法。這一技術(shù)的難點(diǎn)是需要對各個(gè)方向的光線有精確的捕獲與吸收，還要對射出去的光線有完全精準(zhǔn)的復(fù)制，光線波長、方向、強(qiáng)弱都不能有偏差，這需要日益進(jìn)步的材料科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)來解決。

加拿大“超隱形生物科技”公司對其新研制的“量子隱形材料”的公開宣稱，引起人們極大關(guān)注，但公司對這種材料的技術(shù)細(xì)節(jié)未予披露，也不免令人猜疑?，F(xiàn)基于各種認(rèn)識及相關(guān)信息，可對這種材料作出一些判斷。

科學(xué)家已經(jīng)證明通過負(fù)折射率材料“彎曲光線”從而實(shí)現(xiàn)隱形的理論可行性，并在試驗(yàn)室進(jìn)行了驗(yàn)證。因此，該公司通過“彎曲光線”實(shí)現(xiàn)隱形的說法，在理論上具有可行性。

盡管媒體對“量子隱形材料”進(jìn)行了大量報(bào)道，但消息來源基本都是該公司的一面之辭，尚無任何實(shí)物及資料能夠佐證其說法。將理論轉(zhuǎn)化為技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可見光的隱形效果還有大量工作要做。

另外，“超隱形生物科技”公司這種高調(diào)宣傳的方式，與該技術(shù)的保密性要求有些背道而馳。如果該技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，必然會獲得軍方大量投資，并列為高度機(jī)密項(xiàng)目，而如果美軍官方已投資，美軍絕不會允許該公司如此大肆宣揚(yáng)。目前“超隱形生物科技”公司這種做法，不排除是技術(shù)發(fā)展遇到瓶頸，希望進(jìn)一步吸引軍方投資的可能。

該新聞受關(guān)注度很高，消息報(bào)道后4天內(nèi)世界各國就有5000多份報(bào)道。目前“量子隱形材料”是否真正成熟仍有待進(jìn)一步跟蹤，只有在獲得更多技術(shù)信息及實(shí)物報(bào)道的基礎(chǔ)上才能對其做出判斷。

盡管還無法證實(shí)該報(bào)道的真實(shí)性，但我們應(yīng)當(dāng)對這種隱形技術(shù)加以足夠的重視。該隱形技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)，將顛覆當(dāng)前的戰(zhàn)爭模式，甚至對社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。對于其帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，需要我們認(rèn)真思考。

隱形材料是實(shí)現(xiàn)隱形技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。武器系統(tǒng)采用隱形材料可降低被探測率，提高自身的生存率，增加攻擊性，獲得最直接的軍事效益。因此隱形材料的發(fā)展及其在飛機(jī)、主戰(zhàn)坦克、艦船、火箭彈上應(yīng)用，已成為國防科技的重要組成部分。

目前各國的隱形技術(shù)，主要是使用各種吸波、透波材料，實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)的隱形;采用紅外遮擋與衰減裝置、涂敷紅外掩飾涂料等，以降低紅外輻射強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對紅外探測器的隱形;在可見光隱形上，只是靠涂抹迷彩或改變武器的外形等方法。而該“量子隱形材料”能使“周圍的光線發(fā)生彎曲”，即光線經(jīng)過該隱形衣時(shí)會繞著走，從而實(shí)現(xiàn)隱形。這種使“周圍的光線發(fā)生彎曲”的隱形材料技術(shù)與現(xiàn)行隱形技術(shù)完成不同，因而備受關(guān)注。

普通材料無論表面多光滑，都會向各個(gè)角度產(chǎn)生反射。只有把結(jié)構(gòu)做到比光子還要小，才有可能做到足以讓光線如同水經(jīng)過鵝卵石一般地流淌。2008 年10月，美國印地安那州普渡大學(xué)的材料學(xué)專家弗拉吉米爾·沙拉耶夫造出了斗篷隱形衣，他說：“只有超材料才能織就隱形衣”。所謂“超材料”就是超出自然界固有的普通性質(zhì)。這種材料并不存在于自然界，而是完全由科學(xué)家們在試驗(yàn)室研制出來。納米級微小粒子組成的超材料就是其中之一，它可以讓光線拐彎，繞過障礙物。沙拉耶夫用人造原子、中繼原子等工程學(xué)方法制造出的超材料，具有在三維空間整齊布陣的微小粒子，而且尺寸達(dá)到了納米級，在掃描探針顯微鏡觀察下呈現(xiàn)出有序的微觀結(jié)構(gòu)，當(dāng)微觀結(jié)構(gòu)的尺寸與光波的波長相當(dāng)時(shí)，就能夠表現(xiàn)出某些光學(xué)和電磁學(xué)上的特異性。他依靠一排從中心點(diǎn)開始向外輻射的微型針，將光的折射和扭曲減少到幾乎為零，使得圍繞著隱形衣的光線發(fā)生彎曲，致使人們看不見隱形衣。

2008年，美國加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)部首席研究員和納米科學(xué)工程研究中心主任張翔（音譯）帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)，利用硅納米材料制造出了一種隱形斗篷。他們研制的“漁網(wǎng)”形結(jié)構(gòu)隱形材料，可以在接近紅外線的范圍內(nèi)，使光線產(chǎn)生負(fù)折射，從而使物體隱形。該復(fù)合材料具備隱形功能的核心在于其特殊的結(jié)構(gòu)——他們用銀、鎂這些常見金屬的氟化物構(gòu)成網(wǎng)狀材料，再將多孔氧化鋁生成的納米銀線穿插在其中，這樣形成的復(fù)合材料會改變光線的方向。這也是天然物質(zhì)不可能具備的特性。

在隱形的同時(shí)，還要讓隱形人能清楚地看到外面的情況，這種反隱形技術(shù)也是關(guān)鍵技術(shù)，即解決隱形衣內(nèi)外之間的溝通問題。

俄國科學(xué)家菲斯拉格于1967年最先提出了“負(fù)折射率材料”的概念。由于光在空氣中的傳播速度最快，所以自然界中所有的材料都是正折射率材料。光入射到具有正折射率材料的界面時(shí)，投射光線和折射光線分別位于界面法線兩側(cè)。而當(dāng)光從具有正折射率的材料入射到具有負(fù)折射率材料的界面時(shí)，入射光線和折射光線處在于界面法線方向同一側(cè)，即在這種材料中，光出現(xiàn)了扭曲。光線轉(zhuǎn)彎了，負(fù)折射率材料和隱藏在負(fù)折射率材料內(nèi)的物體也就“隱形”了。

2007年11月，上海交大的陳煥陽博士在美國《應(yīng)用物理快報(bào)》上公布了他對抗隱形技術(shù)的研究結(jié)果。他和同事們設(shè)計(jì)出一種光學(xué)屬性與隱形斗篷完美匹配的材料，“用術(shù)語來說，就是一種各向異性負(fù)折射率材料，它的阻抗與隱形斗篷的正折射率相匹配?！痹谒脑O(shè)想中，可以利用隱形技術(shù)做出一道隱藏之門的設(shè)計(jì)：用隱形技術(shù)制作的材料置于大門的中間，就能讓門看上去像是和周圍的墻一樣;而在門內(nèi)的人則能夠通過反隱形技術(shù)觀察到外面的情況，如敵對目標(biāo)的一舉一動。

軍事作戰(zhàn)對隱形的渴求，促使隱形材料的研究不斷深化。我們將繼續(xù)關(guān)注隱形材料的最新研究成果。