“隐身衣”离我们还有多远
■周 韵 詹乾坤 赵春富
隐身材料概念图。资料图片
从古希腊神话中英雄人物珀尔修斯的隐身头盔，到《西游记》中孙悟空使用隐身术混进瑶池大闹蟠桃宴，文学作品中的这些奇妙幻想背后，是人类对未知的畅想和渴望。
随着科学技术的发展，神话故事中的隐身技能正在逐步走进现实。前不久，在一场科学活动上，中国科学院院士褚君浩介绍了“多种光学隐身方法的效果测试”，现场展示了利用“神秘材料”实现的“隐身术”，让人惊叹不已。
这是一种可以让光线有规律折射的特殊材料。光线透过这种材料时，材料背后的物体会被“压缩”成细条，当透镜数量足够多时，物体就会被分解成无数个相同的细条，由于人眼无法分辨这些细条，物体看起来就像消失了一样。
这种“神秘材料”究竟有何奇特之处？在隐身领域还有哪些隐身材料？这些隐身材料的未来应用前景如何？今天，让我们一探究竟。
从“消失的下半身”说起
在这个世界上，有多少人会幻想，如果自己能够隐身，那该是多么神奇的事情。而现在，这种幻想正加速变为现实。
想象一下，只需一个透明面板，在你面前轻轻一转，你的一部分身体立刻“消失”得无影无踪。中国科学院院士褚君浩正是用这样的材料成功地“隐藏”了自己的下半身。
其实，“下半身消失术”并非魔术，而是光学的力量。众所周知，视觉是人类获取信息最重要的途径，70%以上的信息都通过视觉神经传递，而在传递过程中离不开光。光是沿直线传播的，一旦人为地改变光的传播方式，比如曲线传播，“隐身术”的实现便有了可能。
据悉，帮助褚君浩院士实现“隐身”效果的材料为柱镜光栅。这种“神秘材料”如同一面魔法镜子，当物体站在它前面时，神奇的事情就发生了：镜子会让光线拐弯，让人察觉不到物体的存在。它就像电影《哈利·波特》中的魔镜，让人拥有了“隐身”的魔力。
柱镜光栅其实是一种高科技光学材料。它的神奇之处在于，它就像一个充满魔力的透明水晶球，每片都由许多微小的圆柱形凸透镜整齐排列而成。这些凸透镜就像一群神秘的魔法师，能让光线按着特定的节奏和旋律，“优雅”地跳起“华尔兹”。
当光线穿过这些凸透镜时，光线就像被施了魔法，纷纷被“压缩”成了一条条细线，随着透镜数量的增多，这些光线仿佛被拆分成了一束束射线，把背后的物体“刺穿”。当你的视线落在它身上，就像是透过一个繁忙的针织机，你看到的只是密密麻麻的光线，而凸透镜背后的物体仿佛在这个世界上消失了。
褚君浩院士的这次科学成果展示，意味着隐身衣正在逐步走进现实，越来越贴近普通大众的生活。隐身材料的存在，让我们这个世界变得更加神奇和有趣。相信在不远的将来，你我都会成为这些高科技材料的体验者。
“隐身”领域的“明星材料”
事实上，我们通常说的“隐身术”，在科学领域其实是一种低可探测技术，即利用各种技术手段，来改变目标物的可探测性信息特征。例如，采用独特设计的吸波、透波材料降低目标物对电磁波、光波的反射，或采取隔热、散热材料减弱目标物的红外辐射，抑或通过特殊材料改变光的折射，这些都可以使人的眼睛无法察觉目标物。
“隐身术”涉及电磁场原理、声学、光学、红外工程学等多种学科，属于典型的跨学科应用科学技术，而隐身材料则是“隐身术”发展的关键。
近年来，超材料因其能突破传统的光学定律，在理论上实现最佳的隐身效果而备受科学界关注。所谓超材料，是指一类具有特殊性质的人造材料，经过人为对材料微结构的改造，能够影响光波，改变光的传播路线，使光波发生弯曲，以达到绕射传播的目的，实现传统材料无法实现的隐身效果。
用这种材料制成的外衣，既不反射光线也不投射阴影。就像一条小河沿着一块平滑的大石头流淌一样，折射光线和电磁射线，照射到超材料上后没有任何痕迹就“流走”了，好像从未碰到障碍物一样。因此，旁人无法用肉眼在衣服上看到光线，一切就如同消失了。
超材料的出现和发展，使许多具有不同功能的器件被设计出来，例如隐身斗篷、光学错觉装置等。多年来，在让科幻中的“隐身术”走进现实这件事上，科学家们一直在不懈努力。2006年，杜克大学等科研单位利用超材料首次实现了在微波频率的电磁波隐身衣；2009年，杜克大学的史密斯研究组成功研制出地毯式光学隐身衣。此外，科研人员还将目光转向声学隐身衣、热学隐身衣、流场隐身衣，并取得了一系列突破。
不过，制造上述隐身衣的超材料，往往需要昂贵的光刻技术和繁琐的工艺流程，且最终的实际效果也会因存在较大散射和偏差而打折扣。
针对这些问题，厦门大学某团队在变换光学基础上，大胆设想，试图寻找一种可以像超材料一样影响光行为的天然材料。经过不懈探索，天然材料三氧化钼最终被发现。这种材料可以把光沿着一定方向挤压进内核，相当于把光“抓”进了物体内，如果折射率和阻抗匹配，就会感觉内核不存在，从而产生视觉上的隐身效果。他们的这一研究成果，发表在国际期刊《纳米光子学》杂志上。
以往的研究表明，实现完美隐身效果，很大程度上要依赖人造的超材料。三氧化钼的出现，打破了这一认知，为天然材料替代超材料提供了新的可能。
相比超材料，利用三氧化钼制造的新兴隐身器件在特定光源位置还表现出错觉效应，使得我们无法通过外场判断光源的真实位置。此外，三氧化钼还具备价格和制作上的优势。
如今，“隐身衣”已成为科学界最前沿和最热门的研究领域之一。随着科技的发展，隐身领域的“明星材料”不仅有超材料和三氧化钼，纳米材料、量子材料、柔性材料等新型材料也都竞相涌入这一赛道，为隐身领域研究增添了更多的生机与可能。
是“奇迹之门”，还是“潘多拉魔盒”
隐身材料带来的技术变革，不仅展示了科学的魅力，也让我们看到科技的力量正在不断改变着人类生活。
未来，隐身材料的应用领域广阔，我们不妨大胆想象——
在民航领域，如果飞机驾驶舱的底部“穿”上“隐身衣”，那么在飞机着陆时，飞行员能更清楚地看到地面跑道的情况，着陆就更安全；用隐身材料为轨道交通工具制造驾驶室外壳，可提高驾驶员观测效率，降低事故发生率；在恐怖袭击、社会治安等公共安全事件中，隐身材料可以帮助执法部门进行有效监测和搜捕，提高公众的安全感。当然，这需要在保障公共安全的前提下，充分尊重和维护个人隐私。
在电子商务、贸易物流等方面，隐身材料可以实现快递包裹私密投送，帮助企业进行更加安全、高效的交易和物流管理。该类技术的应用前提是需要确保数据的隐私、安全和透明，避免数据滥用等问题。
甚至在日常生活中，隐身材料也大有用武之地。未来利用隐身材料进行涂装或包裹，就能让公园的配电箱、污水井等与环境融为一体，让环境更为美观；甚至可以在炼油厂上方建一个隐身罩，使它不影响海边的美丽风景；医生手术时，所戴的手套也可以使用隐身材料，手变得“透明”后，就不会挡住需要手术的身体部位；部分“社恐”人士还可以穿戴隐身衣，在人群中自由穿梭。也许在未来某一天，哈利·波特的隐身斗篷将成为我们衣柜里的日常用品。
隐身材料的出现，为人类未来生活开启了一扇“奇迹之门”。然而，我们仍需保持清醒和警惕，避免因隐身材料滥用而打开“潘多拉魔盒”。
科技是把双刃剑，我们不得不提防别有用心之人利用隐身材料进行违法犯罪活动，比如偷窥、抢劫等，给社会带来各类风险隐患。因此，只有在政策、规范和监管机制的有效有力保障下，我们才能安全利用隐身材料，更好地为人类发展服务。
