隱形術大戰硝煙漸起

編譯 ◎ 馮靜

讓全球為之瘋狂的小說《哈利波特》中所提及的隱形衣即將成為現實！美國的科學家宣布發明了一種超材料可以讓人的肉眼看不到物體。一場科技的隱形大戰似乎即將掀起帷幕……

您可能聽說過隱形飛機、隱形戰艦在軍事上的廣泛使用。其實，這些所謂的「隱形」不過是採用吸收雷達波的材料，或採納減少雷達反射的外形設計，以避開敵方的監測追蹤而已。這些隱形武器最終是逃不過人類的眼睛的。

近年來，科學家開始研究真正意義上的「隱形」技術，並取得了實質性的突破。也就是說，明明物體在那裏，可是眼睛就是看不見。

在幾星期前，美國科學家宣布研發出一種特殊的人工合成「超材料」，可作為隱形材料﹔不久前香港和中國大陸一些研究人員便提出了「反隱形衣」（anti-cloak）理論，據稱可以消除隱形作用，使物質再次可見。一場隱形對反隱形大戰，似乎正在悄悄燃起硝煙。

美科學家研發的隱形材料

美國加州一個科學家研究組宣布，有可能製作特殊的合成「超材料」（metamaterials）作為隱形材料。他們的研究已發表在最近的《自然》雜誌和《科學》雜誌上。

據《電訊報》八月十一日報導，加州大學伯克利分校教授張翔及其同事已研發出兩種光彎曲材料，可使人肉眼無法看到三維空間的物體，從而讓多年來科幻小說如英國作家威爾斯的《隱形人》或羅琳的冒險小說《哈利波特》所描述的隱形衣成為現實。

近年來，一些科學家已從數學上證明，隱形衣在原則上是可行的，通過讓光波環繞物體流動，就像河水不受干擾的圍繞岩石流動一樣。

張翔及其同事研發的這種網狀的新型超材料，以某種普通材料達不到的方式使可見光彎曲，其物理結構實際上形成一種隱形衣，引導著光線環繞著周圍物體，使其既不能反射也沒有影子產生。

這種材料首次在三維空間中顯示出所謂的「負折射率」。大自然中發現的所有物質都有正折射率，它是一種衡量電磁波從一個媒介至另一個的彎曲指數，但在這些超材料中，光通過被以「錯誤」的方式彎曲，這使它至少在理論上類似一個隱形衣。

這種隱形衣是自然界沒有的所謂「超材料」的人造合成材料，它可能藏起一個人，或引導光線環繞一個醜陋的大樓，阻止觀看。不同於著名的《哈利波特》小說中的隱形衣，這裏描述的材料是由金屬製成並且易碎。而且，這些材料的大規模生產也將是一個挑戰。

隱形材料加快互聯網速度十倍

根據《電訊報》（Daily Telegraph）報導，這種新型的光彎曲材料可以提高互聯網速度至少十倍，奇怪的是，它是通過稍微減慢光入射的速度來達到此目地的。

美國科學家最近發明的這兩個「超材料」展示了這種能使網速增加的可能性。加州大學研究員張翔表示：「一般來說，超材料可被設計為許多其他有趣的應用，譬如在光通信中減緩光射線」。

因此，這些材料可以直接地應用在光纖網絡上，通過截住光線，使工程師發送信息比傳統的電子產品更有效和更迅速。這些材料也可標誌著量子計算領域的進展，根據物質在原子水平的奇異量子特性，可以數百萬倍地提高電腦功率，超越了今天的任何材料。

光纖通信有巨大的容量，因為每個光頻率發送的選擇光纖能夠攜帶一個頻道信息。因此，這些材料的發明代表了一場寬帶計算和存儲記憶的革新。

這種光存儲能力提供了一個強大的新工具來控制光信息，甚至利用原子的量子特性來發展量子計算機，在理論上，它將比目前的機器以快數百萬倍的速度解決問題。

讓隱形人不盲目的反隱形衣

無獨有偶的，《英國電訊》報九月三日報導，在美國科學家最近宣布研發成功適合製作隱形衣（invisibility cloaks）的光彎曲材料後僅幾天功夫，研究人員就聲稱設計了一種窺視隱形衣的方法。他們提出一個「反隱形衣」理論，將部份消除隱形衣的作用，使物質再次可見。

這是另一個像隱形一樣重要的問題。這項研究是由上海交通大學的陳環陽（Huanyang Chen，音譯）、羅旭東（Xudong Luo，音譯）和馬洪如（Hongru Ma，音譯），以及香港科技大學教授陳哲廷（Che Ting Chan，音譯）共同進行，發表在近期的《光學快訊》（Optics Express）雜誌上。

陳及其同事研發了部份消除隱形衣偽裝效果的方法。當隱形衣使環繞物體周圍的光線彎曲時，如果碰到反隱形衣的任何部位，都會導致一些光線被折回，使物質成為可見。

報導說，他們的「反隱形衣」光學性能完全相當於那些隱形衣。在技術上，反隱形衣將是一個「各向異性負折射率的材料，它的阻抗性相當於正折射率的隱形衣」。

由於沒有光能穿透一個完美的隱形衣，也就沒有方式讓隱形人看到外面。換言之，隱形人也是盲目的。而現在有可能在隱形衣上打開一個窗口。陳說：「使用反隱形衣，哈利波特如果願意的話可以看到外面了。」◇