中國科學家破秘隱身術！創造隱身材料讓雷達也無能為力

出品：中國科普博覽 SELF格致論道講壇

導語：從秦漢方士的隱身術，到哈利波特的隱身衣，再到軍事上的隱形飛機，哪些是幻想魔術？哪些是科學前沿？人類是否能擁有變身隱身人的超能力？超能力又該如何實現？在SELF講壇的舞台上，來自中科院物理所的陸凌研究員展示了現代隱身術的奇妙之處。

---嘉賓介紹---

陸凌

中科院物理所/北京凝聚態物理國家實驗室研究員

以下內容為陸凌演講精編：

做到天人合一，你就可以隱身

從古至今，隱身一直是人類的一個夢想，中國早在秦漢時期就有對隱身術的記載。當時的道家方士們，他們追求長生術的同時也研究過隱身。現在看來，當時的那些方法和方式都是接近可笑的。但話又說回來，中國古代很多哲學思想確實是隱身的思路，第一個就是天人合一：天人合一說的是人和自然、環境的一個完美融合，如果你做到這一點你就可以隱身。

這張圖片，是在長城上拍攝的，在畫面的中央，有一個行為藝術家，他把自己做上人體彩繪，巧妙地和周圍的城牆、山景融合到了一起很難發現他的存在。

第二個例子更加有意思，三四年前，四川一個派出所接到了一個電話，說家裡的兩個小孫子不見了，找了大半天也找不到，結果民警就在山腳下的一個泥池塘裡面發現了他們兩個，他們玩得正歡呢。因為他身上裹著很多泥漿，還有黃土，和周圍的山景完全融為一體了，怎麼找也找不到。所以有網友們就戲稱，這兩個小隱身人長大了肯定是特種兵的好料子。

這位先生拿著自己的平板電腦走到了山上，巧妙地將背後攝像機拍到的畫面展示在了前面的屏幕當中，然後從這個角度看過去，似乎你就看不到他的臉了，而後面的天空的景象依然非常完整。

中國古人云：小隱隱於山，大隱隱於市，確實是這樣。現在韓國正在建造一幢摩天大廈，他們稱之為隱身大廈，它隱身的原理也跟之前提到的是一樣的，將非常多的電子顯示屏鋪滿整個大廈的外牆，所以如果你360度將背後的景象顯示在它的牆體上的時候，你就看到右邊這張圖所顯示的這樣一個隱身的效果——一幢摩天大廈在城市的正中央消失了。

自然界的隱身大師：章魚

當然這麼做的代價是非常高的，也非常耗電，其實大自然中就隱藏著更高超的隱身技術。

這是一張章魚表皮的圖像，上面是成千上萬的小的色素塊，有的是黑色，有的是棕色，也有白色的底色，還有青色和黃色的效果，章魚能改變這些小色素塊大小，以至於達到在某個時候是白色的底色，或者棕色的表面顏色。當然它還有非常多其他的結構和顏色的變化能力，那麼它背後的物理原理呢？

原來章魚的表皮是分非常多層的，每一層都有不同顏色的色素塊，但同樣的是它的每一個色素塊都跟周圍的肌肉組織緊密相連，所以它可以瞬間拉伸或者縮小這些色塊，而之前和之後的面積差別可以達到一百倍。

其實不止是章魚，所有的這些頭足動物門、軟體動物，常見的比如說像魷魚、烏賊，它們都有類似的變換能力，但是從嚴格意義上講，它們都是一種偽裝術，並不是一種高級意義上的隱身，因為你畢竟是可以看到它的，只是你無法分辨它和它所在的環境。

利用光線的簡單隱身方法

更高級的隱身術其實也可以用中國古人的思想來闡述，老子用「上善若水」來表達對水的敬意和讚美，水從它的源頭慢慢地流到你的跟前，一路上其實經過了千難萬險，因為有岩石、有峭壁，但是它都可以非常平靜地繞過這些障礙物來到你的面前，而當你看到它的時候，你並不知道它所經歷的過程。那隱身術也希望做到同樣的事情——就是讓原本直線傳播的光線達到一個繞行然後繼續前行的效果，這聽起來非常的夢幻，但是它其實並沒有那麼難做到。

藍色的幾根線代表的是四面鏡子，它們兩兩互相成直角並排放著，紅色就是光行進的路線，可以看到當觀察者在屏幕的下方的時候，你看到光是經過了四次的反射繞過了這個熊貓所在的區域，但是你卻依然能夠看到背後的景象。

如果將剛才的四面鏡子擴展到八面，那就可以看到在小熊貓的這塊空間已經完全被孤立起來了，這塊空間你是完全看不到的。但是這要求的是觀察者在你的左手方或者右手方，就是對兩個方向你達到了隱身的效果，那如何才能在所有的方向達到隱身呢？

完美隱身的要求對科學家們的挑戰是非常大的。所以在原理上必須摒棄剛才所說的，光用直線來描述這樣一個幾何光學的概念，需要充分考慮光的波動性，因為從微觀的角度來說，光線都是電磁波，也就是電場在時間和空間上的一個周期的運動，在考慮了所有這些因素之後，經過了很多的努力可以實現如模擬動畫所示的效果，紅色和藍色的條紋，表示的是電磁波的波峰和波谷，所以一束波從左邊傳來，從右邊出去，但對中間這個隱身衣包圍的區域，它是完全偵查不到的，可以說是達到了完美的隱身效果。可惜它只對一個頻率點工作，而且在幾何尺寸上需要比隱身物體本身大很多。

隱身飛機的新材料

隱形飛機的基本原理是基於微波段的雷達探測，微波就是微波爐或者手機所用的波段，雷達偵查的原理是從不同的方向往空間發出電磁波，這時候如果來了一架民航飛機，那一定會有部分的電磁波是往原路反射的，然後會被剛才的這個雷達探測到，就知道在多高的高空、多快的速度有一架飛機正在飛行。那如果現在敵方來了一架偵察機，它是一架隱形的飛機，隱形飛機的外表形狀和塗層都是經過嚴密的設計，它的反射波絕對不會沿著原路返回，它會被吸收掉一部分，然後反射的部分往其他的方向去了，所以對這一個雷達來說，它確實是隱形了。

如果在四面八方、天上地下、山上都放上這樣的雷達，成為一個雷達網路，並且他們之間協同工作，那麼現在是沒有一個技術能夠讓一架飛機真正在天空中消失的，於是陸凌參與研發了一種隱身材料，這種由浙江大學葉德信教授負責設計的新型人造材料，可以是任意大小和形狀，可以是飛機，也可以是坦克、或者一個建築，但是無論怎樣，電磁波都會完美地穿透它繼續前行，不發生任何的改變。更難能可貴的一點，在實驗上它也非常容易實現，因為它所需要的材料就兩種，一種是銅，一種是常見的塑料，當然這裡的細節的結構和連接方式都是非常仔細設計過的。

這是完全敞開的一個設計，隱身材料不但在軍事上會有很大的潛在應用前景，其實也跟每一位的生活都息息相關，大家總是抱怨這裡網路的信號不好、手機的信號不好，或者說家裡裝了一個新的無線路由器，在路由器附近上網的速度非常快，到其他房間、其他角落，信號就很弱上不了網，或者說當你一邊打著手機一邊走進電梯的時候，這個信號會斷，這些都是因為同一個問題，就是我們現在用的建築的牆體，或者說鑄造這個電梯的這個金屬材料，都不是隱身材料，它都會強烈的散射、或者阻攔電磁波的傳播，所以可以想像，如果我們用這樣的一個複合材料做成我們的建築或者電梯的材料，那麼在我們的生活空間裡面就不需要這麼多的路由器，也不需要這麼多的信號發射塔，就能更有效更節能的通訊了。

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