文／陳根

隱形斗篷，可以是魔法，可以是科幻，但很難是科學(xué)。到目前為止，“隱形”的概念大多仍然存在于人們的想像之中，而打上“隱形”標(biāo)簽的物品，也常常被人們以新奇的眼光來看待。然而，一種新材料的發(fā)現(xiàn)，卻開始將“隱形”帶入科學(xué)的范疇。擁有一件隱形的斗篷，或許不日真的將出現(xiàn)在人們的生活。

從科學(xué)的角度來看，所謂的隱形設(shè)備其實(shí)就是能夠散射和彎曲光線，從而產(chǎn)生隱形效果的設(shè)備。而想要獲得隱形的效果，也就是需要尋找能夠散射和彎曲光線的材料。新型光學(xué)器件技術(shù)中的超材料就是這樣一種經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的材料，這種材料的性質(zhì)主要來源于人工結(jié)構(gòu)，而非構(gòu)成其結(jié)構(gòu)的材料組分。

上世紀(jì)90年代，英國的物理學(xué)家潘德瑞提出了一種設(shè)想，潘德瑞認(rèn)為，金屬單元可能會(huì)與電磁波發(fā)生響應(yīng)，它產(chǎn)生諧振后會(huì)在諧振頻率附近發(fā)生響應(yīng)。而這個(gè)響應(yīng)非常類似于負(fù)單元尺度的介電常數(shù)，同樣地，這一諧振可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的磁導(dǎo)率。根據(jù)這一設(shè)想，2000年，美國物理學(xué)家斯密斯的課題組將金屬線和金屬環(huán)放在一起在一定頻段、諧振頻段的電磁波下，成功觀測(cè)到負(fù)的折射率。

這一實(shí)驗(yàn)的影響是意義重大的，這證明了人們可以通過利用人工設(shè)計(jì)單元做出“物質(zhì)”，而這個(gè)“物質(zhì)”可能會(huì)獲得自然界中完全沒有的性質(zhì)。正是借助于超材料的想法，有人提出了完全隱身的設(shè)計(jì)，就類似于《哈利波特》中的隱身衣，通過散射和彎曲光線實(shí)現(xiàn)隱身的目的。

盡管超材料的出現(xiàn)為人們改造世界提供了全新的思路，但其一個(gè)局限就在于昂貴且難以生產(chǎn)。而現(xiàn)在，中國科學(xué)家們則表示，他們似乎找到了更適合的材料來代替超材料，以制造這些隱形設(shè)備，即三氧化鉬材料（a－MoO3）。

根據(jù)研究人員，a－MoO3具有一些獨(dú)特的性質(zhì)，可以為控制能量流提供一個(gè)極好的平臺(tái)。該團(tuán)隊(duì)的模擬結(jié)果表明，當(dāng)圓柱形或卷起的a－MoO3材料取代超材料時(shí)，簡化的隱身集中器可以獲得電磁隱形和能量集中的效果，這將是一個(gè)近乎完美的隱形裝置所展示的效果。

事實(shí)上，近年來，轉(zhuǎn)換光學(xué)一直是物理學(xué)的一個(gè)熱門話題，這主要?dú)w功于一個(gè)發(fā)現(xiàn)，即光在連續(xù)介質(zhì)中的路徑可以跟它在經(jīng)歷了坐標(biāo)變換的彎曲空間中的傳播相同。這樣做的結(jié)果是，當(dāng)光穿過一種材料時(shí)，它的行為可以被操縱，這就導(dǎo)致了大量新型光學(xué)設(shè)備的誕生，比如隱形斗篷——一種可以覆蓋物體并彎曲物體周圍光線使其幾乎消失的偽裝材料，以及其他光學(xué)錯(cuò)覺設(shè)備。

物理確實(shí)是神奇的，也是顛覆的，隨著對(duì)a－MoO3的深入了解，在未來，人們或許真的能夠擁有一件隱形的斗篷。