隐形术一直令很多人痴迷不已,从传奇神话到科幻小说,各种类型层出不穷。然而,作为一门“科学”,隐形术却长久以来被认为是魔术一类的“奇技淫巧”,并不受到主流学界待见。但依然有学者为此奋斗不已。这篇来自科学新闻的封面报道,为你揭开隐形术科学之旅的漫漫征途。
图1:科学新闻新一期封面报道。
图2:隐形术能使光或其他电磁波绕过自己,就像在平缓河面上的一块石头,水会绕过它却不会激起哪怕一丁点的水波。在隐形竞赛中,科学家们借鉴了科幻小说。
物理学家乌尔夫·莱茵哈特(Ulf Leonhardt)最近很得意,他从英国皇家学会那里拿到了一笔新的经费,用来更进一步研究他的课题——使物体在平面上不可视。
图3:物理学家乌尔夫·莱茵哈特,他在隐形术研究上孜孜不倦
莱茵哈特出生于前东德,现在与圣安德鲁的苏格兰大学从事理论物理的研究。为了实现科幻小说中的久远梦想:隐形装置(cloaking devices),科学家们展开了世界范围内的竞赛,而莱茵哈特就是当中的领跑人之一。这些装置能使光或其他电磁波绕过自己,就像在平缓河面上的一块石头,水会绕过它却不会激起哪怕一丁点的水波。这种东西能像拳击手躲避拳头一样让光从旁掠过,所以是看不见的。
“隐形装置”是技术文献中的常用术语,还故意使人想起神话故事和通俗小说。暗示还包括《星际迷航》中Romulan人那样的技术。这种技术在旧的《星际迷航》 “Balance of Terror”一集中出现,当敌方的猛禽战斗舰“呼”的一下消失不见的时候,观众们都震惊了。另一个例子就是J.K.罗琳的小说《哈利波特》中哈利的隐身斗篷。追溯得更远一点,赫伯特·乔治·威尔斯的小说《隐身人》(还有同名电影和续集《隐身女》)中玩的也是同一个点子。J.R.R.托尔金也在他关于霍比特人的故事中赋予一个戒指类似的能力。其实这种故事也早在千年前出现——柏拉图的《理想国》中,牧羊人Gyges从地震产生的裂缝里找到的魔法戒指。
莱茵哈特今天在隐性领域备受推崇,但他的故事并没有一个使人振奋的开头。他早期失意后期得意的故事,很能说明这个领域为什么能如此快地成为进入科学的主流领域——他的故事也使一些专家也感到吃惊。
他说:“在隐形技术(cloaking)还不流行的时候我就已经开始从事这方面的工作了。”那大概是在10年前。和一些同事默默工作数年后,他写了一篇题为《Optical conformal mapping》的论文。摘要的第一句正中要害“一个隐形装置应该能使光线绕过一个物体,使这个物体看起来根本不在那里。”