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据传,二战最激烈的时候,美国海军实施了一项使驱逐舰隐形的秘密计划。美国“可畏号”驱逐舰上安装了一种特殊装备,所利用的原理是爱因斯坦的磁场可以引起光纤弯曲的理论。为此,1943年10月在费城进行了一场决定性的试验:使驱逐舰周围的光纤弯曲,从而达到使驱逐舰隐形的效果。
这个有关费城实验的故事后来成为一本畅销书,并被拍成了电影。不过这一荒诞离奇的故事经不起大量的调查研究,“可畏号”驱逐舰上也没有一位人员站出来证明它的真实性。故事提到的实验发生的时候,艾尔德里奇驱逐舰正停在巴哈马。此外爱因斯坦的研究工作,也并未证实光线可以发生这样的弯曲。
但是,隐形技术一直萦绕在科学家的头脑中,他们想方设法将隐形技术从幻想成为现实。近期,新一代的隐形技术终于有了初步成绩。
隐形斗篷
前文中讲述的“隐形斗篷”利用了使物体周围光线变形以达到隐形效果的办法。这一技术关键在于所谓的超材料的合成。这种特意合成物的特征是由其物质结构决定的。科学家说:“我们并非是从分子的角度,而是从超分子的角度考虑问题的。”通过制造这种纳米级的特殊材料,就可以改变它们与光相互作用的方式。
这个理论听起来让人难以置信,但是却有足够的例子表明,改变物体的表面结构可以影响它看上去的样子。例如,南美洲的大闪蝶的翅膀上并不含有任何色素,可在阳光照耀下,它的颜色变得非常艳丽。
早期隐形方法
早在20世纪,科学家就已在努力运用这种技术以制造可以躲过雷达跟踪的隐形飞机。比如几何隐形、涂料隐形、结构隐形和等离子隐形等。
几何隐形是依靠减少飞机外形的棱角,有效减少对敌方电波(雷达)信号的反射能量,降低被敌方雷达探测器捕捉的机会。它通常是依靠将来自某一个方向的雷达束散射到任何方向,最大限度地降低电波原路反射的机率。
涂料隐形分为两种:一是电波吸收型,二是电波延时型。电波吸收型是靠涂料本身吸收入射电波能量,而使得仅有小部分能量得以反射。电波延时型是涂料虽然会完全反射电波能量,但是在反射的同时加以相性延长,使得收到信号的雷达计算出的目标飞机距离不准确,雷达计算出的目标距离可能是真实目标距离的前面或后面几百米处。结构隐形是通过机身采用复合材料,或者在机身材料中采用蜂窝状结构以达到使入射电波直接穿透机身而过,或者产生相变。多数隐形飞机和采用复合材料的飞机都有此设计。
等离子隐身通常通过由飞机机翼前沿设置的等离子发生器(或者直接电离飞机前部的空气)产生正负离子,释放出的离子又通常被飞机后的引擎火焰相抵消,来造成飞机全身被等离子层覆盖,如此直接减弱甚至吸收入射电波雷达信号。
不过,研究人员认为这些方法都存在一定的缺陷。由于雷达是靠目标反射的电磁波信号来探测目标的,所以最好的办法是转移目标物体周围的雷达波和无线电广播信号,从而隐去它存在的任何迹象。这正是特殊材料所发挥的作用,“隐形斗篷”就是在这种思路指导下实现的,目前,研究人员已经研究成功使尘粒突然隐去的技术,而且几何尺寸使较大的物体隐形的光学特殊材料在未来5~10年就应该可以上市。
用激光实现隐形
科学家除了研发神奇的“隐形斗篷”外,同时还在研究利用一种激光来改变物质感光的模式。
正常情况下,当一种物质同光发生作用时,其原子只吸收一定波长的光子。然而当所谓的“耦合激光”光束射向一件物体时,就可以对原子产生影响,阻止其与这种波长的光相互作用。这就是著名的“相干虚激发”,是量子物理学的一种推论。
甚至连爱因斯坦都对这种作用抱有怀疑,但是它得到了验证。研究人员在实验室中对该理论进行了演示,其演示所使用的是一个红外线激光器和一片晶体。当激光达到这片晶体上时,直接穿过晶体没有任何反射和折射,也没有被吸收。激发的原子没有与光发生作用,并且从任何一个角度都看不见这片晶体。
使一小片晶体隐去已经能够实现,那么使一个人隐身又如何呢?研究人员称这个难度非常大,目前还在研究中。
隐形术的用途
隐形术的首次实际应用将会是军事方面,这一点不足为奇。由于隐形,那些通常很容易受到地面攻击的战斗机就可以执行近距离的侦察和攻击的任务。这种材料可能非常昂贵——要想让一个人完全隐形,最初需要花费数十亿——但是一架飞机耗资巨大,值得保护。接下来可能要对地面装备隐形,如果你只能从坦克扬起的尘土来想象一支作战的坦克部队,那你又怎能与其进行战斗?
随着这种技术越来越便宜,那么就可能会在其他的领域运用。风电场和电塔可能会突然不见了;墙壁可以建成透明的,而又不影响保温和隔音;桥梁和摩天大楼可以看上去好像漂浮在空中。
这个有关费城实验的故事后来成为一本畅销书,并被拍成了电影。不过这一荒诞离奇的故事经不起大量的调查研究,“可畏号”驱逐舰上也没有一位人员站出来证明它的真实性。故事提到的实验发生的时候,艾尔德里奇驱逐舰正停在巴哈马。此外爱因斯坦的研究工作,也并未证实光线可以发生这样的弯曲。
但是,隐形技术一直萦绕在科学家的头脑中,他们想方设法将隐形技术从幻想成为现实。近期,新一代的隐形技术终于有了初步成绩。
隐形斗篷
前文中讲述的“隐形斗篷”利用了使物体周围光线变形以达到隐形效果的办法。这一技术关键在于所谓的超材料的合成。这种特意合成物的特征是由其物质结构决定的。科学家说:“我们并非是从分子的角度,而是从超分子的角度考虑问题的。”通过制造这种纳米级的特殊材料,就可以改变它们与光相互作用的方式。
这个理论听起来让人难以置信,但是却有足够的例子表明,改变物体的表面结构可以影响它看上去的样子。例如,南美洲的大闪蝶的翅膀上并不含有任何色素,可在阳光照耀下,它的颜色变得非常艳丽。
早期隐形方法
早在20世纪,科学家就已在努力运用这种技术以制造可以躲过雷达跟踪的隐形飞机。比如几何隐形、涂料隐形、结构隐形和等离子隐形等。
几何隐形是依靠减少飞机外形的棱角,有效减少对敌方电波(雷达)信号的反射能量,降低被敌方雷达探测器捕捉的机会。它通常是依靠将来自某一个方向的雷达束散射到任何方向,最大限度地降低电波原路反射的机率。
涂料隐形分为两种:一是电波吸收型,二是电波延时型。电波吸收型是靠涂料本身吸收入射电波能量,而使得仅有小部分能量得以反射。电波延时型是涂料虽然会完全反射电波能量,但是在反射的同时加以相性延长,使得收到信号的雷达计算出的目标飞机距离不准确,雷达计算出的目标距离可能是真实目标距离的前面或后面几百米处。结构隐形是通过机身采用复合材料,或者在机身材料中采用蜂窝状结构以达到使入射电波直接穿透机身而过,或者产生相变。多数隐形飞机和采用复合材料的飞机都有此设计。
等离子隐身通常通过由飞机机翼前沿设置的等离子发生器(或者直接电离飞机前部的空气)产生正负离子,释放出的离子又通常被飞机后的引擎火焰相抵消,来造成飞机全身被等离子层覆盖,如此直接减弱甚至吸收入射电波雷达信号。
不过,研究人员认为这些方法都存在一定的缺陷。由于雷达是靠目标反射的电磁波信号来探测目标的,所以最好的办法是转移目标物体周围的雷达波和无线电广播信号,从而隐去它存在的任何迹象。这正是特殊材料所发挥的作用,“隐形斗篷”就是在这种思路指导下实现的,目前,研究人员已经研究成功使尘粒突然隐去的技术,而且几何尺寸使较大的物体隐形的光学特殊材料在未来5~10年就应该可以上市。
用激光实现隐形
科学家除了研发神奇的“隐形斗篷”外,同时还在研究利用一种激光来改变物质感光的模式。
正常情况下,当一种物质同光发生作用时,其原子只吸收一定波长的光子。然而当所谓的“耦合激光”光束射向一件物体时,就可以对原子产生影响,阻止其与这种波长的光相互作用。这就是著名的“相干虚激发”,是量子物理学的一种推论。
甚至连爱因斯坦都对这种作用抱有怀疑,但是它得到了验证。研究人员在实验室中对该理论进行了演示,其演示所使用的是一个红外线激光器和一片晶体。当激光达到这片晶体上时,直接穿过晶体没有任何反射和折射,也没有被吸收。激发的原子没有与光发生作用,并且从任何一个角度都看不见这片晶体。
使一小片晶体隐去已经能够实现,那么使一个人隐身又如何呢?研究人员称这个难度非常大,目前还在研究中。
隐形术的用途
隐形术的首次实际应用将会是军事方面,这一点不足为奇。由于隐形,那些通常很容易受到地面攻击的战斗机就可以执行近距离的侦察和攻击的任务。这种材料可能非常昂贵——要想让一个人完全隐形,最初需要花费数十亿——但是一架飞机耗资巨大,值得保护。接下来可能要对地面装备隐形,如果你只能从坦克扬起的尘土来想象一支作战的坦克部队,那你又怎能与其进行战斗?
随着这种技术越来越便宜,那么就可能会在其他的领域运用。风电场和电塔可能会突然不见了;墙壁可以建成透明的,而又不影响保温和隔音;桥梁和摩天大楼可以看上去好像漂浮在空中。