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2012-07-01
回顧2006年哈利-波特曾在工程學(xué)領(lǐng)域中風(fēng)靡一時(shí)。那一年杜克大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)建造了第一個(gè)用于物體隱身的基礎(chǔ)裝置，類似于巫師哈利波特的隱形斗篷。但是從電影中的技術(shù)上說(shuō)，哈利波特現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)時(shí)了。在過(guò)去的6年里，科學(xué)家們已經(jīng)超越了看不見的隱形技術(shù)：如果他們能夠制造避開光波的斗篷，那么為什么不能設(shè)計(jì)出能避開聲音甚至是海浪的材料呢?
一套完整的隱身斗篷目前正在設(shè)計(jì)當(dāng)中，都是依靠原始模型的相同設(shè)計(jì)原理進(jìn)行建造的。當(dāng)我們察覺到一個(gè)物體的時(shí)候，事實(shí)上我們察覺到的是能量波動(dòng)從物體上反彈出來(lái)的擾動(dòng)。杜克大學(xué)設(shè)計(jì)的斗篷是由一種名為“超材料”的人造材料所打造，能夠彎曲物體周圍的光波來(lái)避免出現(xiàn)那樣的擾動(dòng)，讓光波就像石頭周圍的溪流一樣繼續(xù)流動(dòng)。毫無(wú)疑問的是，那種技術(shù)并不僅僅局限于光線。在最新的設(shè)計(jì)當(dāng)中，將適用于各種各樣的其它波動(dòng)，有可能取消聲音污染并且保護(hù)城市免受地震災(zāi)害。與此同時(shí)，科學(xué)家們繼續(xù)從事最初的隱形概念研究，這項(xiàng)工作也引發(fā)了軍隊(duì)監(jiān)測(cè)部門的眾多興趣。
1、可見光隱形
技術(shù)：德國(guó)卡爾斯魯厄大學(xué)托爾加-埃爾金和約阿希姆-費(fèi)舍爾領(lǐng)導(dǎo)的一組物理學(xué)家去年第一次設(shè)計(jì)出一種能夠彎曲光線的面料，制造出一件能夠從任何角度避開人類視線的斗篷。
制造材料：一種堅(jiān)硬的合成高分子材料組成的細(xì)小桿條，間距大約為350納米(十億分之一米)，這種間隙小到足以改變可見光的光波。
如何工作：作為一次測(cè)試，研究人員們把斗篷放在一個(gè)平整的表面上并在中間留下了一個(gè)隆起。斗篷彎曲了隆起附近的照射光線并且把光線反射回來(lái)就好像光線照射在了一個(gè)平面上。觀察者從來(lái)都不知道隆起的存在。
應(yīng)用：目前這件斗篷只能夠在平面上隱藏小的物體。但是最終，科學(xué)家們希望能夠按比例放大并且能在太空中的任何地方隱藏更大的物體。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(Darpa)在2001年開始投資進(jìn)行超材料研究，雖然并未透露具體的目的，但經(jīng)銷商當(dāng)然會(huì)對(duì)能夠隱藏士兵和軍事裝備的斗篷感興趣。
2、聲音斗篷
技術(shù)：去年杜克大學(xué)的工程師史蒂文-庫(kù)莫爾領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一件斗篷能夠讓物體在聲波中隱形。
制造材料：一毫米厚的塑料薄板組成的成疊薄板。(這些斗篷所包含的工程學(xué)技術(shù)不僅困難而且單調(diào)。)塑料板上的孔和排列能讓斗篷改變聲波。
如何工作：它隱藏物體的方式非常類似于埃爾金的隱身斗篷。庫(kù)莫爾把有孔的塑料薄板放置在一塊10厘米長(zhǎng)的木塊上。斗篷把傳播向木塊的聲波彎曲了，因此聲波就避開了斗篷區(qū)域似乎那里并不存在物體。如果這塊木塊有耳朵的話，它將聽不到斗篷外的任何聲響。
應(yīng)用：音波斗篷能夠縱向和橫向控制音樂廳里的聲波讓每個(gè)座位都能得到完美的音響效果，或者阻擋隔壁工作間那些饒舌的同事所帶來(lái)的噪音污染。這樣的斗篷也能夠讓潛水艇躲過(guò)敵人的聲納檢測(cè)，庫(kù)莫爾把它認(rèn)為是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗荒馨押竦乃芰蠄D層面板安裝到軍隊(duì)的潛水艇上。
3、地震隱形
技術(shù)：去年二月韓國(guó)木浦國(guó)立海洋大學(xué)的Sang-Hoon Kim和澳大利亞國(guó)立大學(xué)的穆昆達(dá)提出了地震隱形的藍(lán)圖，這種隱形能夠建筑物免受地震危害。
制造材料：大量的巨大混凝土圓柱，直徑在60-200英尺，每根柱子都鉆有小孔來(lái)控制地震波。這些圓柱將被埋入地下，并且圍繞建筑物的地基排列。
如何工作：地震波在地球上傳播就像聲波在空氣中傳播一樣，因此這個(gè)理念類似于聲音斗篷。不同之處是工程師不僅僅想控制建筑物周圍的地震波，因?yàn)檫@樣做結(jié)果會(huì)對(duì)其它建筑物造成損害。這就是使用厚混凝土的原因，當(dāng)圓柱偏轉(zhuǎn)地震波的時(shí)候，它們也承受了一些地震波的能量并且轉(zhuǎn)化成熱量和聲音。被隱形的建筑物幾乎不會(huì)震動(dòng)，而它周圍的建筑物將經(jīng)歷一場(chǎng)減弱之后的地震。
應(yīng)用：目標(biāo)是保護(hù)核反應(yīng)堆、水壩、機(jī)場(chǎng)、政府機(jī)關(guān)以及其它敏感和基本的基礎(chǔ)設(shè)施免受地震損壞。金博士期望與工程師們探討并且很快建造出小規(guī)模的測(cè)試模型。
4、水中隱形
技術(shù)：去年杜克大學(xué)工程師亞羅斯拉夫-烏爾朱莫夫和大衛(wèi)-史密斯提出一種方法使輪船在水中航行的時(shí)候隱身。
制造材料：小型引水葉片組成的網(wǎng)絡(luò)和圍繞在輪船底部的水泵。
如何工作：當(dāng)輪船向前行駛的時(shí)候，它帶著水一起前行并且在背后留下水紋。烏爾朱莫夫的奇妙裝置將在船頭抽上水來(lái)，在船上控制水流，并且在船尾放掉水。船后面的釋放的水流將以船頭水流相同的速度前行而且方向不變。結(jié)果就會(huì)使船在不干擾水流的情況下在水面上穿行。
應(yīng)用：烏爾朱莫夫稱輪船將至少十年內(nèi)不會(huì)實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)，但是其中的收益值得我們等待。隱身的輪船能夠移動(dòng)的更加迅速，因?yàn)橹車乃畮Ыo它們很小的阻力。船尾沒有痕跡也使它們更難以追蹤。它聽起來(lái)就像是某種能讓海軍官員流口水的東西，而正是海軍以資金支持的方式在幫助杜克大學(xué)的研究。
文/騰訊科技
來(lái)源：騰訊科技