隐形：从微波到可见光的跨越

当一支铅笔被放入隐形装置中时，铅笔的中间部位"不见了"。新华社发

近日，媒体热议浙江大学陈红胜教授带领的团队研制出的电磁波隐身衣，而在此之前，日本、美国、加拿大等国家的科学家都曾拿出过这方面的研究成果。

实际上，无论是美国科学家还是浙大研制的隐身衣，都与人们想象中相去甚远。它们有的根本就不是衣服的形态，有的只能做到微波段隐形，或者仅仅是拿出了一个概念和噱头。

2006年《科学》分别发表物理学家乌尔夫·莱茵哈特和约翰·彭德利的关于隐形的论文。这两篇论文奠定了隐形技术的理论体系，隐形技术逐渐成为学界最热门的研究领域之一，负折射率材料也由此被极大丰富。然而，在实现完美隐形和成果应用上，我们仍有很长一段路要走。

1、没有硝烟的战场

隐形一直在各类影视、文学作品中陪伴着我们。实际上，在现实世界里，也有一群追逐隐形的科学家，他们试图研制出最完美的隐形器件。
 

一条金鱼，在游过一个边长5厘米、高5厘米的玻璃柱状正六边体的中心孔洞时突然"消失"，透过正六边体，鱼缸另一侧的景象完整可见；当金鱼游出孔洞，它又重新显现在鱼缸中。这是浙江大学信电系实验室里发生的一幕，玻璃柱状正六边体就是浙江大学国际电磁科学院陈红胜教授团队与新加坡南洋理工大学张柏乐教授等研究团队合作最新研制的隐身衣，这则消息迅速引起媒体热议，重新点燃了人们久怀的隐形梦想。

隐形在古代被称为"遁"，是许多方士毕生追求的目标；古希腊神话中帕修斯戴上哈迪斯赠送给他的隐形帽，成功斩杀美杜莎。从哈利波特到指环王，从星际迷航到透明人，隐形一直在各类作品中陪伴着我们。实际上，在现实世界里，也有一群像陈红胜这样追逐隐形的科学家。

这是一个没有硝烟的战场。早在2004年，日本东京大学计算机科学和物理学教授田智前就向人们展示了他研制的光学伪装衣——一位张开手臂的女子身着的宽大服装上透视出身后正在行走的行人。

光学伪装衣的原理是在衣服外覆盖一层反光小珠，衣服上装有数个小型摄像仪，将衣服前后的场景投影至衣服上，使穿衣人与周围环境融为一体，但这件隐身衣明显只能实现部分隐形，达不到人们想象中的完全隐形。

自从2006年乌尔夫·莱茵哈特和约翰·彭德利关于隐形的论文发表后，隐身衣已成为电磁学、物理学、光学、材料科学及交叉学科最前沿和最热门的研究领域之一。世界各地许多科学家开始以此为起点，在隐身衣的研制上展开了激烈竞争。

莱茵哈特和彭德利的论文发表不久后，美国杜克大学的戴维·史密斯教授带领的小组利用新型人工电磁材料在微波段研制成功圆柱形的隐身大衣原型，验证了用该材料实现隐身的设想，宣告微波隐形材料的诞生。然而，这一隐身衣存在明显缺陷：第一，只在频谱带宽内有效；第二，损耗大，隐形效果不明显。

第二年，美国普渡大学的弗拉基米尔·沙拉耶夫教授带领的研究团队同样研制出了一种光学超材料，并于2008年通过《科学》公之于众。这种光学超材料具有改变光线传播方向的能力，光线在这种材料中会出现负折射，达到隐形效果。

2009年，原属史密斯小组的刘若鹏领导其团队研发出超材料隐身衣，外形如同一条黄色浴巾，由数以千计的类似人造玻璃纤维的超材料组成，隐身衣的原理是让微波转向。但依然局限于对微波段光路的改变，可见光波段依然无计可施。

3年后，加拿大超级隐形生物科技公司发布出来的隐身衣效果图惊艳了人们——可见光波段下的隐形几近完美。这家公司表示已经研发出通过使穿着者周围的光波弯曲而实现隐形效果的量子隐形伪装材料，然而这种隐身衣效果究竟如何，根据该公司负责人的说法，仅有美国和加拿大军方看到过真实材料。

直到前不久，浙江大学陈红胜教授团队研制出隐形器件横空出世，终于让隐形在可见光波段得到了一定程度的实现。然而这种隐形也是不完美的，只有从六边形隐形器件正对六条棱角的方向看过去，才有比较好的隐形效果，此外隐形器件本身也并不能隐形。

2、可见光尺度的隐形

负折射率材料要么是在纳米尺度上让可见光和近红外光弯曲，要么只能弯曲微波。而人们想要的，是在肉眼可见的尺度上实现可见光的转弯

陈红胜研究团队工作人员、博士郑斌整理一件隐身装置。新华社发

陈红胜团队的创新之处在于，他们实现了可见光波段的物体隐形。

为什么我们能"看"到物体？当光线照射到物体上时，会在物体上发生散射。散射的光线被人眼等"感应器"接收，就能识别那里存在的物体。

陈红胜介绍，目前应用的隐形技术，大部分是通过吸收