近日中科院物理所研究员陆凌展示了现代隐身术的奇妙之处。

　　今天我想主要介绍下隐身其实是一门技术活。

　　从古至今，隐身一直是人类的一个梦想，中国早在秦汉时期就有对隐身术的记载。那现在看来，当时的那些方法和方式都是十分可笑的。有一个非常经典的例子就是一叶障目，说的是有这样一个隐身的方子：如果你找到了螳螂在捕蝉时候用来伪装自己的那片叶子，你攥在手心里，放在眼前，周围的人就看不到你了。古代确实有一个书生这么做了，他立刻跑到集市上去拿东西，那结果也可想而知——留下了一叶障目这样一个笑话。

　　但话又说回来，中国古代很多哲学思想确实是隐身的思路。第一个就是天人合一，说的是人和自然、环境的一个完美融合，如果做到这一点就可以隐身。大家看一下下面的这张图片，是在长城上拍摄的。如果你仔细看，在画面的中央，有一个行为艺术家，他在自己身上画上人体彩绘，巧妙地和周围的城墙、山景融合到了一起，所以从这个角度你很难发现他的存在。

　　而这位先生做的这件事情就很聪明，他拿着自己的平板电脑走到了山上，巧妙地将背后摄像机拍到的画面展示在了前面的屏幕当中，然后从这个角度看过去，你似乎就看不到他的脸了，而后面的天空的景象依然非常完整。

 　　但那毕竟是个小的显示屏，它的面积是有限的，所以他能隐身的区域也依然是有限的，现在韩国正在建造一幢摩天大厦，他们称之为隐身大厦，它隐身的原理也跟之前的一样，将非常多的电子显示屏铺满整个大厦的外墙。所以如果你将背后的景象显示在它的墙体上的时候，你就能看到这样一个隐身的效果——一幢摩天大厦在城市的正中央消失了。当然这么做的代价是非常高的，也非常耗电，并且从严格意义上讲，它们都是一种伪装术，并不是一种高级意义上的隐身，因为你毕竟是可以看到它的，只是你无法分辨它和它所在的环境。

 　　更高级的隐身术其实也可以用中国古人的思想来阐述，老子用“上善若水”来表达对水的敬意和赞美，确实是这样，水从它的源头慢慢地流到你的跟前，但当你看到它的时候，你并不知道它所经历的过程。隐身术也希望做到同样的事情——就是让原本直线传播的光线达到一个绕行然后继续前行的效果，这听起来非常的梦幻，但是它其实并没有那么难做到。

　　这是一段演示实验，是在罗切斯特大学拍摄的。画面的正中央，大家看到的是兄弟俩，但哥哥的下半身却消失了。它的原理图就展示在下面。在熊猫这个位置是隐身的，蓝色的几根线代表的是四面镜子，它们两两互相成直角并排放着，红色就是光行进的路线。当观察者在屏幕的下方的时候，你所看到光是经过四次的反射后的光，绕过了这个熊猫所在的区域。

　　那么如果将刚才的四面镜子扩展到八面，另外四面对称地放在另外一边，那就可以看到小熊猫所在的这块空间已经完全被孤立起来了。但是这也只是在两个方向达到了隐身的效果，那如何才能在所有的方向做到隐身呢？

　　有一个更巧妙的设计，是我在浙江大学的合作者陈红胜教授他的一个构思。这个思路就是有六块玻璃，你把它组成一个六角形的柱状结构，在中间的这块区域就是隐身的。把这个六角形的隐身装置放在了鱼缸的中间，当小鱼游进这个柱状体的时候，鱼缸一侧的观察者却只能看到背后的水草，而看不见这条小鱼。

　　我演示的这些实验都是在可见光的波段，也就是人眼能够看到的这个波长范围。那么在不可见光的范围内能够这样隐身吗？毕竟人是发热的，只要有体温就会不断发出红外波段的电磁波，就能被红外相机捕捉到。那么我们刚刚提到的隐身结构对红外的成像能起到怎样的效果呢？

　　这是两张红外相机拍摄到的图片，上面这张是一只小老鼠，下面这张它有一半的身体是坐进了这个隐身结构里面，所以你完全看不到它。所以就算是夜视镜，你也看不到这个在隐身区域的物体或者人。

　　那这个结构的缺点在哪里呢？它的缺点在于它只能在六个方向达到隐身的效果。如果你的角度稍微偏一些，五度到十度就不起作用了。那么更加完美的隐身需要做到的是“各向同性”的这样一个效果，也就是需要一个柱状体、球体的一个结构，这样才能达到中间区域和外面在光学上完全隔绝。

　　这样的一个完美隐身的要求，其实对科学家们的挑战是非常非常大的。所以在原理上，我们就必须摒弃刚才所说的，单单用直线来描述这样一个几何光学的概念，因为这只是一种近似。我们现在需要充分考虑光的波动性，因为从微观的角度来说，光线在微观上都是电磁波。在考虑了所有这些因素之后，经过了很多的努力，有学生做了这样一个理论的仿真动画。这里的红色和蓝色的条纹，表示的就是这些电磁波的波峰和波谷。所以你看到的其实是一束波从左边传来，从右边出去，但中间这个隐身的区域，外界的探测是完全侦查不到的，也就是说达到了完美的隐身的效果。

　　这个例子看上去似乎是完美的，因为各个角度都能隐身，但它的缺点是什么呢？

　　第一是它只对一个固定波长能达到隐身的效果。如果我们将这个红蓝之间的间隔，这个波长变大或者变小的话，它就无法从左到右这么完美地透射了，也无法把周边都匹配得这么好；

　　第二点是这一类绕行的隐身术它的一个通病，也就是说隐身是相对的。在里面如果有一个人的话，他不能被外面的观察者看到，但是在里面，他自己一样什么都看不见，也侦查不到外面的图像；

　　第三点涉及到实际的应用，比如说我们希望让一架飞机隐身，那我们就要把这架飞机放在这个隐身结构的正中央。但是从几何的比例上来说，需要造一座足球场放在它的周围，才能让这架飞机做到隐身。这个实际上是几乎是不可能的，那么怎样才能让一架飞机完美的隐身呢？或者说现在最好的科学技术能做出什么样的隐形飞机呢？

　　下面我们就来介绍一下现在的隐形飞机的隐形原理。首先一般对飞机的探测是在微波波段，用的是雷达。雷达侦查的原理是从不同的方向往空间发出电磁波，这时候如果来了一架民航飞机，那一定会有部分的电磁波原路反射，然后被雷达探测到。于是我们就知道在多高的高空、多快的速度有一架飞机正在飞行。但如果是一架隐形飞机，它的外表形状和涂层都经过严密设计，反射波绝对不会沿着原路返回，而且会被吸收掉一部分，所以对雷达来说，它确实是隐形了。

　　但是聪明的观众可能也能看出来，如果我在四面八方、天上地下都放上这样的雷达，成为一个雷达网络，并且让它们之间协同工作，那么现在没有一个技术能让一架飞机真正在天空中消失。

　　正是带着这样的一个想法或者问题，我和我在浙江大学的合作者叶德信教授找到了一个不一样的思路。我们设计了一种隐身材料，由这种隐身材料组成的结构，无论怎样，电磁波都会完美地穿透它继续前行，不发生任何的改变。它所需要的材料有两种，一种是铜，一种是常见的塑料，所以在实验室也能实现。这样的一个复合材料，它达到的一个效果是，电磁波在这个材料里传播的速度和在空气中完全一样，所以对于电磁波来说这种材料其实是就相当于空气。这也就是为什么即使我把它做成任意的形状或者大小，它都不会对电磁波产生任何的干扰。

　　这一思路也就和刚才光线绕行的思路完全不一样了，这种思路对设计完全敞开。这样的隐身材料，不但在军事上会有很大的潜在应用前景，其实跟每个人的生活也都息息相关。

　　你可能会有这样的体验：在家里装了一个新的无线路由器，你到其他房间、其他角落，你就发现信号很弱上不了网。或者当一边打手机一边走进电梯的时候，信号会断。这些其实都是同一个问题，那就是我们现在用的建筑墙体，以及铸造电梯的金属材料都不是这样的隐身材料，它都会散射或者阻拦电磁波的传播。所以可以想象，如果我们把刚刚提到的复合材料做成建筑或者电梯，那么我们就不需要这么多的路由器，也不需要这么多的信号发射塔了。

　　经过这一系列的介绍，我认为隐身在未来将不再是一种超能力。