隱形衣的技術(shù)與倫理之爭(zhēng)

劉鈺穎 馬瓊

加拿大“超級(jí)隱形”公司前段時(shí)間表示，他們研發(fā)的“量子隱形”材料及相關(guān)技術(shù)已經(jīng)獲重大突破，并得到美國(guó)軍方和加拿大軍方的認(rèn)可。

據(jù)介紹，“量子隱形”的材料成本很低，除可通過折射周圍光線實(shí)現(xiàn)“完全隱形”外，還能躲避紅外線探測(cè)，用以制作隱形衣，可幫助士兵完成高難度作戰(zhàn)任務(wù)，未來有望應(yīng)用在下一代隱形戰(zhàn)機(jī)、潛艇和坦克上。

這已不是隱形衣概念第一次走進(jìn)大眾視野。早在本世紀(jì)初，科學(xué)家就啟動(dòng)了相關(guān)研究。如今，隱形技術(shù)已進(jìn)入“超材料”階段，在軍用及民用領(lǐng)域均有應(yīng)用，同時(shí)也勾起了人們的好奇——人人都能擁有隱形衣嗎？

量子隱形衣問世

“超級(jí)隱形”是一家迷彩設(shè)計(jì)公司，目前有超過200萬件軍裝在世界各地使用。該公司于2010年前后開始進(jìn)行量子隱形研究，早在2013年就研制出了初代隱形斗篷，并獲得加拿大軍方的認(rèn)可。

該公司首席執(zhí)行官基·克雷默表示，量子隱形材料可以在目標(biāo)周圍彎曲光波，使目標(biāo)完全不可見。這種材料不僅可以在肉眼上達(dá)到隱形，還可以躲避紅外（夜視）和熱感應(yīng)，并消除目標(biāo)的95%的陰影。

基·克雷默在公司網(wǎng)站發(fā)表的聲明中說，出于“安全考慮”，官網(wǎng)只公布了數(shù)字合成的虛擬效果圖，向媒體展示“量子隱形”的概念。照片中，一個(gè)女子在身上披了一塊量子隱形偽裝的面料，如果她是在樹叢邊，就會(huì)變成跟樹叢一樣的顏色，如果是在草地上，也可以與周圍融為一體。

因?yàn)闆]有披露更多細(xì)節(jié)，隱形材料的效果也遭到質(zhì)疑。對(duì)此，基·克雷默表示，之所以公布概念圖，是為了引起美國(guó)軍方“足夠的注意”。現(xiàn)在公司已經(jīng)向美國(guó)軍方、加拿大軍方展示了這種材料，對(duì)方已經(jīng)知道“量子隱形”材料可以在完全不借助其他技術(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)隱形，甚至可逃過紅外望遠(yuǎn)鏡和熱力學(xué)設(shè)備的追蹤。

該公司表示，接下來一年，將對(duì)承包商提交的10個(gè)原型制服進(jìn)行測(cè)試。這些制服需要能在各種氣溫和天氣下生效，并且不妨礙士兵的正常工作。

隱形技術(shù)進(jìn)入“超材料”階段

科學(xué)家最初認(rèn)為，光線的傳播方向有其規(guī)律且無法改變。2000年，美國(guó)杜克大學(xué)史密斯研究小組研制出一種網(wǎng)格狀材料，稱它可以改變光的傳播路線。2003年，《科學(xué)》雜志將其列為當(dāng)年的10大科學(xué)研究突破之一，為隱形衣的研制奠定了基礎(chǔ)。

2006年，英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的約翰·彭德里教授等在《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章，提出利用坐標(biāo)變換的方法設(shè)計(jì)隱形衣——既不反射也不吸收電磁波，而是使電磁波能夠繞過被隱身的區(qū)域，按照原來的方向傳播。這為之后的隱形衣研究提供了理論參照。

此后，電磁隱形、光學(xué)隔離式隱形和散射相消式隱形等相繼發(fā)展。除了量子材料之外，科學(xué)家也關(guān)注納米材料、超材料、元材料、人造玻璃纖維和化纖布等材料在改變電磁波方向中的應(yīng)用。美國(guó)、日本、俄羅斯、英國(guó)、以色列等國(guó)家都在隱形材料的研究中取得了實(shí)質(zhì)性成果，并且優(yōu)先運(yùn)用于軍事領(lǐng)域。

美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)期與杜克大學(xué)史密斯小組保持合作。2009年初，《科學(xué)》雜志刊登美國(guó)杜克大學(xué)及中國(guó)東南大學(xué)的研究成果，史密斯研究小組宣稱他們研制出一種二維超材料：將銅環(huán)、微絲布放到多層玻璃纖維復(fù)合材料上，形成的微結(jié)構(gòu)能夠讓微波轉(zhuǎn)向，就像水流繞開巖石一樣，這是全球首件二維隱形衣。

目前美國(guó)的F-35戰(zhàn)斗機(jī)和DDG-1000驅(qū)逐艦上就運(yùn)用了部分超材料隱形技術(shù)。但這種材料必須對(duì)可見光的7種波長(zhǎng)都生效才能隱形。雖然深入研究已經(jīng)取得成果，但還是階段性的。

作為當(dāng)今世界新興技術(shù)之一，超材料成為國(guó)際軍事競(jìng)爭(zhēng)中的重頭戲，也被列入中國(guó)國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。超材料是具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，同樣是通過讓電磁波轉(zhuǎn)彎，達(dá)到視覺隱形的目的。

目前中國(guó)的超材料技術(shù)已進(jìn)入應(yīng)用階段，在飛機(jī)、軍艦、導(dǎo)彈和雷達(dá)系統(tǒng)等高端裝備領(lǐng)域已經(jīng)逐步應(yīng)用。2017年9月，科技部官網(wǎng)發(fā)布消息稱，中國(guó)超材料及其相關(guān)器件關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)取得新進(jìn)展，863計(jì)劃新材料技術(shù)領(lǐng)域辦公室在北京組織專家對(duì)這一主題項(xiàng)目進(jìn)行了驗(yàn)收。

可軍用，也可民用

彭德里此前預(yù)言，在不久的將來，隱身技術(shù)一定會(huì)運(yùn)用在軍事上。雖然比起使物體消失，隱形衣更像是一種偽裝，隱形衣的穿戴者在某些波長(zhǎng)上將是有效透明的，會(huì)成為彩色的影子，但這對(duì)于軍事目的而言的確是隱形的。與花紋顏色眾多、無法躲避夜視儀的迷彩相比，隱形衣顯然更具競(jìng)爭(zhēng)力。

此前，美軍曾將3輛斯特萊克裝甲車送往阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)，裝甲車披著由先進(jìn)傳感器和顯示板組成的隱形衣。雖然裝甲車能夠像變色龍一樣根據(jù)周圍環(huán)境改變顏色，但是美國(guó)陸軍并不是十分滿意，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的隱形衣太過笨重，而且一旦遭受打擊便會(huì)失靈。

利用材料的特殊晶格結(jié)構(gòu)改變物體本身的折射率，讓電磁波（可見光、微波與紅外線）改變方向，并不是科學(xué)家唯一研究的隱身方法。

史密斯小組也表示，科研人員可以研發(fā)民用的隱形材料，將煉油廠、化工廠等有礙觀瞻的工廠覆蓋隱身材料，保證城市整體景觀和諧。改變折射方向的特性甚至可以應(yīng)用于調(diào)整地震波方向、阻止放射性物質(zhì)泄漏的研究。

美國(guó)“國(guó)家納米科學(xué)研究中心”主任、華人科學(xué)家張翔曾表示，其實(shí)隱形材料還有更加重要和深遠(yuǎn)的用途——負(fù)折射透鏡。

自然界中光線遵循折射定律，總是沿正折射角方向折射。但是隱形材料將會(huì)使光線沿負(fù)折射角方向折射，形成負(fù)折射。

以負(fù)折射率的材料覆蓋在物體表面，可在納米尺度上讓被物體阻擋的可見光和近紅外光彎曲，令觀察者產(chǎn)生被阻擋物體不存在的錯(cuò)覺，實(shí)現(xiàn)“視覺隱形”。

負(fù)折射透鏡能讓研發(fā)人員在極小的尺度上工作，制造出更小的電路，讓芯片的存儲(chǔ)能力、集成能力大幅提升，從而產(chǎn)生性能更高的計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)量更大的硬盤。在生物學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家則有望對(duì)活細(xì)胞的內(nèi)部一探究竟，這對(duì)研究病毒入侵細(xì)胞的機(jī)制、新藥篩選等都會(huì)產(chǎn)生重大影響。

現(xiàn)在隱形技術(shù)已獲得質(zhì)的突破，其未來應(yīng)用領(lǐng)域和前景非常廣闊，但是否會(huì)被濫用也成為不少人擔(dān)憂的重點(diǎn)。隱形衣一旦普及，任何一個(gè)人都能輕而易舉地把自己藏起來，“擺脫拘束，四處游蕩”。

針對(duì)這些擔(dān)心，史密斯小組負(fù)責(zé)人史密斯教授指出，“在隱形衣面世前，還有大量的基礎(chǔ)科學(xué)問題待解決，現(xiàn)在就擔(dān)心它的負(fù)面影響還為時(shí)過早。”

（張立薦自《環(huán)球》）