当然,自然界是没有这样的东西的。这种负折射材料是所谓“超材料”家族——人工制造的拥有非自然属性的材料——的一员。目前实现它的方式是,利用极其微小、远小于相应光波长许多“单胞”,按照特定的方式重复堆叠起来。 负折射材料有一别名叫“后向波介质”,顾名思义,它能让光在折射过程中“向后转”,回到入射的那一侧。这意味着,合适的材料放置可以让光线绕过物体表面。这样,本来被物体挡住的光,就能进入观察者的眼睛里;在观察者看来,物体不见了。
光线绕着物体表面走,开奖,所以物体看起来不见了! 图片来源:scienceabc.com 但是虽然负折射率是自然界所没有的,“绕过”这一现象倒是在另一场合会出现——也就是海市蜃楼。海市蜃楼是一种美妙的大气光学现象,空气由于温度不同,导致密度不同,从而让本来直线传播的光发生弯曲。这样的原理也可以用于制造隐形衣。
海市蜃楼的工作原理 图片来源:studypage.in 研究者通过加热多层堆叠的碳纳米管的方式,在很小的空间内形成了类似海市蜃楼的温度梯度,从而令光弯曲,带来隐身。至少原理上,这实现了热光学迷彩的效果。
这个真的能被称为“热光学迷彩”了吧。 图片来源:nextbigfuture.com 但95动画版里的热光学迷彩并不是完美的,它也出现了好几个缺点。 其一,会扭曲隐身衣后面物体的形状。
“光学迷彩“后面的巴吉度犬海报变形了。 图片来源:1995 年动画版 在1995年的剧场版中,暴徒穿着的兜帽衫式热光学迷彩似乎是劣质品,背景会产生一定程度的虚化和变形。当然,动画需要一个视觉信号来表示这里有人经过,所以大概是故意的;而这样的隐身效果在很多场合下也已经够用了;不过,这毕竟不算是完美的隐身。 如果使用负折射率超材料实现隐身,确实有可能产生这样的效果。毕竟,超材料是一个静态的结构,而人的躯体处于不断的活动之中,难以想象要如何保证完美地在所有姿态下实现毫不扭曲。 相比之下,碳纳米管伪海市蜃楼隐身依靠的是会变的温度梯度,原则上可以实时调节温度分布所以有可能缓解这个问题。不过这就带来了第二个问题—— 其二,在接触到水之后失效。
接触到水后失效 图片来源:1995年动画版 95版中有一幕,是少佐判断出了暴徒的逃亡位置,并向水中射击,溅起的水花导致了对方的光学迷彩失灵。这一幕并没有解释原理。如果是超材料的话其实并不会受到如此大的影响,而如果是电子元件的话,添加透明防水涂层理应不难,没道理会有遇水失灵这样的重大缺陷。 但是,如果使用了碳纳米管,这一缺陷就可以理解了。这一隐身原理依赖的是热梯度,而热量的传播就难以靠涂层来阻断了。环境中水的温度低,热容又极大,原本为空气使用而校准的光学迷彩被水淋湿后可能无法有效控制周围温度,本体从而显现出来。 至于少佐自己为什么在接下来的浅水区打斗中没有显形么……咳咳,大概是少佐配备的迷彩功率比较大。但其实第一个问题也没有完全解决,仔细看还是有背景变形。 以及,隐身的少佐站在水里但还有影子这件事情,应该确实是电影的 Bug了吧……
少佐隐身站在水里,而且还有影子,what? 图片来源:1995年动画版 脑机接口:数字化的“自我” (责任编辑:本港台直播) |