隐身术,并非那么简单

2018-01-25 09:07江苏省张家港市大新镇新凯学院颜士州
农村青少年科学探究 2017年10期
关键词:力场隐身术光线

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幻想

湖畔,一只漂亮的小梅花鹿,正在安详地饮水。猎手们悄悄地向它走近,刚要放箭,机灵的小鹿就发现了自己的处境,扬起四蹄,飞快地逃走了。猎手们扫兴地叹了口气:唉,又扑空了……

一只金色的蜻蜓,停在树梢上小憩。顽皮的孩子屏住呼吸,偷偷地向它伸出了小手,眼看就要捉住了,机警的蜻蜒却看出了孩子的企图,振起翅膀,扑愣愣地飞去了。孩子内心里升起一个天真的念头:要是我能变得谁也看不见,那就好了……

一队士兵在大树和灌木丛的掩护下,小心地向敌营摸去,但狡猾的对手还是发觉了。敌营里弹如雨下,为首的一名士兵不幸中弹。在临死的一刹那,他用尽全部力气讲出一个遗愿:如果能有一种隐身术,战士们就不会……

这些不同的人都有一个共同的心愿——隐身!这种愿望是强烈的,它像梦幻中的仙境,撩拨着很多人的心!于是,在西方就有了“隐身帽”的童话,在东方就有了“隐身草”的传说……

尝试

人们知道,视觉的产生有赖于物体对光线的反射和吸收(全部反射,物体呈白色;全部吸收,物体呈黑色);透明物体既不反射光线,也不吸收光线,而是让光线直接通过。于是,在一些才思敏捷的学者中就产生了这样一种推理:透明的物体是看不见的,人如果透明了,隐身就实现了。

时间进入十八世纪以后,先进的科学技术给实践这一推理带来了方便,以人体透明为目的的各种千奇百怪的实验,像一股热风席卷了当时科学文化的中心——欧洲。

巴黎医学会就有一位卓越的科学家,为此献出了毕生的精力。他得到了一只半透明的、可以清楚地看到骨架和内脏的兔子尸体,这在当时已经是一个非常了不起的成就了。它鼓舞了成百上千名科学家的信心,也唤起了当时英国著名科幻小说家威尔斯的灵感,他以此为依据,成功地塑造了小说《隐身人》中的主人公。

威尔斯的作品的确是成功的,它至今仍然拥有广大的读者。但遗憾的是,为使人体透明而苦斗了一个多世纪的科学家们却一无所得。其实,他们也不可能有任何收获。因为科学在理论和技术上的进一步发现,对他们所做的一切努力都做了彻底的否定。

否定

科学家们遇到的第一个难题是,如何使构成人体的基本物质蛋白质透明。

人们知道,化学可以使各种物质染色或者脱色。于是,科学家们开始求助于化学。但他们立刻发现,蛋白质远非他们想象的那样可以由人主宰。这种生命的组成成分并不“好客”,它拒绝接受外来的一切“赐予”,并且“宁死不屈”;当它一旦被外来异物侵入时,构成它的氨基酸马上就分解死亡了。在无情的事实面前,科学家们只能像拨浪鼓似地摇晃着脑袋——他们失败了。

然而,事实不仅如此。即使解决了这个问题,还存在着第二个难题——折光率。

近代光学研究在各个领域的重大突破使人们得知,不同密度的透明体,对光线的折射也不同;而且某些角度的透明体还可以将光线分解,如三棱镜可以析出七色光谱。构成人体的各种物质,密度和角度显然都是不同的。因此,即使将人做到了全身透明,这个“透明人”在人们眼里也将会是一个色彩斑斓的怪物。啊!这又是一个不可逾越的鸿沟。

何况,用上述办法搞出来的“隐身人”,只能是一个瞎子!物理学和医学告诉我们,眼睛之所以能看见景物,是因为角膜、玻璃体和晶状体的折光,以及视网膜的感光。假如构成人眼的细胞也透明了,并且变成了同一密度,那么谁来完成对光线的折射和接收呢?

科学家们在明白了上述一切之后,终于绝望了。因此从那时起,在长达一百多年的漫长岁月里,人们再不敢对隐身术这个古老的课题,提出新的设想了。然而,人类社会从它诞生的那一天起,就是沿着一条曲线前进的。失败,只会使人们更有经验。

否定之否定

在你阅读这节文字之前,首先请你记住这样一个光学原理:光,永远是沿着最短的路线前进。

牛顿创立的经典物理学告诉我们,宇宙中的一切物质都是通过力场相互作用的;力场使一切物质不即不离地联系在一起,构成了空间的相对平衡;在这种平衡的空间里,任意两点之间的最短路程是直线。这是人们早已知道的概念。

然而,当伟大的爱因斯坦在1916年提出广义相对论之后,这一概念在部分科学领域里被动摇了。广义相对论指出:在力场的作用下,空间会发生弯曲,在这种弯曲中,两点之间的最短距离应该是一条曲线,因此光在力场中是沿曲线前进的。

1919年,英国科学家利用一次日全食的机会,首先验证了这一革命性的理论。他们把一架天文望远镜对准太阳的边缘进行观察,然而呈现在镜中的却不是太阳,而是一颗被太阳挡住的星星。这就足以证明爱因斯坦的结论是对的——人们的视线被太阳附近那强大的引力场所弯曲,从而绕过了太阳。

这个惊人的发现,使一些敏感的科学家从迷惘中醒来,他们又有了足够的勇气对对隐身术的否定进行一次新的否定。他们所持的论据是这样的:既然人们的目光可以绕过太阳,那为什么不可以绕过一个像太阳一样产生力场的人呢?

谁来完成这一使命

问题似乎变得简单了,只要制造出一种可以产生强大力场的“隐身服”,将它穿在身上,就可以使人们的目光绕过这个人的身体,向着原来的方向继续前进,直接落在被他挡住的景物上,于是这个人就变成了谁也看不见的“隐身人”。

广义相对论告诉人们,这种设想是可行的,剩下的不过是个技术问题。

然而,这个“不过”并不简单。一个正常人要想保持行动灵活,最多只能负重20公斤。如何使这件只有20公斤重的隐身服,产生足以偏转光线的力场呢?又将采取什么办法,使隐身服包裹着的人的目光不受偏转呢?这种超强力场对人体是否无害呢?……可见,科学家们肩上的担子并不轻松。但可喜的是,人们毕竟找出了一条可以隐匿自己的理论依据。

近年来,美国科学家利用“超材料”组成的特异合成物,找到了使物体周围光线弯曲以达到隐形效果的办法,目前已经开始应用在军事上。英国科学家也从超分子的角度制造出了纳米级别的超材料,通过改变它们与光的相互作用,从而发明了视觉隐身衣,但效果并不明显。不管隐身技术将来是否能够真正地走进人们的生活,隐身这个古老的幻想始终会像一颗璀璨的明珠一样,不断迸发着它那诱人的光彩!

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