隐形(4)
微软（Microsoft）的前首席技术官纳森·梅尔沃徳（Nathan Myhrvold）说，超材料那革命性的潜力“将彻底改变我们对待光学的方式，以及电子学的几乎每一个方面……有些超材料能够成就在几十年前看来属于奇迹的伟业”。
超材料是什么？它们是具备自然界中不存在的光学性质的物质。超材料是通过将微小的组件植入一种材料而产生的，这种材料能强迫电磁波向非正常的角度弯曲。在杜克大学，科学家们将微型电路植入排列成平面、同心圆的铜圈中（有些像电炉的圈环）。结果是产生了陶瓷、特氟龙和混合纤维组成的精细混合物，铜条中的微型植入体使其可以用特定的方式弯曲和引导微波辐射。想象一下围绕一块巨石流动的河水。由于河水迅速绕过巨石，巨石会被朝着下游冲走。同样的，超材料可以不断改变和弯曲微波的路径，这样它们就绕着一个——比如说，圆柱体流动，基本上使圆柱体内的一切物质在微波内不可见。如果超材料能消除一切反射和阴影，那么它就能确保一个物体在该种射线下完全隐形。
科学家们成功使用一个由10个覆盖铜电元素的玻璃纤维环组成的装置演示了这一原理。一个装置内部的铜环几乎在微波辐射下完全隐形，只投下了非常小的影子。
超材料的核心是它能够控制一种叫做“折射率”的事物。折射是当光线穿过透明媒介时的偏折。如果你把手伸入水中，或者透过眼镜的镜片看自己的手，你会注意到水和玻璃扭曲并弯折了寻常光的路径。
光在玻璃和水中会弯折的原因在于光进入一个密集、透明的媒介时会放慢速度。光在真空中的速度永远保持一致，但穿透玻璃或者水的光必须穿过上万亿个原子，因此速度就慢了（被在媒介中减速的光所分割的光速称作折射率。由于光在玻璃中减速，其折射率永远大于10）。例如，真空中的折射率是10，在空气中是10003，在玻璃中是15，在钻石中是24。通常，媒介密度越高，弯曲的度数越大，于是折射率也越大。
折射率常见的实例之一就是海市蜃楼。如果你在炎热的天气开车并直视地平线，道路看起来可能会像是有微光闪烁，造成水光粼粼的湖面的幻像；在沙漠中人们有时能看到远处的地平线上有城市和山岳的轮廓，这是因为从路面和沙漠升起的灼热空气密度低于正常空气，因而折射率比周围较冷的空气要低，这样，来自远方物体上的光线会被从行道上折射到你的眼中，造成你正看着远方事物的假象。
通常，折射率是一个常数。当一束窄小的光线进入玻璃时会被弯曲，随后保持以直线前进。假设你可以任意控制折射率，那么它便能在玻璃中的任意一点不断改变方向。当光线在这个新的材料中移动，光能被弯曲并向不同的新方向流动，创造出能够穿过整个物质的蛇形路径。
如果能控制超材料内部的折射率，光就能从物体的周围通过，这样这个物体就能隐形。为了实现这一点，这种超材料必须具备负折射率，那是所有光学课本中都写明不可能的事物（超材料是在1967年由苏联物理学家维克托·韦谢拉戈［Victor Veselago］在一份论文中首次理论化的，并被证明具有不同寻常的光学性质，如负折射率和逆多普勒效应［reversed Doppler effect］。超材料是如此的古怪和反常，以至于它曾被认为是不可能制成的。但在过去几年中，超材料已经确实在试验室中被制造出来，迫使满心不情愿的物理学家们改写了所有光学方面的教科书）。
超材料的研究者们不断受到记者骚扰，他们希望知道隐身衣什么时候会被投放进入市场。答案是：近期不会。
杜克大学的大卫·史密斯（David Smith）说：“记者们打来电话，他们只是需要你说出一个数字。所需的月数，所需的年数。他们不停地追问追问再追问，于是你最后说：嗯，大概15年。如此他们便弄到了新闻的标题，不是吗？15年做出哈利·波特的隐身衣。”这就是为什么他现在拒绝给出任何详细的时间表。《哈利·波特》和《星舰迷航》迷们或许不得不等待。当真正的隐身衣在物理定律的范围内已经成为可能，大多数物理学家认为，这一技术面前遗留的难以克服的技术障碍将是：把研究拓展到可见光，而不只是微波。
通常，被植入超材料中的内部组件必须小于射线的波长。比如，微波的波长可达约3厘米，因此能够弯曲微波路径的超材料必须具备被植入小于3厘米的微型植入体。但要使一个物体在波长为500纳米的绿光下隐形，超材料必须具备只有约50纳米长的内部构造，而纳米是原子水平的长度单位，需要使用纳米技术（1纳米在长度上相当于1米的十亿分之一。1纳米大约可以容纳5个原子）。这可能是我们在创造真正隐身衣的尝试中要面临的关键问题。超材料中的单个原子必须改进，以把光束弯曲成蛇形。
