“假如我能隱形的話……”相信很多人都曾有過這樣的幻想。古代無論東西方都有過不少關于隱形的傳說，而《哈利波特》里那件隱身斗篷不知讓多少人暗暗流過口水。

隱形衣真的存在嗎？

日前，加拿大“超隱形生物科技”公司在接受美國有線新聞網采訪時宣布，他們已經發明了“隱形外衣”。根據該公司網站上發布的“模擬效果圖”可以看到，這件“隱形衣”可以根據不同的環境變幻出與環境融為一體的圖案，躲在隱身衣背后的女子看起來幾乎完全消失。

更神奇的是，根據介紹，這件隱身衣在軍用夜視鏡、紅外線和熱成像技術的探測下，也能成功隱身。不過，該公司拒絕向媒體提供“隱形面料”實際樣品的應用效果，我們能看到的只是PS出來的效果圖。

對于隱形衣的制作原理，公司CEO蓋伊·克萊默也只是模棱兩可地說：“隱形外衣”能使周圍光線彎曲，從而使被它覆蓋的人處于完全隱身狀態。他還透露，“并未使用相機、電池、燈光或者鏡子，而且它的重量很輕，成本也不昂貴。”

負折射率材料使“隱身”成為可能

蓋伊所說的“使光線彎曲”的隱身原理，其實并不是新鮮的概念，其中涉及到負折射率材料。

俄國科學家菲斯拉格于1967年最先提出了“負折射率材料”的概念。由于光在空氣中的傳播速度最快，所以自然界中所有的材料都是正折射率材料。

光從正折射率材料入射到具有正折射率材料的界面時，投射光線和折射光線分別位于界面法線兩側。而當光從具有正折射率的材料入射到具有負折射率材料的界面時，入射光線和折射光線處在于界面法線方向同一側，也就是說，在這種材料中，光出現了扭曲的現象。光線轉彎了，負折射率材料和隱藏在負折射率材料內的物體也就“隱形”了。

但負折射率材料真的存在嗎？2000年，美國杜克大學教授戴維·史密斯領導的研究小組研制出一種網格狀材料，稱它可以改變光的傳播路線。

2003年，全球數座實驗室先后確認了史密斯小組的研究結果。這一突破自然法則的發明為隱身衣的研制奠定了基礎。

隱身衣該怎樣編織？

史密斯的研究證實了“負折射率材料”的可行性。

2008年10月，美國印地安那州普渡大學的材料學專家沙拉耶夫在《科學》雜志發表了一篇文章，宣布他研制出了一種有負折射率的“超材料”。沙拉耶夫介紹說，當微觀結構的尺寸與光波的波長相當時，就能夠表現出某些光學和電磁學上的特異性，“而我的材料結構比光波波長還小。”

普通材料過于粗糙，光線照在上面總是會發生反射。結構比光子還要小，才有可能使光線如同激流經過鵝卵石一般順滑流過。沙拉耶夫依靠一排從中心點開始沿輪輻方向向外輻射的微型針，將光的折射和扭曲減少到幾乎為零，使得圍繞著隱身衣的光線發生彎曲，從而實現了“隱身”。

無論是史密斯還是沙拉耶夫，他們研究的隱形材料都存在一個問題：既然光線已經溜走，躲入隱形衣內的人也沒法看到外面。所以隱形斗篷還需要配一個“眼睛”。

2008年9月，上海交通大學與香港科技大學合作提出了“反隱形斗篷理論”，當一件隱形斗篷讓周圍的光線彎曲之后，接觸到反隱形斗篷的任何區域能夠讓一部分光線回到原來的狀態，從而讓它可見。這樣在“隱形斗篷”與“反隱形斗篷”的匹配下，可以讓隱藏在隱形斗篷內的人觀察到外界。

肉眼尺度的光線彎曲

如今在深圳光啟高等理工研究院擔任院長的劉若鵬就曾經研究出了這樣的隱形衣。當時他還在美國杜克大學攻讀博士，他們研究團隊的成就發表在了2009年1月16日的美國《科學》雜志上。

他們所研究的“隱形斗篷”以數千塊細小的“特異材料”片制成，這種人造纖維玻璃般的物料能控制光線。研究員透過一系列復雜的計算輔助，把這些“特異材料”片排列成可以“抓取”微波，并且令它們的路徑變彎。

這種“隱形斗篷”在罩著物件時能令微波彈離表面射向鏡面，光的偏斜能令觀者看透物件后方，因而令物件隱形。

不過，劉若鵬說，這樣的“隱形衣”只限于微波段，并不是人們想象中的讓人“視若無物”，如何推廣到光波段，在肉眼可見光內達到隱形效果，還有大量的工作要做。

美國國家納米科學研究中心主任張翔在2009年時也曾表示，負折射材料可在納米尺度上讓可見光和近紅外光彎曲，假如下一步能在正常尺度上實現這一奇觀，隱形效果就有望成為現實。

從這個意義上說，如果加拿大這家公司真的能夠研制出隱身衣，欺騙過我們的肉眼，確實是一個值得注意的發現。但這需要等待這家公司拿出真家伙來證明自己，而不是幾張PS的效果圖。

(材料物理博士周敏對此文亦有貢獻)