第16章 隐形技术（第4/5页）

事实上，由于观察者会不断变化视角，将隐形设备后面的图像投射到前方的手段非常容易被识破。比目鱼则没有这个问题，比目鱼的身型扁平，身上呈现的只是身下的颜色，并不是真实的三维图像。隐形设备若要展现真实复杂的三维环境，问题就会接踵而至。

一个难题是如何做到使隐形设备经得起任意角度的观察，即使观察者绕着隐形物体走一圈，也不会从某个角度看到它。这也许是最容易突破的技术难关，因为以现在的电子技术，微小的摄像机和LED灯可以交叉排列，使得每一面都可以呈现另一面的景色。这个设想由意大利摩德纳大学的佛朗哥·赞博内利提出，密布的摄像机和微型显示元件可以通过本地无线网络相互连接，不需要外接电线。

另一个难题是，观察者在走动的时候，其观察到的景象会发生变化。如果用普通大屏幕上的LED装备（就像首尔的摩天大楼那样），微型显示元件是无法做到“移步换景”的。为了让隐形效果更加逼真，每个微小的显示屏必须按照特定的角度排列，才能形成180度的全视野。现有技术还无法实现这一点，多角度观看装置有可能会解决这个问题。

以上谈到的隐形斗篷不过是一种增强型的短距离成像电视系统，是隐形技术在中短期内有可能实现的最佳效果。它也许会在接下来的几年里大放异彩，其长期目标是利用“超材料”实现真正意义上的隐形。这些令人难以置信的材料利用了我们熟悉的概念——折射率。

当光从低密度介质进入高密度介质时，光会朝着入射点的垂线方向弯曲。光速被材料改变得越多，弯曲的程度就越大。这被称为“救生员原则”，因为光就像救生员一样，会走最快的通道。我们总觉得，在光滑的平面上，两点之间的线段最短，但这只在速度始终保持一致的情况下才成立。当发现有人溺水时，救生员会先在沙滩上跑，使游泳距离变短。因为不管救生员多么强壮，他们在沙滩上跑步的速度总是比在海里游泳的速度快。

光的另一个奇怪的特性是，光很懒（或者很聪明），它总是选择耗时最短的路线。如果光从空气进入水中，光会在空气中走更长的路径，使得进入水中以后到达终点的路径变短。这是因为光在空气中的传播速度更快，所以总用时更短。这个过程叫作“折射”。因为折射现象，水中的铅笔看上去好像折断了一样，这也是透镜的工作原理，透镜的特殊形状让入射光（从空气进入玻璃，再从玻璃进入空气）汇聚在一个特定的焦点。两种介质的折射率差别越大，光朝入射点的垂线方向弯曲的程度就越大。

在之前的几十年里，人们制造了一种折射率为负的“超材料”。这意味着，光会向远离入射点的垂线方向弯曲，而不是朝向垂线方向弯曲。我们因此可以用完全不一样的方法操控光的传播路径，比如让光绕着物体走。光朝着与隐形物体相反的方向弯曲，再绕回来，观察者看到的就是被“超材料斗篷”遮蔽起来的物体后面的东西，而不是物体本身。理论上，我们可以由此得到真正的隐形斗篷，甚至比电视剧和电影中的还好。但在此之前，仍有很多技术难关需要攻克。

从现有材料来看，这项技术与微波结合效果最佳。超材料的结构大小是由它要处理的光的波长决定的。微波的波长大约为1厘米，和波长更短的可见光相比，制造微波超材料要容易得多。可见光的波长只有微波的十万分之一，制造可见光超材料，技术上的难度要大得多。可见光超材料虽然可以用制造计算机电路板的方法实现，但想要最终制造出隐形设备，技术上还不可行。

现有的隐形设备只能用于从单个角度观察小物体，终极隐形设备则要用于从任意角度观察任意大小的物体。最后，我们要面对的问题不是物理学的障碍，而是工程设计的限制，真正的大规模可见光隐形设备不在我们现在的能力范围内。