隐身一直是科幻和奇幻作品中的奇妙元素，近来在物理学中也是如此。然而，尽管物理学家已弄清隐身斗篷的原理，但他们尚未造出能像哈利·波特的斗篷那样隐藏人体大小物体的实用装置。
物体之所以能被人眼看到，是因为它们会根据自身形状扭曲光波。当来自物体的光线射入我们的眼睛时，我们通过感知这些扭曲来看见物体。以类似的方式，物体也可以被雷达探测到，雷达会发射无线电波或微波，这些波会在其路径上的物体表面反弹。
目前，大多数隐身斗篷由工程材料制成，这些材料能够以操控人眼或雷达等其他设备的方式弯曲光线。然而，这类斗篷通常仅适用于 微小物体。但这一情况或将改变。一项 新实验 首次制造出一种斗篷，能够将任意形状的小型物体完全隐藏于可见光之外。该斗篷比以往任何同类产品都更薄、更柔韧，还可以按比例放大以隐藏更大的物体，这可能使该科学技术转化为可以批量生产和销售的产品。
杂乱的超材料
首个隐身斗篷 由英国科学家约翰·彭德里（John Pendry）于2006年制造。它由一种能使微波而非可见光绕过一个仅几微米大小的微小二维物体的材料构成，使波看起来仿佛是笔直穿过、从未接触过该物体。 此后， 已出现能适用于其他波长、并可在二维和三维结构中发挥作用的更优版本。
几乎所有此类斗篷都依赖于 超材料，超材料是一类经工程设计、可产生自然界中不存在的特性的材料。它们通常内部具有由玻璃、金属、塑料或电介质（即装载纳米颗粒的电绝缘体）构成的微小结构。由此，它们可以被设计成以不同寻常的方式与光相互作用。然而，这类材料通常体积庞大，且难以放大规模。
另一个问题是， 很难 使隐身斗篷完全遮挡光线。若只有一点光线泄漏出来，被隐藏的物体便无法做到完全隐形。
前景可期的技术
新型斗篷比以往的装置更为精巧。它极为轻薄，能够通过完全反射一种可见光波长，隐藏一个尺寸为36×36微米的小型三维物体，而此前尚未有人做到这一点。或许最重要的特点在于，该技术可按比例放大，用于隐藏更大的物体。
其局限在于，它仅适用于730纳米波长的光，即接近红外光谱区域的可见光。虽然这对于针对雷达等特定设备隐藏物体可能有用，但若要躲避人眼，则需加以改进，使其能够散射可见光谱中所有波长的光。尽管距离实现这一目标仍有一段距离，但我们正越来越接近。
该斗篷通过在物体外包裹一层金质 纳米天线 ——厚度仅为80纳米。斗篷中的天线在光线照射到物体时对其进行调控，使光线看起来是从平面反射回来，而非从物体本身反射，从而使人无法看清物体的几何形状。
隐身斗篷技术具有 诸多潜在用途，涵盖军事应用、生物医学、计算乃至能量收集等领域。
例如，它可用于使飞机 对雷达隐形。隐身飞机是为躲避雷达探测而研制的，据信最早于第二次世界大战期间在德国制造，并采用多种降低光的反射与发射的技术。该斗篷还可用于隔离距离很近的天线，从而最终缩小 天线阵列 的占用面积，并使未来的通信系统更加紧凑。
与此同时，英国 QUEST项目，由伦敦大学玛丽女王学院牵头，旨在探索操控电磁场的新方法，该项目已对 薄吸收体（能够耗散不需要的入射波）的基础物理原理提出挑战，其方法是将石墨烯与超材料相结合，开发“隐身”壁纸，以营造无线安全环境、减少手持设备的干扰，并对无线电进行再利用，以提升移动通信容量。
鉴于其众多重要应用，斗篷性能提升并变得更为实用，想必只是时间问题。借助不断涌现的先进制造工具，十年之后，隐身的未来正逐渐清晰可见。
本文与 The Conversation合作发表。本文的刊发并不意味着世界经济论坛认同文中观点。
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作者：Yung Hao，天线与电磁学教授。
图片：一名研究人员展示光线穿过倾斜玻璃块以使物体隐形。REUTERS/Edgar Su.
