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隐身

2015-09-11 09:31:41

隐身在不同的环境中所指的含义不同。总体说来有三种含义:一是在一些科幻、魔幻小说中所讲到的不被他人用肉眼看到的一种存在状态。又分为实体隐身和虚体隐身。实体隐身是指纯粹意义上的隐身,如当你隐身时别人可以从你的身上穿过而没有察觉;虚体隐身是指仅仅他人用肉眼看不到你,但是可以感受到你(如触摸到你),也可以说是视错觉。二是在军事学中,是指控制目标的可观测性或控制目标特征信号的技巧和技术的结合。三是指在网络聊天软件中设置为不被其他人可见的模式(相对于在线,离开)。

编辑摘要 科学 + 2015-08-26

隐身:人造“虫洞”使磁场“消失” 制作隐身斗篷新尝试来源:环球网科技

近日,西班牙自治大学的科学家已研制出能在磁场中制造“虫洞”的设备,他们声称磁场会在该设备中“消失”。[详细]

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隐身 - 隐身原理

隐身 人们看见物体,是因为眼睛能看到来自物体的光线,如太阳、火、灯等,不同的颜色是因为不同波长光线的强度比例不同。对于不发光的不透明的物体,是对受到照射光线的反射,如对光线有吸收且对不同波长的吸收不同,则会呈现出不同的颜色;对于透明的物体,因为与空气的折射率不同,在界面会产生反射与折射,可以看到反射光或经折射的透射光而发觉与背景不同。例如空气的折光率约为1,水约为1.33,普通玻璃1.5,在空气中的玻璃较容易发现,而在水中就较难,如是在折光率接近玻璃的溶液中就没办法看到了。 因此,要隐身所必须要两个条件:一是要完全透明,二是要与周围介质的折光率相同或相近。如果按科幻故事所述,通过某种特殊的方法达到这两个条件,实现了隐身。那么,隐身人又可以看见什么呢?
眼睛感受光线,是因为眼内视网膜上的感光细胞中,感光色素吸收相应的光线发生化学变化,产生电信号刺激视神经,传递到大脑产生光感。如果隐身人是完全透明的,那就无法吸收光线也就感受不到光线,所以就看不到光。那如果只吸收很少一点光而对隐身效果基本无影响可行吗?还是不行,因为眼睛不仅是感受光线,还经过不同折光率的角膜(1.38)、 房水(1.34)、 晶状体(1.42)、 玻璃体(1.34)的折光体系对光线成像,要是折光率都与空气近似,就无法成像;同时,除眼前方的光线外,原被屏蔽的其它各个方向的光线也会照到感光色素上,所以也只能是有明暗的光感而看不到任何物体。就好比是胶片在相机中可以产生正确的影像,但如将胶片直接对着景物会无差别的曝光一样。

隐身 - 科幻名词

科幻作品“隐身”是常见的科幻题材,赫伯特.乔治.威尔斯的小说“The Invisible Man”,就是一个此类作品的早期代表作,而相关的电影也有许多。因为隐身人来无影去无踪,这些幻想故事的主题就由如何对待此超乎寻常能力的方式上展开,不外是隐身人反抗恶势力,或者因为过度的自由导致心中的邪念膨胀进而危害社会。但最后总是以隐身技术的不可重现性消失而告终。
不考虑其中的魔幻成份,这些故事同所有科幻作品一样,是以已知的科学知识为基础,虚构一个技术关键的突破以获得隐身的能力,如喝某种特殊配方的药水或经特殊的仪器、射线处理等。先来看看隐身人的背景知识:

隐身 - 现实依据

现实的隐身是根据:一件物体,反射的光会被人眼吸收(例如一个物体吸收了全部的色素光就会呈现出黑色,反之则呈现出白色,其他颜色只是吸收了一部分的色素光),只要把所有光都用特殊的方法吸收或绕过该物体继续向原方向照射了,便可隐身。

隐身 - 军事应用

F-117A隐身战机 隐形战机隐身技术(又称低可观测性技术)和隐身武器系统的出现是提高作战平台生存能力的作战需求、电磁理论和电子技术发展的共同作用的结果。1975年美国开始研制F-117A标志现代真正隐身武器系统的诞生。
军事隐身技术的含义
隐身是个通用的术语,是控制目标的可观测性或控制目标特征信号的技巧和技术的结合。与隐身有关的术语还包括特征信号控制、降低雷达截面、特征信号互动、低可观测性、十分低可观测性等。目标特征信号是描述某种武器系统易被探测的一组特征,包括电磁(主要是雷达)、红外、可见光、声、烟雾和尾迹等6种特征信号。据统计,空战中飞机损失80~90%的原因是由于飞机被观测。降低平台特征信号,就降低了被探测、识别、跟踪的概率,因而可以提高生存能力。降低平台特征信号不仅仅是为了对付雷达探测,还包括降低被其它探测装置发现的可能性。隐身是通过增加敌人探测、跟踪、制导、控制和预测平台或武器在空间位置的难度,大幅度降低敌人获取信息的准确性和完整性,降低敌人成功地运用各种武器进行作战的机会和能力,以达到提高己方生存能力而采取的各种措施。
军事隐形技术的意义
各国军方为什么又要研究隐形技术呢?实际上研究的并不是在这种科幻小说中的隐身人,而是实用目的为主的隐形技术。比如说隐形轰炸机,你完全可以看到是一个庞然大物,只不过采用了各种方法减少雷达波的反射从而在雷达上隐形。因此,所有的单兵隐身技术也只是让人不容易发现等,比如说穿上迷彩服,你当然可以看到,只是在丛林背景不容易被发现而已,但在其它的背景下反而更容易被发现,因此不同的环境下的作战服是不同的。有一些研究让光线转弯的单兵装置,可以说是一种可适应各种背景的迷彩服,但也只能是涉及身体大部份的地方让光线偏转,观察所需部分的光线是不能变的,否则一样的看不到别人,只是可以将这部分变得很小因而不容易被发现。再如窃听器,要是做得很小很小,那也就相当于是隐形了。这对于提高战场生存能力具有非常重要的意义。
隐身技术和隐身武器系统发展历史
隐身技术和武器系统的发展可以分为探索阶段、发展阶段、应用阶段。
①探索阶段(70年代以前)
飞机一出现,人们就企图降低它的可见光特征信号,后来,重点转变为反雷达探测。在第二次世界大战中,德国、美国和英国都曾尝试降低飞机的雷达特征信号。德国潜艇通气管采用过能够吸收雷达波的涂料。
60年代中期以后,一体化防空系统效能得到很大提高,提高飞机生存能力的重要性和迫切性变得异常突出,西方国家研究出了一些战术和技术对抗措施,并研制出U-2、A-12、YF-12、SR-71、D-21等具有一定隐身能力的飞机。但由于缺少提高生存能力的系统方法,更缺少支撑隐身的先进技术,所以还没有出现真正的隐身武器系统。
②发展阶段(70年代至90年代初)
在采用降低特征信号以提高飞机生存能力的强烈需求推动下,提出了研制以降低雷达截面为主要目标的、实用的、真正的隐身飞机的要求;由于理论,以及计算机、电子、控制、材料技术的进步,以减小雷达截面为主要目标的实用的第一代隐身飞机——F-117 A“夜鹰”于1975年问世。美空军1981年开始发展第二代隐身飞机——B-2隐身轰炸机。
此外,F-16C、F/A-18C/D、B-1B等也采用了部分隐身技术,隐身技术还被推广到各种导弹、直升机、无人机、水面舰艇当中。潜艇的噪声以每10年降低10~20分贝的速度下降,世界上最好的核潜艇的噪声已经降低到90~100分贝,低于海洋环境噪声(115分贝)。
③应用阶段(90年代以后)
第二代隐身飞机研制成功,第一、第二代隐身飞机多次参加军事行动,取得显著战果。开始研制第三代隐身飞机。隐身技术向导弹、舰艇、直升机、战车,甚至弹药、地面设备、服装和机场等领域推广和移植。。
美空军于1993年12月开始部署B-2隐身轰炸机,这是集低可观测性、高空气动力效率和大载荷于一身的第二代隐身飞机,采购数量为21架。
美空军于80年代开始设计F-22“猛禽”战斗机,1993年开始研制“联合攻击战斗机”,它们都属于第三代隐身飞机。
隐身飞机开始大量参加战斗是这个时期的一大特点。1991年海湾战争期间,美在海湾部署的43架F-117A隐身飞机出动了1271架次,攻击了伊拉克40%的战略目标。1999年6架B-2隐身轰炸机首次参加科索沃军事行动,共出动40架次,投下500枚“联合直接攻击弹药”,总重450吨。 隐身技术和武器系统发展的动力和基础 隐身技术和武器系统的出现是作战需求、理论、技术发展的综合结果。
迫切的作战需求。自从有了雷达,尤其是60~70年代一体化防空系统在阿-以冲突和越南作战中,使以色列和美国飞机遭受重创,突现了降低飞机的雷达截面,提高生存能力的重要性和迫切性。为了降低平台的易受攻击性,需要采取降低平台的特征信号;装备威胁告警装置;使用欺骗和支援性干扰、诱饵;一次性使用装置;选择适当的武器、战术;压制敌方威胁等措施。其中降低目标特征信号,即采取隐身措施对于提高生存能力具有重要作用。
雄厚的理论基础。1966年苏联学者发表的“在物理折射理论中的边缘波方法”论文,提出预测某种简单形状的物体如何散射或反射电磁辐射的方程,阐述了编制计算机软件来精确地计算某些两维结构雷达截面的方法。从此,人们有可能精确地预测雷达截面,从而设计真正的隐身飞机。后来许多国家进行雷达截面的分析研究与软件开发,为隐身武器系统的发展奠定了理论基础,使隐身技术的发展由经验型转变为以理论为基础。
先进的技术支撑。隐身飞行器的设计和操作需要大容量高速计算机;获取、传输、处理任务计划数据,进行大量计算以确定最佳飞行路线需要先进的计算机和先进雷达机载技术。先进的隐身材料制造和维护技术也是必不可少的支撑技术。这些关键技术支撑了隐身飞机的发展。

隐身 - 隐身衣

设想

隐身衣[1] 衣服由无数小芯片组成,每个芯片有自己的处理器,并且可以调用所有人眼球的信息,可以成像,发光,散热,制冷,透气等。当穿着隐身衣的人出现的时候,衣服的每个芯片将观察者原来看到的影像(后边的物体)按照观察者的视觉信息在你的位置成像(距离因素也计算出来);一些芯片模拟发光,将穿衣者产生的阴影效果除去(或抵消);穿衣者周围空气由体温带来的影响也由芯片的制冷功能抵消;透气散热,这样隐身衣可将整个人体都包括(当然其他的物体披上芯片组成的衣服也可以实现隐身效果)
不易实现的因素:小芯片的功能使它的制作工艺不简单,信息库不够发达不能将所有人每天每时每刻的视觉信息都考虑到。

成为可能

美英两国科学家利用光学原理,成功地用它“隐身”了一个铜圆柱体。这一重大发现已被刊登在今天发表的《科学》杂志上。
这件“隐身衣”主要材料为金属和电路板材料的混合物,比如陶瓷或光纤合成物等等。这种材料吸收了特定的光线,人的肉眼是感受不到比较微弱的光线,就好像物体不存在一样。
这就像是海市蜃楼,在海市蜃楼中,热量引起光线变化,隐去了天空中出现的影像后面延伸的道路。隐身衣的设计者大卫-施伊格称:“我们创造了一个人造的海市蜃楼。它可以隐藏一些物体,让观察者从各个方向都无法察觉它的存在。”
这件“隐身衣”可以阻止探测物体的微波。像光线和雷达波一样,微波遇到物体时通常会反射回来,所以仪器就会发现这种物体,形成一个可以探测到的影子。
而隐身衣使用的特殊材料,可以让雷达波、光线或者其他的波绕过物体而不会反弹回来,进而达到不可视的效果。这就像是小河中的水流能够绕过一块平滑的岩石继续向前流去而不会反弹回来一样。下一步要消灭“阴影”。不过这只是科学家“偷天换日”的第一步,今后科学家们还将对其进行改造和发展,从而制造出可以使人和其他物体“消失”的隐身衣。设计者称:“这个隐身衣只是二维的,而且还投下了一个小小的阴影。我们下一步是做出三维的隐身衣并消灭所有阴影。”
人们能够看到物体,是因为物体会将照射到其表面的光线分散开,并反射到人的眼睛里。这个隐身衣既可以减少光线的反射,同时也可以减少物体的影子。不过,两者还都没有完全被隐藏起来。
在理想情况下这两者可完全“消失”,人们无法察觉到“隐身衣”和它隐藏物体的存在。
设计者称:“目前,我们只是使物体的影子和它反射的光线不易被人眼发现。这意味着它的背影仍然能够看得见,只不过是变暗了。今后我们还要改进它的结构,让它成为彻底的隐身衣。”设计者还补充说,人们甚至可以想像这种材料能够隐藏声音,不会产生震动。中科院物理研究所光物理实验室研究人员告诉本报记者说,根据物理学界此前对隐身材料的研究和应用来看,开发出文中这种可以隐藏物体的“隐身衣”还是有可能的。
光物理学上的“隐身”是指在物体表面涂上一层特定材料,通过吸收其对应的特定波长,从而达到无法探测的效果。此前,这种光学原理已经在军事上被广泛运用。
比如在飞机或者潜艇上涂上可以阻断红外线的材料,雷达就很难探测到它们的存在。
不过,这种使可见光“隐身”的实际应用此前并不多见。由于红外线具有更好的保密效果,利用比较广泛的多为红外线的隐身技术。
由于可见光中包含多种波长的光线,因此如果找到能够吸收各种波长光线的材料绝非易事。因此,科学家开发出让人类实现隐身的神奇斗篷尚需时日。

视觉伪装

2004年,日本东京大学教授推出了一款宽大外衣,人们只需穿上这件外衣,就可以让人“难以辨认”。
事实上,这款名为“隐身衣”的发明并非是真正的隐身,它只是利用“视觉伪装”而达到让人无法辨明的目的。
它是由回射性物质构成,具体的做法是在整个衣服上涂上了一层回射性物质,衣服上还装配了照相机。
原理是将衣服后面的场景由摄影机拍摄下来,然后将图像转换到衣服前面的放映机上,再将影像投射到由特殊材料制成的衣料上。
这套技术吸引了军事专家的极大注意,他们对是否能开发出一种帮助部队隐身的技术很感兴趣。

静止隐形

俄罗斯乌里扬诺夫斯克州立大学加多姆斯基教授称已经发明出了一种特殊的“隐身衣”,并且申请了专利。
加多姆斯基教授发现,一个物体只要覆盖上一种由黄金胶体粒子制造的“特殊外衣”,就可以达到隐形的效果。
研究人员相信,像飞机和太空船这样的大型物体,只要涂上了这种特殊物质,将能够从雷达屏幕前“消失”。

量子隐形

加拿大Hyperstealth生物技术公司日前表示,他们所研发的“量子隐形”材料及相关技术已经获得重大突破,并已得到美国和加拿大军方的认可。
隐形材料“量子隐形”材料可通过折射周围光线来实现“完全隐形”的惊人效果。这种材料可以用来制作隐形衣,帮助战场的士兵通过隐形来完成高难度的作战任务。该公司首席执行官盖伊·克拉默介绍说:"量子隐形"材料不仅能帮助特种部队在白天完成突袭行动,而且还能帮助士兵在遭遇不测时顺利逃生。此外,这种材料还有望在下一代隐形战机、潜艇和坦克上得到应用,让其实现真正的隐形,帮助部队在"无形"中完成对敌方的打击任务。”

隐身 - 网络用语

军团要塞

在军团要塞2中,隐形手表是间谍的标准配置,敌人是无法发现用隐形手表隐身中的间谍的,间谍也可以随时现身用刀子背刺敌人。背刺可以在敌方角色背后进行一击必杀,无论敌方玩家为何种角色都能将其杀死(除非是无敌状态)。

网络隐藏

通过代理来隐藏自己的真实地址,达到反追踪的目的。也有隐藏本机ip,保护自己的隐私和网络安全。
也称隐身技术,最常见的 英文说法是Stealth,在 台湾一般翻译为匿踪,大陆则以隐身称呼这个技术。

低可侦测性技术是采用特殊的设计理论或者是装置,降低某个物体被侦测到的机会或者是能够被侦测到的距离。最早使用或者说是具备这种能力的并不是人类,而是存在于大自然中的各种生物,利用背景,光影或者是自身表面的颜色或者是花纹的变化,将外形融入他们所存在的环境当中,避免成为猎物,这可以说是最早的低可侦测性的例子。

隐身 - 隐藏技术

隐身 低可侦测性技术是军事研究与装备开发方面的热门项目,著眼点在于:当敌人无法发现或者是发现我方的时机较晚时,也就提高我方达到目的的机会与生存率。低可侦测性不单单是著眼于隐藏自己的行踪,同时也在隐藏的过程当中提高我方的杀伤力与装备的存活能力,因为不容易被发现的时候,成功躲避敌人或者是攻击敌人的机率与效率也可以跟著提高,间接降低我方装备的损毁机率以及需要的数量。

比较常见到有关低可侦测性技术的介绍资料多集中在对付雷达的侦测上面,其实低可侦测性技术包含的范围包括任何可以做为侦测手段的方式,其中又以无线电波段、红外线波段、可见光波段以及声音这四方面的研究为主。

无线电波段

无线电波段侦测手段使用最广的当属雷达,雷达在许多侦测手段上的有效探测距离和追踪的精确度最高,压制雷达的侦测能力是低可侦测性科技研究上的主要项目。公开的技术方面包括:减少反射讯号的强度,改变反射讯号的方向以及降低自身发散的讯号。

减少反射

减少的方式有两种,一个是将入射的讯号,利用雷达波吸收材料(Radar-Absorbing Material,ARM)与以吸收。另外一个方式是发射相位相反的讯号抵销反射讯号的强度。利用雷达波吸收材料的历史很早,使用的方式包括飞机结构的材料或者是表面的涂料。发射主动讯号抵销的技术层次相当的高,目前公开拥有这种技术并且有系统实用化的国家只有 美国与 法国。

俄罗斯另外开发出一种技术,利用等离子吸收电磁波的特性来取代雷达波吸收材料,这个技术的理论基础很早就出现,对于无线电讯号的隔绝现象也早有研究,不过使用在军用装备上,尤其是飞机上面还有许多尚未公开或者是证实的说法。

改变反射

主要减少的方式是利用物体的外型将入射的讯号反射到其他方向上,使得雷达无法在该方向上取得足够的讯号强度而达到匿踪的目的。这方面的运用,尤其是在军用航空器上面非常的热门,困难度也比较高。产生困难的地方之一是如何让低可侦测性与飞机的运动性能这两项互相冲突的要求取得良好的妥协。由于改变反射讯号的方向必须考虑到物体的外型以及入射与反射之间的角度关系,在设计的阶段必须能够计算物体的形状,角度与反射的讯号方向的关联以及加以预测和计算。有关这方面的理论研究来自于苏联的科学家,然而当时研究的目的却与军事一点关系都没有。美国空军在发现相关的论文之后加以翻译,交给洛克希德臭鼬工作室的两位电脑专家,花了六个星期的时间开发出第一套可以计算与预测的电脑程序。这一套程序的第一个作品就是F-117

降低散发

除了抵销入射的讯号之外,还必须严格控制自己发出的各种讯号,包括雷达,通讯以及其他电子装备散发出来的噪声。这方面牵涉到的考虑以及运用方式很广,譬如说雷达在操作时的必须精确的控制发出的能量,以免被其他的侦测系统接收等等。

雷达反射

雷达反射截面积(Radar Cross Section,RCS)是衡量一个物体将讯号反射到雷达讯号接收装置的能力。截面积愈大,表示在该方向上反射的讯号强度愈大,也就愈容易被发现。

红外线波段

机械或者是电子装置在运作的时候都会产生废热,人体本身也会散发能量出来,这些都可以利用红外线波段的侦测装置加以蒐集。目前主要的控制方式包括两类:一种是利用周遭较冷的空气或者是其他的媒体吸收发出的热量,减低散发的讯号强度。另外一种是采用途料或者是其他的手段,改变产生的红外线讯号的波段到比较容易被大气吸收或者是常见的侦测装置使用的波段以外,以达的遮蔽讯号的目的。

可见光波段

可见光的隐蔽手段可以说是人类向大自然与其他物种学习的一个例子,由其他生物与生据来的能力中得到的启发来达到隐蔽的目的。最简单的手段就是利用夜间和人类无法在夜间看到远处物体的天生缺陷,其他常见的使用方式包括与环境类似的迷彩或者是可以欺骗眼睛判断能力的图形或者是颜色。未来的研究方向是将自身周遭的光线加以折射,类似改变雷达波反射方向的概念,使得肉眼或者是可见光侦测装置无法看到目标。

声音

虽然声音的传递距离有限,效果不佳,但是这可以说是各种生物,尤其是动物都具备的侦测能力,人类自然也不例外。降低声音的手段非常的多,譬如利用软性材料加以吸收,改变机械装置的设计减少摩擦或者是碰撞产生的音响讯号等等

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