户外茶会活动:人人都是哈利波特,魔法离现实有多远

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/27 23:46:04

  英国作家罗琳的小说《哈利波特》终结篇近期发行,与此同时,众人瞩目的《哈利波特与凤凰社》也在世界各地火爆上演。人们关注哈利在与伏地魔展开较量的同时,肯定会惊讶于贯穿电影中的丧失记忆、隐形、飞天扫帚等冒险经历。也有人会因此产生疑问:这些看似神秘的魔法真的和科学规律相悖?未来社会,人类会普遍拥有哈利波特的魔力吗?

《哈利波特与凤凰社》剧照

  事实上,并非只有哈迷会有这些想法,一些致力于研究严谨科学的人也对这个问题同样感兴趣。现在,有科学家已经得出这样的结论:科学和魔法之间并非完全抵触,科学和科幻也不是象鸿沟一样不可逾越,随着人类科技的进步,很多现在认为是科幻的或所谓的“魔法”,将来都完全可能变成现实。

  哈利波特的魔法世界揭示了一些令人感兴趣的问题,这些问题现在勾起了研究人员的好奇心,他们已经揭开或正在揭开其中的奥秘。

遗忘咒与“失忆药”

  可能很多人都对以下描述有一种熟悉的感觉:哈利波特和其他会用魔法的人念出一道遗忘咒时,对方的记忆立刻全部被清除。一些哈迷甚至有过这样的想法——如果能够拥有波特的魔法该多好啊,有了烦心事,只要默念一个咒语,大脑对这些烦心事的记忆就被清除干净了——这样的生活该多么快乐。

  其实,现代科技的发展已经证实,这样的梦想早已不再是痴人说梦,因为“失忆药”已经诞生。

  加拿大麦吉尔大学的卡里姆·纳德及其研究小组对一些药物如何消除创伤性记忆做出了解释。由美国纽约州立大学的安德烈·菲顿及同事进行的一项研究显示,抹掉记忆是科学可以做到的事。他们发现了这一复杂机制中一个可使大脑保持记忆的至关紧要的元素。该研究小组指出,通过抑制某个单个分子,他们可以消除大脑中的长期记忆。

“光轮—2000”,哈利的飞天扫帚

法国一家网站上销售的“光轮2000”的仿制品

  假如研究得以顺利实现预期效果,那么,因伤痛而产生的不快记忆就会消失,这绝对是神经病理痛和癫痫症患者最想听到的福音。

足以令宇航员倾倒的“光轮—2000”

  如果能够换来哈利波特那把骑上就能飞的“光轮—2000”扫帚,相信很多热衷于探索太空的宇航员情愿出卖自己的灵魂,因为它的确太神奇,以致于可以完全脱离引力束缚。

  事实上,科学家们研究反重力效应已经几十年了。现在,反重力研究已经成为一种全球性现象,许多国家都在研究,而且这一研究的前景被普遍看好。

  1992年,俄罗斯人叶夫根尼·波德克列特诺夫在《Physica C》杂志上撰文宣布,他发现了“引力屏蔽”效应,可以做到在一定面积上屏蔽引力的影响。他的试验仪器由一个悬浮在磁场中超导圆盘组成,直径为14.5厘米,厚0.6厘米。波德克列特诺夫施以交流电场,使其旋转,置于盘上的物体引力可减轻2%。波德克列特诺夫使用大量物体,从陶制物到木制品进行了实验,仔细观察这种引力减小现象。他发现,旋转速度越快,物体引力就越明显。

  这项研究成果虽然听起来不怎么样,但却轰动了当时的物理学界,影响力不啻于原子弹爆炸,因为万有引力定律是现代科学最神圣的原理之一,波德克列特诺夫的研究点燃起了许多科研机构的探索激情,包括设菲尔德大学、一个加拿大研究组,甚至美国国家宇航局。
 说完哈利波特的遗忘咒和“光轮—2000”后,我们探讨的重点将放在神奇而又好玩的“隐形斗篷”上。

“隐形斗篷”不是梦

  哈利波特的消失咒和隐形衣不知让多少青少年想入非非,尤其是隐形衣,将它往身上一披,谁都看不见你了,不但好玩而且刺激。其实,在现实生活中,隐形衣的研究已经取得了重大突破,迄今为止,数学家已经在一些得到同行认可的杂志上发表文章,提出了可达到隐形目的的四种不同的理论。

  美国《科学》周刊2006年10月发表的一篇论文说,美国和英国的科研人员已研制出一种“隐形斗篷”,能让一个铜柱不被微波发现,达到基本隐形的效果。

  “隐形斗篷”不同于隐形技术,后者通过减小雷达波反射的横截面,使雷达难以跟踪飞机轨迹。“隐形斗篷”则针对辐射波的特定频段,设法让雷达波或其他形式的波绕过物体,就像物体根本不存在一样。

谁都想要一件哈利波特所拥有的“隐形斗篷”

  论文撰写者之一、美国杜克大学科学家戴维·史密斯说:“‘隐形斗篷’既减少了物体反射的光线,也减小了物体投下的阴影,这两点都会使物体被发现。”史密斯说,目前研制出的“隐形斗篷”只是二维的,铜柱仍会投下一小块阴影。他们计划下一步研制三维“隐形斗篷”,让阴影彻底消失。www 

可以使光波发生偏斜的材料

  这种“隐形斗篷”由多种材料制成,其中可能包括金属、陶瓷和纤维合成物等。研制隐形衣并不是一件难事,随着科技的进步,隐形衣将有可能会像人们现在穿的衣服一样普及。随着隐形衣的脚步到来的可能还有相关使用规定,如果有关方面不想让这个世界乱成一锅粥的话。

隐形衣的材料

  制作隐形服装的关键是一种特殊的人造材料,它既非自然界中的材料,也并非来自哈利·波特的魔法学校。英美研究人员发明的材料,是用来控制光线及物体周围其他的电磁射线,让这些光线和射线给人“隐身”的感觉,就像是隐藏在太空的黑洞里一样。

  美国宾夕法尼亚大学的电子与系统工程教授纳达尔·恩格赫塔说:“这是一种非常有趣的科学,也是一种非常有趣的创意,得到了数学和物理学伟大的基础支持。”事实上,恩格赫塔正在用一种被称为“元材料”的新奇材料,研制隐形服。英国物理学家彭德利和同事也使用元材料,它能让电磁射线比如无线电波或可见光等,向任何方向折射。

  用这种材料制成的外衣,既不反射光线也不投射阴影。就像一条小河沿着一块平滑的大石头流淌一样,光线和电磁射线,照射到斗篷上后就顺着衣服“流走”了,就好像从未碰到障碍物一样。旁人无法在衣服上看到光线,一切就这样消失了。

  美国东北大学的物理学家、切尔顿微波公司的设计工程师帕坦加利·帕里米说:“是的,如果有人穿上用这种材料制作的斗篷,他就能隐身。”

隐形技术的前景:军民两用

  隐形技术在军用和民用方面的前景很广阔。例如,可研制一种容器遮蔽核磁共振扫描仪干扰;可建隐形罩以避免障碍物阻挡手机信号;甚至可在炼油厂上建一个隐形罩,使它不影响海边的美丽风景。医生手术所戴的手套使用“隐形”技术,医生动手术的手就会变得“透明”,不会挡住需要手术的部位。飞机驾驶舱的底部“穿”上“隐形衣”,飞机着陆时,驾驶员就能很清楚地看到地面跑道的情况,着陆时就更安全。

  科学技术的不断发展使得各种可探测技术、隐形材料层出不穷,以往只能在科幻小说里见到的隐形兵器、隐形人,而今已悄然走出实验室,出现在信息化战场上。尤其伴随隐形飞行器、隐形战斗车辆、隐形舰艇、隐形弹药的出现,单兵隐形技术也从实验室走上了战火纷飞的阵地。

  隐形技术并非让人从人间蒸发,而是利用光学原理、电磁原理,使自己在敌人的视觉、光学侦察器材、红外侦察器材前不可见,或与环境融合而不可辨。

  随着隐形技术和隐形装备的不断发展,身着隐形衣的作战人员涌向未来战场,必将给传统的侦察设备带来全新挑战,同时,也必将推动隐形与反隐形对抗技术的加速发展。

各种各样的隐形衣

  反可见光侦察隐形衣。它印有与大自然主色调一致的六种颜色构成的变形图案。这些图案是经过计算机对大量丛林、沙漠、岩石等复杂环境进行统计分析后模拟出来的。它可使着装者的轮廓产生变形,其细碎的图案与周围环境完全融合,即使目标在运动也不易被发现。

  反红外侦察隐形衣。它由精选的六种颜色作为染料,并掺进特殊化学物质后制成。该隐形衣与周围自然景物反射的红外光波大致相似,颜色效果更接近大自然的色彩环境,以此迷惑敌人的视觉和干扰红外侦察器材。

  变色隐形衣。它是一种由光敏变色物质处理过的化纤布制成的作战服,也可用光敏染料染在普通布料上制成。不论是在绿色的丛林、黄色的沙滩、蓝色的海洋还是白雪皑皑的原野,隐形衣都会根据周围环境的变化而自动改变颜色,着装者能够很容易地接近袭击目标,而不易暴露自己。

  视而不见的透明服。日本东京大学工程学教授田智晋也研发出一种神奇的“透明服”,可以从人前看到人后的一切,从而达到“视而不见”的隐形效果。其原理是利用透明服后的摄像机,把影像传送并映射到前面具有反光功能的衣服表面,使人能看到着装者背后的影像,如同着装人是“透明”的。

  隐形帐篷。除研制、装备各种隐形衣外,国外还在研制用于集体防护的隐形帐篷。它用特殊材料制成,顶部和围墙采用隐形材料,支架和固定体采用塑料或复合材料,外型类似一个平台。它能有效地防敌雷达探测,保护作战人员免受弹片和轻武器杀伤,并且具有防光辐射、放射性沾染和化学武器的功能。

隐形战机发展现状

  隐形飞机在最近几次的局部战争中所表现出来的优异性能,更是令大多数国家刮目相看。www 

F—117全隐形飞机

B—2全隐形飞机,

  世界上第一家研制发展隐形飞机的美国,如今已经发展了三十多年。从最初的U—2、SR—71隐形侦察机,B—1半隐形轰炸机,到现在的F—117、B—2全隐形飞机,还有已经开始服役的F—22、F—35隐形战斗机以及已经研制多年的新一代‘极光’高超音速轰炸机都具有不同程度的隐形功能。

  飞机的隐形主要是指外形的隐形、电磁辐射的隐形、热红外辐射的隐形、自身发出声波的隐形这四大方面。也就是说,飞机在设计时,要充分考虑上述四方面的综合设计,通过改变、削弱、反射、吸收、缩小设计目标的可使作战敌方能发现的雷达电磁波(不管是自身发出的还是对方的主动探测雷达波)、自身发动机的热辐射和声波、自身飞机的结构和使用材料性能、自身所携带的武器装备等。

解密“空中幽灵”:战斗机是如何隐形的

  隐形战斗机被形象地喻为“空中幽灵”,它们行踪诡秘,能有效地躲避雷达跟踪。多亏有了能吸收雷达波的“隐形”材料,才使隐形战机能轻而易举地从雷达眼皮底下逃之夭夭。

  隐形轰炸机的雷达吸波材料可通过阻止反射无线电波来干扰雷达系统。雷达吸波材料多种多样,其中包括非共振磁性雷达吸波材料和共振雷达吸波材料。由非共振磁性雷达吸波材料制造的涂料含铁酸盐粒子,可将轰炸机表面“吸收”的雷达波作为热量散发掉。这种材料可降低雷达的“可见度”并可在一个宽广的雷达波频率范围内使用。

  共振雷达吸波材料则只在一个很窄的频率范围内有效,不过只要雷达波频率在该材料的设计范围内,它的效率就非常高。经计算,这种材料的厚度与雷达波的波长一致时,就能像被“调谐”了一样可吸收特定频率范围的信号。

  就像海绵只能保存一定量的水一样,隐形材料理论上也只能储存和散发有限的雷达波能量。然而在实验室条件下,工程师们以大大超过实际生活中会遭遇的雷达波能量检测隐形材料,以确保隐形材料在实际使用过程中的有效性。

军用隐形涂料研发现状

  隐形技术是当今最热门的军事科技之一,隐形涂料技术则是其中最容易实现的,用其改装老旧装备的效果也比较明显。很多国家和地区都在致力于隐形涂料技术的研究,隐形涂料主要分为反雷达、反红外、反可见光涂料等等,目前各国着重研究的仍是针对雷达隐形的吸波涂料。

  雷达隐形涂料起源于二战时期的德国,为了减少高层建筑对雷达波的反射,提高雷达的分辨能力,德国人研制了一种能吸收雷达波的涂料,覆盖在建筑物表面,取得了一定的效果。到了二十世纪八十年代,美国人首先大规模地在作战飞机上使用隐形涂料,著名的F—117、B—2隐形飞机全身都涂满了隐形涂料。这种涂料含有大量的铁氧体粉末材料,依靠其自身自由电子的重排来消耗雷达波的能量。不过,铁氧体隐形涂料的缺点也是比较明显的:吸波频带较窄,单一涂料只对特定频段的雷达波起作用;对环境要求高,需要为隐形飞机配备昂贵的空调机库,加重了后勤负担;重量大,会对飞机的机动性能产生影响。因此,很多国家都把目光瞄准了新一代的隐形涂料。

2006年,中国研制出世界第一艘双体隐形导弹艇022号

  新一代隐形涂料的种类很多,主要有以下几种:

  多晶铁纤维隐形涂料。其吸收频带宽、密度小、吸收性能好,据称,该涂料已用在法国战略导弹和美国的F/A—18E/F等飞机上。

  导电高聚物隐形涂料。美国已研制出一种导电高聚物透明吸波涂料,吸波材料在涂层内分布均匀,不必增加厚度来提高吸波的频带宽度,特别适合对老飞机的隐形改装。此外,这种吸波涂层透明,适用于座舱盖、导弹透明窗口及夜视红外装置电磁窗口的隐形。

  纳米隐形涂料。这是目前最有前途和发展潜力的吸波材料,因为纳米材料对电磁波的透射率及吸收率都非常大,不仅能吸收雷达波,也能吸收可见光和红外线,由它制成的涂层在很宽的频带范围内可以逃避雷达的侦察,同时也有红外隐形作用,而且它还具有兼容性好、质量小和厚度薄等优点。

  目前,隐形材料正朝着能够兼容米波、厘米波、毫米波、红外、激光等多波段电磁波方向发展。