HOME

 

 

那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  隱形技術最新進展:把時間也藏起來
  那福忠 July 27, 2011
  請把你的想法寫信給我: frank.na@gmail.com
   

   英國作家 H.G. Wells (1866–1946) 在 1897 年寫了一本小說「隱形人」(The Invisible Man),成為百餘年來科幻題材的經典。小說裡的主角是個窮困醫生,要想做一點事業,就開始研究隱形,理論是只要不吸收、不反射光線,別人就看不見了,他先拿一隻貓試驗成功,貓主人找不到貓認為是他偷的,他就把自己變成隱形藏匿,不料變不回來了,試驗失敗開始變態,最後偷搶作惡、為警方所殺。自從 1933 第一部隱形人電影以來,共有四部電影(明年發行第四部),六部電視劇,都以這本小說為藍本。

   哈利波特的隱身斗蓬,又引起大家的隱形興趣,眼睛看見東西,是因為光線照到東西的反射,如果沒有光線,就什麼也看不見。但如果有件東西僅吸收光線、並不反射光線,那就看不清物件的細節,但仍看到物件的黑影。所以單是不反射光線,還不能隱形,還要讓光線貼著物件走,也就是要讓光線隨著物件的外圍轉彎,才不會產生陰影,而光線通過物件之後,又恢復正常直線照射,這樣眼睛看見的僅是物件的後方,物件就隱形不見了。

   但是光線僅能直走,除非用人工方法不能彎曲,要讓光線貼著物件轉彎,要用特殊的稱為進階材料或「超材料」 (Metamaterial) 來製作。光線從一個介質進入另一個介質,速度會產生變化,照射方向也變更,光線在通過介質內的速度、除以光線在真空裡的速度,稱為折射率,因為光線在真空裡速度最快,所以任何物質的折射率都大於一,如果有辦法把折射率變成負數值,那就正負抵銷,光線進到介質就不會折射,穿過的那個介質,就隱形不見了,隱身斗蓬就是超材料做的。隱形技術日新月異,最近德國科學家提出用光轉型 (Optic Transformation) 的方式來替代超材料。

   上週美國康乃爾大學 Moti Fridman 等研究員發表了更進一步的研究結果,不是把物件隱形,是把「事件」(Event) 隱形。所謂事件,就是一回事,是動態的,也是時間性的,把一件事變的隱形了,也就是把時間隱形了。時間沒有形狀,只能看著鐘錶的指針,研究團隊則是用精密的儀器測量,結果發現有十億分之 110 秒的時間不見了,這段時間內的事件,也自然沒有任何紀錄,消失得無影無蹤。這次實驗的失蹤時間雖然短暫,在科學研究上卻是向前邁一大步。

   把時間隱藏起來,聽起來懸疑難懂,但科學家認為可能,因為在電磁理論上時間與空間是二為一的,空間的衍射光在數學上相當於通過色散光介質時間的總和。衍射 (Diffraction) 光,是指光線在傳播過程中,遇到障礙物或小孔,有離開直線路徑、繞道障礙物陰影裏去的現象,這也隱形物件的基本依據。色散 (Dispersion) 光,指光線的相面速度依頻率而不同,如天上的彩虹,把白光依不同波長分散到不同空間,顯現各種彩色。

   在學理上,衍射光與色散光在時空上對稱,康乃爾大學的立論是,既然衍射光可以用來隱形物件,那色散光就應該可以隱藏時間。研究的方法是先製作兩個電子鏡片稱為「時間分割鏡片」,可以把光線壓縮與放大,當光束從第一個鏡片射入,經鏡片壓縮,通過一個反向色光介質,經收集光線,再通過一個單向色光介質,經第二個鏡片把光束反壓縮鬆開,恢復光束原來的頻率。第二鏡片外的觀測者雖然沒有察覺到差狀,但正如隱形流程,在時間上產生一個空洞,當然這段時間裡的事件也就不翼而飛了。

   隱藏時間是複雜的技術,上面的解釋恐怕無法說得明白,建議有興趣的讀者參閱以下的資料,同時也請讀者想一想,以後若真的能把時間藏起來,會是一個什麼樣的世界?

Demonstration of temporal cloaking (康乃爾大學圖書館論文摘要)
First Demonstration of Time Cloakng (MIT 技術評論:簡單介紹)
Demonstration of temporal cloaking (論文全文 PDF)




上一篇 下一篇 索引