控制光源變隱形─訪科大物理學系講座教授陳子亭
圖：陳子亭研究出如何在人或物的旁邊放上一塊「負」折射材料，達到真正隱形的效果（杜漢生 攝）
□在電影、電視中，我們不時看到隱形術，人只要喝下神奇的藥水，或在身上塗上一層塗料，或者像哈利波特一樣披上一件隱形衣，就可以消失不見。我們都認為那只是編劇者的幻想，現實中不可能實現。但隨着科技的發展，科學家證明隱形術不但在理論上可行，在某些微波和光的環境下，亦可能出現。香港科技大學物理學系講座教授陳子亭，研究出如何在人或物的旁邊放上一塊「負」折射材料，達到真正隱形的效果。
採訪：曹宏威教授
撰寫：虢 書
陳子亭在香港長大，在香港大學物理系畢業後，赴美國柏克萊大學攻讀博士學位，其後在美國能源部一個實驗室做了十年研究工作，到九五年回科大任教至今。
陳子亭現在的研究主要側重於尋找控制光的方法，看如何運用人工材料，控制光和一般的波動，同時也看光怎樣控制材料。陳子亭解釋：「在微觀上，有一些顆粒很細，難用手捉，也難將它移動或改變結構，如果用化學方法，又沒有什麼化學品可選擇，還容易造成黏在一起卻無法分開的現象。」
利用光強搬動顆粒
改變結構通常有兩種方法，一種是用物理的方法切細，另一種是化學方法，利用物料之間的化學作用自行組裝。陳子亭研究出第三種方法，那就是利用光的力量，來推動細小的顆粒，讓它們自行組裝，形成特別結構；通常要使用激光，因為自然光的力量不夠。光是百分百絕對乾淨的介質，用手捉可能還會弄髒；而且，可透過自行控制光的強度，想要顆粒放在什麼地方，就把光場放到哪裡，讓物體自行移動。
有的顆粒喜歡到強光的區域，有的喜歡弱光，光的強弱分布不一樣，那麼，就可以讓它們自行選擇，就好像顆粒上有一個傳感器一樣。這些顆粒就像細小的玻璃珠，小到一般用肉眼無法觀察。一九九○年哈佛實驗顯示：在一個平面上若有不同光的強度，花粉喜歡跑到強光地方；更無須用任何外力，花粉會自行組合。陳子亭說，九成物體都喜歡強光；光越強，顆粒的勢能越低，所以光越強也越能搬動顆粒。
微波環境中可實現
陳子亭近年來研究的重頭戲當屬隱形術。他說，二○○六年前，連理論都無法證明是否可以成立。○六年，英國科學家利用「麥士維方程」證明了隱形術的可行性，當時轟動社會。其後，美國杜克大學用實驗證明，隱形在微波（低頻）環境中可以實現。今年年初，美國柏克萊大學更在光學環境下做到隱形效應，但只局限於平面。陳子亭表示，這個現象沒有違反自然定律，只是三維太困難，三五年未必做到，有待將來，應該可以，而且造價很高，視乎有沒有人肯投放大量資源。
現實中，我們最多聽到的是「隱形戰機」，陳子亭說：「隱形戰機的英文是stealth plane，不是invisible，並不隱形；只是中文翻譯錯了、用錯了詞。嚴格來說，隱形應該是完全透明的。隱形戰機的原理只因飛機表面塗上吸收雷達的塗料層，使地面雷達難以偵測到；加上戰機各種形狀的角度設計，讓未被吸收的部分雷達反射上天，避開地面，失去信號而已。」
《哈利波特》電影中，哈利波特披上一件隱形衣，別人看不到他，他卻可以自由走動。陳子亭說，用這種方法隱形，實際上隱形的人和外界是相互看不見到，因為光全部繞過了他，沒有光進入，便成了名副其實的「盲俠」。
隱形戰機並不「隱形」
怎樣才可以既讓人隱形，又不做「盲俠」呢？陳子亭研究這個問題。他擺放一個「負」折射材料在隱形人或物旁，使人或物本身的散射場被移走，以致隱形了。由於負折射材料會利用散射光互補的原理：這邊的光沒有了，可從別的地方再補光，因此，被它隱了形的人就仍能看到外界；而且，負折射材料本身也不會被看見。他說：「我這種方法，無論光從哪個方向來，無論是點光源或平面光源，都可以做到隱形效果。而負折射材料不需要給予能量或任何操作，只需在製作材料時針對人或物量身設計，讓每個角度的折光度都計算好即可。負折射材料原本不存在於世界上，必須由人工做。」他還表示，材料不能放太遠，必須在幾個波長內，偏離一點便會敗露。然而，這種負折射材料暫時只處於理論階段，未能實用。
除了隱形，負折射材料還可以改變物像，如蘋果變成香蕉，勺子變成杯子，而且不需要「對照物」，只要在製造材料時，由程序設定了便可。負折射材料在此的角色是先消滅物體本身的散射光，然後製造幻想，補充要生成物體的散射場。陳子亭目前的着眼點是研究可不可以隨便擺一個材料，只需給予一定的電能，就能達到隨心所欲的變幻效果。
