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褚君浩院士演示“隐身术”，隐身衣离我们有多远
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/512234.shtm
在魔法世界里帮助哈利波特屡建奇功的“隐身衣”，在现实世界里也有了实现的可能。
近日，哔哩哔哩在北京举办的“bilibili超级科学晚”上，中国科学院院士褚君浩介绍了“多种光学隐身方法的效果测试”，并现场展示了利用特殊材料实现的“隐身术”。褚君浩表示：“我可以负责任地告诉大家，这不是魔术，而是科学手段。未来哈利波特的隐形斗篷或将成衣柜里的日常用品。”
褚君浩院士表演隐身术（图源：哔哩哔哩）
对此，澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者对中国红外物理学家、半导体物理和器件专家、中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员褚君浩进行专访。褚君浩透露，“隐身术”的本质就是对光的操控，不论是他在晚会上展示的神奇材料“柱镜光栅”，还是目前早已投入应用的红外隐身技术、雷达波隐身技术等，都离不开对光的操控。
“将这种看似魔法的科学技术搬上舞台，更多的还是希望激发青少年儿童对于科学的兴趣以及热爱，从而达到科普的目的，并且把追求科学、崇尚科学的种子种进孩子们的心里。”在科研之外，褚君浩本人也是一位“科普达人”。在他看来，兴趣是最好的老师，做好科研工作更是离不开兴趣与热爱。
以下为专访内容：
澎湃新闻：您可以简单介绍一下在“bilibili超级科学晚”上展示的三种隐身技术的原理是什么吗？
褚君浩：那天给大家展示的“隐身术”借助了一种让光线有规律折射的材料“柱镜光栅”。它由一排排微小圆柱状凸透镜排列组成，每一根柱状凸透镜都会把背后的物体压缩成一个细条，透镜数量足够多时，就会把物体分解成无数个相同的细条，让人仿佛看不见了，从而在视觉上达到“隐身”效果。但是这种方式需要注意你和材料之间的距离，如果你完全贴紧材料，就无法实现隐身。此外，还可以利用折射率“隐身”，例如，高硼硅玻璃和甘油的折射率相近，当使用高硼硅玻璃材质的物体在甘油里运动时也可以“隐身”。这其实就是实现“隐身衣”的原理之一，当你穿上一件衣服，它的面料和空气折射率一致时，就能在日常生活中自如“隐身”了。
褚君浩给小学生做科普报告介绍红外探测器 受访者 供图
总的来说，“隐身”从更广泛的角度来说就是通过材料科学技术、通过微纳技术来实现对光的操控，也就是光的操控的科学。
这样实现对光的操控的案例在日常生活中有很多，比如眼镜（近视镜、老花镜）、变色太阳镜（镜片里面掺杂某种杂质，能够吸收紫外线）、智能玻璃窗（夏天能够把室内的冷气阻断，冬天阻挡室内的暖气排到室外）、定制杯子（在杯子上涂一层热敏材料，水倒进去就会呈现生日快乐）等等，都是目前社会中应用较为广泛的光学技术。
澎湃新闻：现在这些隐身新材料能不能实现制作一件“隐身衣”，很多年轻人觉得社恐想要拥有“隐身衣”，为什么现在市面上似乎还没有见过？
褚君浩：可以，但目前来说没那个必要。很多科学技术转化本身基于需求，如果社会上有需求，大家就会去做。比如说隐形耳麦、隐形眼镜等。现在需求比较多的是红外隐身、雷达波隐身。有需求，才会研究这个技术，技术才会不断发展。
对于年轻人的“社恐”，我觉得可以研发一种帽子，这个帽子里面就藏着这种隐身新材料，等你不想被人看到的时候，你就一点这个帽子让新材料降下来，别人看你就是模糊的马赛克，想被人看到的时候就升上去，也算是“社恐面具”了。
因此，关于“隐身”是否能够走向普遍的应用，就看社会上是否有这样的需求。比如我们所说的“隐身衣”，理论上是可以做出来的，但是市场比较有限，目前这个“柱镜光栅”材料主要应用在光学实验室中。
澎湃新闻：很多网友脑洞大开，展开关于材料应用的讨论，比如说可以拿它用来美化市容市貌，把一些配电箱、垃圾房用这种材料隐身，可以实现吗？
褚君浩：可以实现的，但是也有缺点，因为本来这些设备大家可以看见的，现在看不见了，可能会撞上去，存在一些安全隐患。所以，一项科学技术从研发到真正普及，要综合考虑多种因素，除了需求问题，还有成本问题、安全性问题、法律问题、伦理问题等等。比如有的人在车牌号上面使用隐身材料，车牌号看不见了就可能会违反交通法律。
澎湃新闻：从“隐身”这个话题来讲，科学界是从什么时候开始研究的，又分了哪几个阶段？
褚君浩：科学的研究是从很早就开始了。第一阶段就是从第二次世界大战开始伪装，类似于迷彩服等主要从军事科学逐步发展过来。
第二个阶段就是精准隐身，分波段隐身，因为做到全波段隐身比较难，知道你用什么波段检测，就在什么波段实现隐身。如果要红外线发现不了飞机，就可以在飞机上涂一种材料，这种材料的比辐射率特别低，尽管温度很高，但辐射的能量会很低，红外摄像头就捕捉不到。第二类就是比辐射率与背景接近，也可以实现隐身。比如说，我身上佩戴一把枪，就要让枪的比辐射率与环境接近，就可以使它融入环境中，达到隐身的效果。
20世纪80年代，褚君浩在实验室工作 受访者 供图
最近这些年，就从雷达波、红外隐身发展出来超材料研发，运用微纳结构进行水平更高的隐身，可以扩展到可见光的波段。
这三个阶段，也是隐身的三种形式，其实是都需要的，隐身是要通过多渠道、多途径来综合实现的。
澎湃新闻：你觉得做科普和讲课有什么差别？
褚君浩：从科普的角度来说，主要还是启发大家对科学的兴趣。让大家知道光是很奇妙的，对光的奥秘有一定的理解，对科学产生兴趣，提高想象力和创新精神。
我认为，教育有三大要素，第一个要素就是基本道德教育，第二个是知识教育，物理化学等基本需要掌握的知识；第三个是学习创新性的思维能力，能够用科学的方法、科学的精神去发现世界、理解世界。科普也是更加注重后两个要素。
褚君浩展示“隐身”新材料 澎湃新闻记者 朱奕奕 摄
科普要关注逻辑关系、知识点的概念问题、来源、知识点跟技术、产业、社会发展的关系，对不同的人群侧重点也不同。对学生的话，主要侧重科学方法、科学精神、科学的思维方法与创新思维能力的培养。对于干部、公务员来说，要侧重科学发展趋势，讲智能时代、第三次工业革命、第四次工业革命，要用科学助力决策。对企业家来说，要侧重科学发展的前沿，指导投资与企业发展，给他们一些参考。
我还给不识字的幼儿园小朋友做过科普，对幼儿园小朋友来说，不能讲得太深，我问了一系列问题把他们引导到一个红外世界中。比如我问的第一个问题是，太阳光有几种颜色，然后再问我们为什么能看得见，进而引导到在可见光外面有一种光叫红外线，如何看到红外线，需要红外眼镜，进而引导大家思考红外眼镜的用途，如测温、拍照、运用风云卫星进行气象报告，放到月亮上看光谱分析成分等等。这一系列问题，对小朋友们就起到很好的作用。
所以，科普一定要根据他们日常理解的事情进行解释和展开。科普既是一门艺术，也是一门学问。
澎湃新闻：对青年科研人员的赛道选择，你有什么建议？
褚君浩：选赛道最重要的是看你的兴趣，要尽可能地跟你的兴趣、能力相匹配。如果你选到与自己不那么匹配的赛道时，就要培养兴趣。如果你深入了之后还没有兴趣，就说明你不是很适合这个赛道。
对于科研而言，兴趣是非常重要的。因为有兴趣，就会勤奋，就会很愿意钻研琢磨。同时，也要勤勤恳恳，一步一个脚印地做研究，也要有志向，把国家的、单位的、个人的志向融合起来。做科学研究是最容易把国家、单位、个人的需求结合在一起的。
研发是艰辛的，科研人员也很辛苦。现在科研人员太忙了，汇报、报告、开会、做PPT，所以还是希望有一些体制上面的改进，让科研人员的主要时间用在科研上。现在国家也重视科研人员的待遇，整个科研都很卷，水平都比较高了。
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