10月28日,在bilibili超級科學晚活動上,中科院院士褚君浩分享了一項令人驚嘆的科學發現——利用特殊材料實現隱身。
褚君浩院士請工作人員手持一塊面板,起初透過面板還可看到人物的下半身,但將這塊材料旋轉90°之后,褚君浩院士的下半身“消失不見了”,但能夠清楚地看到人物身后的舞臺場景。
據了解,這是一種讓光線有規律折射的材料“柱鏡光柵”,它由微小圓柱狀凸透鏡排列組成,當光線透過它時會被有規律地折射。
這種特殊的結構使得光線通過后,背后的物體會被壓縮成細條,當透鏡數量足夠多時,物體就會被分解成無數個相同的細條,由于人眼無法分辨這些細條,物體看起來就像消失了一樣。
褚君浩院士表示:“未來,哈利·波特的隱形斗篷將成衣柜里的日常用品。”
上海市虹口區玉田路500號是中國科學院技術物理研究所所在地,褚君浩院士已經在這里求學與工作45年了。即便現在是“退休”階段,只要沒有外出事務的他通常在早上9點準時出現在辦公室,這是多年養成的習慣,他還要繼續做科研與科普。
在地理學家父親褚紹唐的影響和家庭環境的熏陶下,出生于1945年的他從小喜歡科學,初中時期13歲的他喜歡看天文、物理等科學,并堅定了對物理的喜愛。16歲時在上海徐匯中學就讀高中的他立志要“寫出以中國人名字命名的物理定律”,20世紀80年代,40多歲時他實現了這一夢想,并在60歲時當選中科院院士。如今78歲的褚君浩院士還在繼續科研和科普。“我很高興有這么多人關注隱身,科普的價值在于讓大家看到科學真奇妙,引起對科學的興趣”。褚君浩認為,中國的科普在不同的城市不平衡,但科普的重要性在于培養科學方法、科學精神、科學思維。對當前的科學研究、科普工作有何獨到見解?他怎樣保持對科學數十年如一日的熱愛?日前,褚君浩院士接受了新京報貝殼財經《思刻》欄目的專訪。
“隱身衣”的奧秘——柱鏡光柵
新京報貝殼財經:在B站科學晚上的一段“隱身衣”展示出圈,你是否料到?
褚君浩:B站邀請我參加科普活動,我也很高興地答應了。我們商量的主題是隱身這一物理現象和技術。經過多次商量,我們與技術團隊共同做了這樣一個構思。播出后大家很感興趣,因為里面比較生動,是“六娃救爺爺”,我就是那個爺爺。隱身的效果比較有趣,實際上是展示了一種光學現象,目的是引起大家對光學、對科學的興趣,這個活動果然引起了大家的興趣,也說明現在大家對科學的熱愛,能夠引發大家的思考,感受“科學真奇妙”這是很好的。
新京報貝殼財經:在節目中,你通過一種材料實現了“隱身”,這是一種怎樣的材料和技術原理?
褚君浩:實際上,實現上述“隱身”效果的材料為柱鏡光柵,它由一排排微小的圓柱狀凸透鏡排列組成,每一個豎直圓柱狀凸透鏡都能把平行于它的物體縮小變細,使光線能夠有規律地折射。當一排圓柱狀凸透鏡形成光柵,則產生若干個細到被眼睛忽略的成像,視覺上達到“隱身”效果。而對于柱鏡光柵背后什么東西能夠“隱身”,則主要是看方向,凡是跟柱鏡光柵豎直平行的,都看不見,橫著的則可以看見,交叉的則是部分看得見。
新京報貝殼財經:你說“哈利·波特的隱形斗篷成為衣柜里的常用品”,引發了大家的興趣。目前,這個材料可以制成可以穿的隱身衣或隱身斗篷嗎?
褚君浩:假如用柱鏡光柵作隱形斗篷,這就涉及光柵粗一點好還是細一點好,到底材料里面的尺寸怎樣,這就屬于科學研究了。進行一定的研究、設計,不同的材料有不同的參數,結構形狀大小怎么排列都可以進行研究,如果最后把這種材質做成柔性材料,那么哈利·波特的隱形斗篷就做出來了,這一切都需要科學研究。另外也要看需求端,如果大家都迫切地想要隱身衣,可能這種材料很快就做出來了,但目前對隱身衣的需求也僅僅是有趣。
新京報貝殼財經:柱鏡光柵的使用場景有哪些?
褚君浩:這項技術是用來做光學測量上調整的用途,已經商業化了,市面上可以買到的,在生活中可能不常用,但在實驗室中會使用。
新京報貝殼財經:你還是B站的UP主,這對你科普有何幫助?
褚君浩:觀眾很感興趣,感到對大家有點幫助,我也很高興。