2022年6月11日,《eLight》期刊封面文章,中国科学家实现了用脑电波来隔空控制实物的新技术。无独有偶,十几天前的5月31日,国家体育总局发布了新的武术境界分级,新的境界命名分别为天枢境、天璇境、玉衡境、瑶光境等境界。接连两件事的发生,让网友们大呼震惊,难道是这片中华大地终于要灵气复苏了吗?

说起这个意念控物的黑科技,就不得不提到其中最关键的技术:超材料技术,本次意念控物的“物”就是指它了。超材料不同于普通的木头石头等材料,它在自然界中并不天然存在,而是经过科学家精心设计的人造材料,那么超材料究竟是什么呢?

故事还要从大约60年前说起,超材料的概念最早源于前苏联科学家的维克托·韦谢拉戈(Victor Veselago),他于1965年提出了一种能够颠覆人类认知的物理猜想——“负折射”材料。它有悖于常见的光波传输原理,负折射材料的光学性质与常见的玻璃、空气等透明物质的性质不同,其入射和折射光位于法线同侧,也即折射角为负,而几千年来人类观察到的现象都是折射角为正。

这实在是太反常识了,以至于物理学家们也爆发过激烈的争论:这样的物质是否真实存在?在随后的几十年里,英国科学家和美国科学家分别从理论与实验上验证了负折射现象,这种反常材料才被更多的科学家关注。自此开始,以负折射材料为代表的新材料族群与日俱增,是时候给它们个统一的命名了。最终,科学家们这一类能对电磁波(光波是电磁波的一种)进行特殊的调制与变换的材料统称为——超材料。

那么超材料的工作原理是什么呢?通俗的说,超材料就是通过人工对材料进行精细设计,调控其中的单元结构及尺寸大小,再以周期阵列排布或者其他的排布方式构成一个整体,这就是超材料了。而电磁波会对不同尺度的单元产生不同的谐振效应,这种方式设计出的超材料,就可以让材料作为一个整体对特定的电磁波施加影响。最终的结果就是,电磁波照射超材料后的相位,极化,强度等性质都会发生改变,出现反常传播现象。

既然有着如此酷炫的特性,不做点酷炫的事怎么行?科学家们以超材料技术为基础,创造出了一系列黑科技:诸如超透镜、电磁黑洞、隐身衣等等。超材料技术从这时起,渐渐走向了发展的高潮,在医疗、军事、增强现实、移动通信等领域展现出巨大的发展潜力,是6G技术的主要技术方案。超材料技术还被《Science》选为21世纪前十年自然科学领域的十大突破之一,美国国防部更是将其列为“六大颠覆性基础研究领域”之一。

近几年,我国科学家也开始在超材料领域崭露头角,东南大学的首席教授崔铁军院士提出了信息超材料概念,其核心是对超材料加载二极管等有源器件,以其连通或断开进行“0、1”编码。这个概念的提出,使得超材料一下子就拓展了无限的可能性,竟然连材料都可以编程了,并且可以做到实时调控。基于这个研究,我国科学家们利用非侵入式的脑机接口获取人脑的意识,将人的意识转化为电磁波信息,再由该信息控制超材料动态编码。至此,意念控物真的成了!

关于意念控物,让我想到这样一个故事:明代王世贞所撰《剑侠传》曾辑录一个传说:京师人郭伦路遇地痞,一个青衣道人帮助郭伦脱难,郭伦感激不尽并邀请道人到家里痛饮,宴毕,道人正欲辞去,郭伦问其名讳,道人说:“吾乃剑侠,非世人也。”

随即,掷杯长揖,出门数步,耳中铿然有声,一剑跃出,叱之坠地,蹑之腾空而去。

这是何其的潇洒肆意!古往今来,人们对御剑飞行的想象由来已久,但这一直只是一个存在于人们心中的浪漫想象。而随着超材料技术的发展,意念驱物这种黑科技也会愈发成熟,御剑飞行也许真的不再是一个遥不可及的事了,想想看还真有一些“赛博修仙”的意味。

言归正传,是时候做一个总结了,对于超材料领域的研究,我国的科学家无疑是走在了世界了前列,但是这只是我国在迈向科技强国之路上的一个缩影。如同“大鹏一日同风起,扶摇直上九万里”,在习近平总书记“加快建设科技强国”的号召下,越来越多的中国科学家开始站上世界科技前沿的舞台,引领世界科技的发展,我们可以骄傲的期待着,中国的科学家们为人类文明的发展做出更伟大的贡献!

来源: 科普中国