Công nghệ tàng hình: Từ giấc mơ đến hiện thực pdf

Công nghệ tàng hình: Từ giấc mơ đến hiện thực - Phần 1 Làm lệch ánh sáng và lừa thần gạt thánh Chuyện kể về người tàng hình và những vật hỗ trợ tàng hình đã ăn sâu vào tâm khảm con người hàng thiên niên kỉ qua. Sidney Perkowitz cho biết những câu chuyện thần thoại và tưởng tượng này nay đang trở thành hiện thực. Nếu bạn còn nhớ thần thoại Hi Lạp, bạnsẽ nhớ tới Athena,con gáicủa thần Zeus vàlà vị thần chinhchiến và trí tuệ,là một nhân vậtcực kì cóuy lực. Nhưng ngay cả nàng thỉnh thoảng vẫn phải hành xử thận trọng.Vì thế, trong Iliad, khi nàng canthiệpvào phe Hi Lạp trongcuộc chiến thành Trojan, nàng đã đội mũ tàng hình để che giấu bản thân trướcngười anhcùngcha khác mẹ và hiếu chiến, thần Ares, người ủng hộ phe Trojan. Khả năng tànghình cái cần thiếtphải che đậy làmột giấc mơ đã có từ ngàn xưa, nhưng giấc mơ này nay đang trở thànhhiện thựcqua sự phát triển củacông nghệ.Các phương pháp mớilạ đã và đang được phát triển để điều khiển ánhsáng nhìn thấy vàsóng điện từ nói chung – chẳng hạn như sử dụng nhữngcấu trúcnhân tạo gọi là siêu chất liệu. Cơ sở “khoahọctàng hình”mang lại khả năng làmtàng hình thật sự dưới ánh sángnhìn thấy, cái gầnnhư đã thu được đối với bước sóng radar. Nhưngnó cũng đưa đếnmột số kết quả bất ngờ như những thấu kính quang học hếtsức cải tiến, trong khinghiên cứu có liên quanmang lạinhữngứng dụng khả dĩ khác trong việc điều khiển sóng địa chấn,sóng âmvà sóng đại dương. Cái tốt hay cái xấu Bất chấp bản chất công nghệ cao của khoa họctàng hình ngày nay,điều đáng chú ý là các tác phẩm mangtính suyđoán vàtrí tưởng tượngđã nhìn thấy trước một số phương pháp củanó, chodù nềnkhoa học mới vẫn mangđến những bất ngờ của riêng nó. Trítưởng tượng cũngcho thấy sự tàng hình cóthể là một điều xấu, như từ lâu người ta đã hiểu. Trongtác phẩmNền cộng hòa của Plato, viết vào khoảng năm 380trước Công nguyên, Glaucon kể lại làm thế nào chàng chăncừu Gyges, tànghình bằng một chiếc nhẫn thầnkì, đã quyến rũ hoàng hậu và hành thích nhà vua– cho thấy nỗi lo sợ bị pháthiện và trừng phạt là cơ sở của hành vi đạo đức. Nếu người ta có thể biến thành tànghình, Glaucon nói, “Không ai có thể giữ bàn tay anhta khỏi cái không thuộc về anhta [mộtngười có thể] đi vào nhà và trêu chọcthỏa thích, hoặcgiết chết người anh ta muốn,và xét trên nhiều phươngdiệnthì giống như một vị thần giữaloài người”. Tính nguyhại đó cũng xuất hiện trong những câu chuyện kể sau này.Hàng thiên niên kỉ sau câu chuyện Gyges,trong tác phẩm Chiếc nhẫn Nibelung của Richard Wagnervào thế kỉ 19, chàng người lùn kệch cỡmAlberichđã mơ tới sự thống trị thế giới bằng mộtnhẫnquyền năng cấu tạotừ vàngRhine vàTarnhelm, một chiếc mũ tàng hình thần kì. Câu chuyện này xuấthiện lại trongtác phẩm kinh điển thế kỉ 20của JJ R Tolkien,Vua Nhẫn,khi Gollum, một sinhvậtlùn khác,được hối lộ một chiếc nhẫnquyền năng chuyên dùng để tànghình.Tuy nhiên, mộtngoại lệ với phephản diện là nhân vậttrẻ HarryPotter, chàng nhócđã sử dụng chính đáng chiếc áo tàng hìnhmà chàng nhận được trong tập đầu tiêncủa bộ truyện của J K Rowling,Harry Potter và Hòn đá của nhà triết học(1997). Có lẽ bạn nghĩ sự tàng hìnhkiểu tiểu thuyết do “khoahọc”,chứ không phải phép thuật,mang lại thì kémnguy hiểmhơn, nhưng không hẳn như vậy đâu. Vào cuối thế kỉ 19, sự tàng hìnhkhoa họcđã trở thành một chủ đề văn học trong tác phẩm Tinh Nhân (1881) của EdwardPageMitchell, Người Vô hình (1897)của H G Wellsvà Cái bóng và Chớp sáng (1903) của JackLondon. Các nhà nghiên cứu trong những câu truyện này đã lường trướcnhững lợi ích to lớnkhi họ đi tìm sự tàng hình trong phòng thí nghiệm. Tuynhiên, cuối cùng, sự lừa lọc củaquyền thế hoặc những hệ quả không thấy trướcđã mang từng người trongsố họ đến mộtcái kết thê thảm. Mặtkhác, “dụng cụ tàng hình” nêu ratrongloạt phimtruyền hình đầu tiên Star Trek (1966)không cungcấp sự tàng hìnhcá nhân,mà làsự ngụytrang tối hậu cho phi thuyền WarbirdcủaĐế chế Romulan. Những phươngpháp hư cấu này đều có nhữngý nghĩa khoa họcnàođó. Griffin,Người Vôhình của Wells,nói “Hoặc một vật hấpthụ ánhsánghoặc nó phản xạ haykhúcxạ ánh sáng, hoặc nó thực hiện tất cả. Nếu nó không phảnxạ hoặckhúc xạ hoặchấp thụ ánh sáng, thìnó không thể nào hiện ra cho người ta nhìn thấy”.Các phươngphápkhoa học biến Griffin, và Stephen FlackcủaTinh Nhân trong suốtvới một chiết suấtcơ thể khớp với chiếtsuất củakhông khí.Cả haingười họ trở nên “ở trong không khí giốngnhư con sứa ở trong nước.Hầunhư hoàn toàn trong suốt ” như lời Flackmô tả. Trongmột cách tiếp cận khác, nhà hóahọc Lloyd Inwood trong Cái bóng và Chớp sáng, người là Cái bóngđen đối lập với Chớp sáng trong suốt vôhình, được phủ lên người một sắc tố hấp thụ mọi ánh sáng, và trở nên vô hình, ngoại trừ việc tạo ra một cái bóng và làmmờ nhữngvật phía sau anhta. Tuy nhiên, trong Star Trek, dụng cụ tànghình Romulanhoạt độngdựatrên một nguyên lí khác, thật ra thì giốngnhư nguyên lí dùngcho những tấm chắn làm chệch hướngbảo vệ phi thuyềnvũ trụ như chiến hạm Enterprise trướcnhững chùmphaser của kẻ thù. Các tấmchắnđó sử dụng graviton–hạt sơ cấp trên giả thuyết manglực hấpdẫn – màtheo thuyết tương đối tổng quátEinsteinlà phát sinh từ hìnhdạng của không-thời gian.Điềunày chothấy cả tấm chắn và dụng cụ tàng hình đều hoạt động bằng cách làm biến dạng không-thờigian để làm lệch phaservà các chùm ánhsáng đi vòng quaphithuyền. Mộtphương pháptương tự hoạt động trong thế giới thực,nhưng không bằng cách áp dụng thuyết tương đối tổng quát. Thay vào đó,người ta làm ánh sángđi vòng quanhmột vật bằng cách sử dụngnhững cấu trúc siêu vật liệu nhân tạo. Từ thần thoại Trái:Một cảnh trongtác phẩmChiếc nhẫnNibelung,trong đó Alberichvừa biến mất trước sự kinhhoàngcủa người anh emMime bị bỏ lại đằng sau. Phải: Trích từ Hồi ức Người vôhình (1992), đạodiễnJohn Carpenter,ngôi sao ChevyChase. Dưới tầm radar Mặcdù các siêuchất liệu là sản phẩmcủa côngnghệ tiên tiến, nhưngcội nguồncủa sự tàng hìnhcó một gốcgác đơngiản hơn: khi quân đội từ bỏ những bộ đồngphục lòe loẹt như đồng phụclính Anh từngmặc. Thí dụ, quân đội Anhở Ấn Độ đã thông quabộ khakitông màu đất vào năm 1848. Sauđó, vào cuối thế kỉ 19, họa sĩ người Mĩ Abbott HandersonThayerđã trở thành “cha đẻ của sự ngụytrang” khi ôngphânbiệt rạch ròi haichiếnlượcmàu sắc bảo vệ ở động vật: trộn lẫn, trong đó đối tượngkhôngthể phân biệt với phông nền; và phá vỡ, trongđó “những hoa văn màu đậmtùy ý” làm mất đi đườngnét của đốitượng. Ý tưởng củaThayerđã đi vào thực tế trongThế chiến thứ nhất và sự ngụy trangđã được sử dụng trongmỗi cuộc xungđột kể từ đó, từ những bộ đồng phục hòa ngườilính vào với phông nền cho đến những hoavăn “lóa mắt”khiến tàuchiến trở nênkhó phát hiện hơn trước mục tiêu. Nhưng không chiến thời hiện đại mới truyền cảm hứng cho sự tàng hình đích thực, mặc dù nó hoạtđộng dướisự chiếu bức xạ radar chứ khôngphải ánh sáng nhìn thấy. Công nghệ “đánhlén”này chomáy baychiến đấu là có thể vì đài radar hoạt độnggiống như mộtngọn hải đăng, ngoại trừ ở chỗ nó quét ramột chùm sóngvô tuyến bước sóng ngắn. Khi chạm tới máy bay,chùm tiamột phần bị hấp thụ và một phần bị phản xạ hoặc tán xạ theonhững hướng khác nhau. Chùmtia phản hồi về nguồnphát đượcpháthiện vàphân tích để địnhvị mục tiêu.Máy baychiến đấu vốn có thể nhìnthấy trước radardo kết cấu kimloại phảnxạ và những bộ phận lồi ra củachúng. Thật vậy, máy bayném bom tầng bìnhlưu B-52 củaKhông quânMĩ, đã được sử dụng thời Chiến tranhLạnh, có tiếtdiện radarkhổnglồ đến 125 m 2 nênnó được mô tả sinh động là “tobằng cáisân”. Như thể hiện kịch tính trong bộ phim Tiến sĩ Strangelove (1964),một bộ phim hàicổ điểnvề chiến tranhhạt nhân, một chiếc B-52 phải baythấp đến mức nguy hiểm để tránh radarcủakẻ thù. Tuy nhiên, ngườita có thể làm giảm ảnh radar củamột máy bay bằng cách định hìnhmáy bayđể giảm tối thiểu sự tán xạ ngược theohướng chùm tia tới. Các phép tínhtánxạ đã được thực hiện kể từ khiJames Clerk Maxwell nghĩ ra hệ phươngtrình điện từ có sức ảnhhưởng lớncủa ông vàogiữa thế kỉ 19,nhưngphải đến thập niên 1960thì nhà khoahọc người Liên XôPyotr Ufimtsevmới phát triển các phương pháp xácđịnh sự tán xạ từ hìnhhọc số phức. Vào năm1975, các kĩ sư tại Dự án Phát triển Tiên tiến thuộcLockheed Aircraft đã sử dụng phương pháp này thiết kế ra máybay do thám đêm F-117.Bay lần đầu tiênvào năm 1981,nó có hình dạnglạ lẫm,đầy góccạnh giống như một bức tranh lập thể hay một viên kim cương cắt ra.Thiết kế trên manglại tiếndiện radar nhỏ 0,02 m 2 , nhưngdường như quá mức phikhí động lựchọc nên nguyên mẫu được gọi là Kimcương Vôvọng. F-117tỏ ra vốn dĩ không ổn định trongkhi bay và để tránhva chạm, người ta phải sử dụngmáy vi tính để liên tụcđiều chỉnh bề mặt của nó để khánglại những lực làmmất thăng bằng.Phương pháp “bay- bằng-dây” như thế này vẫn là cơ bản cho máy baydo thám đời mới hơn như F-22, bay lần đầu tiên vàonăm 2005. Tiết diện nhỏ xíu củaF-117 cũngcó cái gì đó liên quan đến sự tànghìnhhấp thu, như trong Cái bóng và Chớp sáng: máybay do thám được phủ lớp chất liệu hấp thuradar để làm giảm sự tán xạ. Thật không may,năng lượngbị hấp thụ làm nóngmáy baylên một chút, vì thế làm tăng sự bức xạ hồng ngoại của nó và khiến nó dễ “xơi” tênlửa đạn đạo hơn– nên nhớ làsự vô hìnhtrong một phần của quang phổ không đảmbảo rằngsẽ vô hình trong nhữngbước sóngkhác. Tuy nhiên, công nghệ do thám là một sự thành công lớn. Những con số chính xác thậtkhó mà có được, nhưng người ta nói máy baydo thámtân tiến nhất có tiết diệnradar từ bằng một sân golf cho đến bằngmột con côn trùng lớn, khiến chúngkhó phânbiệt với những đốm radarlách tách donhững nguồn tự nhiên nhỏ hay sự nhiễu điện tử gây ra. Côngnghệ này tiếp tụcphát triển, như tin tức báo cáo trực thăng dothám, một phần bí mật trước đây trongkho quân sự Mĩ, đã được sử dụng trong cuộcđột kích mớiđây vào doanhtrại của Osamabin Ladenở Pakistan. đến hiện thực . Công nghệ tàng hình: Từ giấc mơ đến hiện thực - Phần 1 Làm lệch ánh sáng và lừa thần gạt thánh Chuyện kể về người tàng hình và những vật hỗ trợ tàng hình đã ăn sâu vào tâm. ngàn xưa, nhưng giấc mơ này nay đang trở thànhhiện thựcqua sự phát triển củacông nghệ. Các phương pháp mớilạ đã và đang được phát triển để điều khiển ánhsáng nhìn thấy vàsóng điện từ nói chung –. phát hiện hơn trước mục tiêu. Nhưng không chiến thời hiện đại mới truyền cảm hứng cho sự tàng hình đích thực, mặc dù nó hoạtđộng dướisự chiếu bức xạ radar chứ khôngphải ánh sáng nhìn thấy. Công nghệ