《孙子兵法·虚实篇》云：“形人而我无形。”历次战争实践中，采取各种方法和手段迫使对手迷失在战争“迷雾”中，从而获取战场主动、赢得胜利的例子不胜枚举。在“发现即摧毁”的现代战场上，一支军队要想提高生存率，赢得战斗胜利，必须拥有一流的隐身能力。
近些年来，在仿生技术、光电科学、材料科学和智能科技的介入和加持下，现代战场隐身术老树新花，迈上了新的技术制高点。
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本期科技大讲堂，由陆军工程大学研究生院教授史小敏为您讲述——
隐于无踪：智能变色催生“自适应”隐身
自然界许多动植物，在长期的自然选择和适应生存环境的进化竞争中，逐渐具备了神奇的“隐身”本领，演化出形式多样、精致巧妙的高效动态伪装方式与策略。比如人们熟悉的变色龙，在不同的环境中，变色龙可以通过神经激素机制改变其肤色，这个过程通常只需要几秒钟到几分钟。
师法自然，通过模拟生物体的智能变色隐身机制，科研人员开发出了具有“自适应”隐身功能的智能变色材料。如今，具有“自适应”隐身功能的智能变色材料，已成为工程伪装研究的新视点。
所谓“自适应”隐身，就是当战场环境光电特性变化时，伪装目标能够自动、连续响应，并智能调节自身的光电特性，与战场环境高度融合和匹配。按照智能变色材料颜色发生变化所需外界条件的不同，可分为光致色变材料、热致色变材料和电致色变材料等三种。
光致变色材料，顾名思义，就是受到光源激发后会发生颜色变化的材料。这种材料在一定波长和强度的光作用下，分子结构会发生改变，从而引起材料对光吸收峰值的变化，最终导致颜色改变，达到隐身的目的。美国派克斯公司曾经研制出一种光反应透镜。该透镜由包含不同颜色的光致反应材料制成，根据照射光强度的不同，产生明暗度的变化。该透镜可装置在军用车辆外壳上。据称，在光照射时，该光反应透镜变暗，可以有效降低车辆光亮面与阴影面间的对比度，使车辆良好匹配背景，从而达到隐身的目的。
热致变色材料，即在一定范围温度的影响下，颜色会随温度变化而发生变化的材料。这种材料在感知背景光的亮度和色度信息后，通过温度控制装置使自身温度发生改变，从而呈现出与背景一致的亮度和色度。伊利诺伊大学利用热敏燃料和光传感器，开发出了一种柔性伪装织物。这种柔性织物在1～2秒的响应时间内会产生变化的伪装图案，自发与周边环境匹配。
电致变色材料在电流通过后，可迅速改变其亮度和颜色。这种材料可用计算机控制，使其与目标所处环境的亮度和颜色相匹配，达到可见光隐身的目的。2014年，巴黎国际防务展上，法国曾展示了一款“多光谱活性皮肤”变色仿生伪装材料。该材料具有电致发光、电致反射和电致辐射等功能，可让伪装目标像变色龙一样，通过动态变色融入背景中。从可见光到红外波段，其功能都能有效发挥，即使被子弹击穿，也不影响变色效果。
智能变色材料听起来似乎有些“高大上”，其实并不罕见。近年来，各国科学家纷纷研发出各式各样的智能变色材料，有的已初步得到应用。
藏于无影：外形结构优化实现“匿迹”隐身
随着现代战争侦察监视与打击系统不断发展升级，陆海空等各类大型武器装备平台正面临着来自敌方卫星、预警机、无人机、高空高速侦察机等多层次、立体化侦察；来自电磁、红外、可见光、高光谱多频谱的全天候、全天时、全要素侦察；受到来自弹道导弹、巡航导弹、精确制导炸弹、察打一体无人机等武器的精确打击威胁。为了提高在恶劣战场环境中的生存能力和作战效能，陆海空战场上的大块头也不得不修炼起“匿迹”隐身术来。
所谓“匿迹”隐身，主要通过改变武器平台结构的常规布局，利用结构外形的变化，如通过多平面多棱形结构等，将电磁波散射到不同方向实现伪装隐形的方法。这是实现大型武器平台高性能隐身最直接有效的手段。
反阴影设计和外形修形，是“匿迹”隐身常用的两种方式。
反阴影设计，是针对可见光侦察的技术反制措施。众所周知，阴影是十分显著的目标暴露特征。对可见光波段而言，经过严密伪装的目标之所以能被侦察发现，大多是因为结构轮廓和阴影引起的对比所致。即使是经过严密伪装的目标，在日光下的明显投影也会使其暴露无遗。自行高炮履带挡板下、狭长掩壕内、打开炮塔舱门的自行高炮内，或者在车辆的下面，都能形成阴影。这些阴影在作战环境变化过程中极易暴露目标，一旦被敌侦察系统捕捉，往往成为精确制导武器打击的对象。
在自然界中，许多动物的“消影”绝技堪称精巧。比如北美的角蜥，它们的身体侧面有白色的鳞片，能够有效隐藏身体边缘下的阴影区域。动物世界这类反阴影“设计”给了科学家们极大的启发。波音公司在20世纪90年代制造的“食肉鸟”隐身战机，其独创之处就在于对进气道周围成功地进行了反阴影设计。该机无论是在空中或地面，俯视、仰视和侧视等各种方位角度以及不同光线条件下，都能够有效地融合在周围环境中，在一定距离下很难被目视发现。
外形修形，则是一种针对雷达侦察的外形与结构设计手段。其目的是通过精确的外形设计，尽量压缩武器平台面积及减少突出设备，以减少电磁波的有效反射面积和反射强度。这是一种最直接有效的雷达隐身办法。
法国拉斐特级护卫舰在水线以上的各个暴露部分，几乎找不出一个直角的部位，所有舰体过渡处和设备外形都采用倾斜角度圆滑过渡。该级舰还采取干舷外飘20°，上层建筑内倾10°的设计，上层建筑部分为整体结构，使舰载武器设备尽量不外露。经过这些独具匠心的设计，3600吨的拉斐特级护卫舰的雷达反射面积甚至不及一艘500吨级的快艇。
遁于无形：“黑科技”演绎“透明”隐身
从传说中道家的隐身符到哈利·波特的隐身衣，透明都是一种终极的伪装理念和隐身方式。随着现代科技的发展，“透明”隐身不再是魔幻世界中的“超能力”，而成为一种实实在在的技术形态。
所谓“透明”隐身，是将自身信号特征融合于动态变化的环境背景中，或是在目标周围包覆一层超材料，以降低可探测度，从而最大限度降低被敌方发现概率的一种伪装隐身方式。“透明”隐身主要可以通过全息投影隐身和超材料透波隐身两种技术手段实现。
全息投影也称虚拟成像，是一种利用干涉和衍射原理记录，并再现物体三维图像的技术。人们可以从360°任何角度观看影像的不同侧面，因而具有极强的空间感和真实感。全息投影隐身，就是利用全息投影技术将目标一侧的背景投影到另一侧的显示材料上，给人以“透过”目标看后面场景的认知错觉。试想，当这种技术应用到飞机、舰船、陆地车辆乃至临时指挥机构上时，这些战场目标便能够像玻璃一般“透明”，从而达成隐身目的。以色列研制的“黑狐”自适应隐身系统，由一组固定在装甲目标表面的不规则面板组成。通过2台全景摄像机对周围背景实施360°扫描后生成背景红外热图，能够有效应对热成像或红外成像的侦察。
超材料透波隐身，则是利用负折射率材料、量子阱材料、光子晶体制备出一种柔性功能材料，引导电磁波弯曲转向，绕过目标“溜走”，从而实现目标的“凭空消失”。这是一种接近于完美隐身的概念。
2006年，英国物理学家约翰·彭德里等人提出基于超材料的隐身罩，即通过变换光学方法设计隐身罩材料的电磁参数分布，以此来控制电磁波的传播路径。同年，美国科学家舒里格等用金属谐振型超材料制备了微波频段的隐身罩，完成了完美隐身的实验验证。2022年6月，《科学进展》杂志报道，德国罗斯托克大学与维也纳工业大学的科学家，合作开发出一种可以隐形的材料。他们使用三氧化钼、超材料、超薄膜和电介质材料制造了隐形斗篷，可以通过精确调整的能量流来传输光信号而不产生任何扭曲。这种隐形斗篷理论上不仅能欺骗可见光观察，而且在军用夜视仪、红外线和热成像侦察系统面前，同样能达到隐身的效果。
隐身和侦察的矛盾不可调和。随着隐身技术的不断创新发展，特别是和AI技术的融合应用，势必更有助于实现“隐于无踪、藏于无影、遁于无形”的战场目标。可以预见，在未来智能战争中，围绕“隐”与“察”的争夺，也将愈加激烈。
上图1：法国拉斐特级护卫舰。
上图2：光信号在隐形斗篷中传输示意图。
资料图片（史小敏）
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