Невидимость – это состояние объекта, которое невозможно увидеть . Объект в этом состоянии называется невидимым (буквально «невидимый»). Феномен изучается физикой и перцептивной психологией .
Поскольку объекты можно увидеть с помощью света видимого спектра от источника, отражающегося от их поверхностей и попадающего в глаз зрителя , наиболее естественной формой невидимости (реальной или вымышленной) является объект, который не отражает и не поглощает свет (т. е. он пропускает свет). Это известно как прозрачность и наблюдается во многих природных материалах (хотя ни один природный материал не является прозрачным на 100%).
Восприятие невидимости зависит от нескольких оптических и визуальных факторов. [1] Например, невидимость зависит от глаз наблюдателя и/или используемых инструментов. Таким образом, объект можно отнести к категории «невидимых» для человека, животного, инструмента и т. д. В исследованиях чувственного восприятия было показано, что невидимость воспринимается циклично. [2]
Невидимость часто считается высшей формой камуфляжа , поскольку она не раскрывает зрителю никаких жизненно важных признаков , визуальных эффектов или каких-либо частот электромагнитного спектра , обнаруживаемых человеческим глазом, вместо этого используется радио , инфракрасное или ультрафиолетовые волны.
В иллюзорной оптике невидимость — это частный случай иллюзорных эффектов: иллюзия свободного пространства.
Этот термин часто используется в фэнтези и научной фантастике , где объекты невозможно увидеть с помощью магии или гипотетических технологий .
Технология может использоваться теоретически или практически для того, чтобы сделать объекты реального мира невидимыми.
Используя изображение в реальном времени, отображаемое на носимом дисплее, можно создать эффект прозрачности. Это известно как активный камуфляж . Хотя технология «стелс» заявлена как невидимая для радара , все официально раскрытые способы применения этой технологии могут лишь уменьшить размер и/или четкость сигнатуры, обнаруженной радаром.
В 2003 году чилийский учёный Гюнтер Ульман выдвинул первые математические уравнения для создания невидимых материалов. [3] [ нужен лучший источник ] В 2006 году группа исследователей из Великобритании и США объявила о разработке настоящего плаща-невидимки , искусственно созданного метаматериала , который невидим для микроволнового спектра, хотя и находится только в своем первые этапы. [4]
В кинопроизводстве люди, объекты или фон могут выглядеть невидимыми на камере с помощью процесса, известного как хроматическая манипуляция .
Инженеры и ученые проводили различного рода исследования, чтобы изучить возможность поиска способов создания настоящей оптической невидимости (плащей) для объектов. Методы обычно основаны на реализации теоретических методов трансформационной оптики , которые породили несколько теорий маскировки .
В настоящее время практического маскировочного устройства не существует. [5] [6] Теоретическая работа 2006 года предсказывает, что недостатки незначительны, и метаматериалы могут сделать реальные «маскирующие устройства» практичными. [7] [8] Прогнозируется, что этот метод будет применен к радиоволнам в течение пяти лет, и в конечном итоге возможно искажение видимого света. Теория о том, что на световые волны можно воздействовать так же, как и на радиоволны, сейчас стала популярной идеей среди учёных. Средство можно сравнить с камнем в реке, вокруг которого проходит вода, но немного ниже по течению не оставляет от камня и следа. Сравнивая световые волны с водой и любой объект, который «маскируется» с камнем, цель состоит в том, чтобы световые волны проходили вокруг этого объекта, не оставляя никаких видимых его аспектов, возможно, даже тени. [9] Эта техника изображена в телевизионном фильме « Человек-невидимка» 2000 года .
Две группы ученых работали отдельно над созданием двух «плащей-невидимок» из « метаматериалов », созданных на наноуровне . Они впервые продемонстрировали возможность маскировки трехмерных (3-D) объектов с помощью искусственно созданных материалов, которые перенаправляют радар, свет или другие волны вокруг объекта. В то время как один использует своего рода сетку из металлических слоев, чтобы изменить направление света, другой использует крошечные серебряные провода. Сян Чжан из Калифорнийского университета в Беркли сказал: «В случае плащей или щитов-невидимок материал должен будет полностью изгибать световые волны вокруг объекта, как река, текущая вокруг камня. Наблюдатель, смотрящий на замаскированный объект, будет затем увидеть свет из-за него, и он кажется исчезнувшим».
Команда исследователя Джейсона Валентайна из Калифорнийского университета в Беркли создала материал, который влияет на свет вблизи видимого спектра в области, используемой в оптоволокне: «Вместо того, чтобы рыба казалась немного впереди того места, где она находится в воде, на самом деле казалось, что она находится выше поверхность воды. Это как-то странно. Чтобы метаматериал вызывал отрицательное преломление, он должен иметь структурную решетку, меньшую, чем длина волны используемого электромагнитного излучения». Другая команда использовала оксидный шаблон и вырастила серебряные нанопроволоки внутри пористого оксида алюминия на крошечных расстояниях друг от друга, меньших, чем длина волны видимого света.Этот материал преломляет видимый свет.
Исследовательская группа Имперского колледжа Лондона добилась результатов с помощью микроволн . Макет плаща-невидимки в виде медного цилиндра был создан в мае 2008 года физиком профессором сэром Джоном Пендри . Работающие с ним учёные из Университета Дьюка в США реализовали эту идею на практике. [10] [11]
Пендри, который теоретизировал о плаще-невидимке «в шутку», чтобы проиллюстрировать потенциал метаматериалов, сказал в интервью в августе 2011 года, что грандиозные, театральные проявления его идеи, вероятно, преувеличены: «Я думаю, совершенно очевидно, что любой плащ, который Гарри Поттер распознал бы, не лежит на столе. Вы могли бы придумать какую-нибудь теорию, но сама практичность ее создания была бы настолько невозможна. Но можете ли вы скрыть вещи от света? Да. Можете ли вы спрятать вещи, которые имеют диаметр несколько сантиметров? Да. Действительно ли плащ гибкий и развевающийся? Нет. Будет ли он когда-нибудь? Нет. Таким образом, вы можете делать довольно много вещей, но есть ограничения. Вокруг будут разочарованные дети, но в нем может быть несколько человек. промышленности, которые очень благодарны за это». [12]
В Турции в 2009 году исследовательский центр нанотехнологий Университета Билкент объяснил и опубликовал в « Новом журнале физики», что им удалось сделать невидимость реальной на практике, используя нанотехнологии, делающие объект невидимым без теней и т. д. рядом с идеальной прозрачной сценой, производя нанотехнологический материал, который также может быть изготовлен как костюм, который может носить каждый.
В 2019 году компания Hyperstealth Biotechnology запатентовала технологию материала, который преломляет свет, делая людей и объекты практически невидимыми невооруженным глазом. Материал, получивший название Quantum Stealth, в настоящее время все еще находится на стадии прототипирования, но был разработан генеральным директором компании Гаем Крамером в первую очередь для военных целей, чтобы скрывать агентов и оборудование, такое как танки и самолеты, в полевых условиях. В отличие от традиционных камуфляжных материалов, использование которых ограничено конкретными условиями, такими как леса или пустыни, по словам Крамера, этот «плащ-невидимка» работает в любой среде, в любое время года, в любое время суток. И это несмотря на то, что его фактическое применение требует искусственного фона, состоящего из горизонтальных линий. [13]
Человека можно назвать невидимым, если другие отказываются его видеть или обычно не обращают на него внимания. Этот термин был использован таким образом в названии книги Ральфа Эллисона «Человек-невидимка » по отношению к главному герою, вероятно, созданному по образцу автора, которого упускают из виду из-за его статуса афроамериканца . В пользу этого говорит цитата из Пролога: «Я невидим, поймите, просто потому, что люди отказываются меня видеть». (Пролог.1) [14]
В художественной литературе людей или объекты можно сделать полностью невидимыми несколькими способами:
В некоторых произведениях сила магии создает эффективное средство невидимости, отвлекая любого, кто может заметить персонажа. Но поскольку персонаж на самом деле не невидим, эффект может быть передан зеркалами или другими отражающими поверхностями.
Когда речь идет о магической невидимости, может возникнуть вопрос, становятся ли невидимыми одежда , которую носит невидимое существо, и любые предметы, которые несет невидимое существо. В целом они также считаются невидимыми, но в некоторых случаях одежда остается видимой, и для полного эффекта невидимости ее необходимо снять.
