科學十年回望（5）

科學十年回望（5）
知識通訊評論第100期

超材料

物理學家和工程師們開創了引導和控制光的新方法，創造了超越普通鏡片解析度極限的透鏡，甚至製造了在某種條件下使物體隱形的“斗篷”。

超材料通過控制光和其他電磁波而起作用。 在過去的十年中，物理學家和工程師們開創了引導和控制光的新方法，創造了超越普通鏡片解析度極限的透鏡，甚至製造了在某種條件下使物體隱形的“斗篷”。

二○○八年，研究人員製造出了一個在某個波長範圍內工作的微波斗篷。同一年，加州大學伯克利分校的物理學家張翔和同事們造出了第一個在三維空間起作用的隱形斗篷設備。相關的隱形斗篷已被造出，可在紅外線和可見光下工作。

東南大學資訊科學與工程學院副院長、教授崔鐵軍評論

美國杜克大學應用諧振式的超材料最早在微波段實現了二維自由空間隱身衣原型。之後，杜克大學與中國東南大學合作，應用非諧振式的超材料在微波段實現了二維地面隱身衣原型。二○一○年，德國卡爾斯魯厄大學和東南大學應用不同途徑相互獨立地實現了三維地面隱身衣（前者在光波段，後者在微波段）。因此，超材料和隱身衣的研究取得了突出進展。

然而，超材料和隱身衣要獲得大面積的實際應用還有很長的路要走。雖然變換光學為控制光波和電磁波提供了理論途徑，但其所需的材料屬性大部分還難以實現。即使能夠使用超材料製作出隱身衣原型，自由空間隱身衣受高損耗和窄頻帶所限制；地面隱身衣受大體積所限制。尤其是光波段隱身衣，其尺寸只是微米量級，與人們期待的真正“隱形衣”距離甚遠。

目前，超材料的真正應用還主要集中在微波段上。相信在不遠的將來，超材料和變換光學會有更多的實際應用。

科學與政治面對面 氣候學家備感壓力

四十年來，研究人員一直在努力回答三大問題：世界氣候是否在變暖？如果是的話，人類活動是氣候變暖的原因嗎？自然過程有可能控制氣候變暖嗎？在過去的幾年裡，氣候科學家最終達成一致意見，給出了確定的答案：是，是，不可能——正如他們曾經猜想的。

溫室氣體增加對海洋和極地冰的影響比模型所預測的更快。然而，面對減少碳排放這個明顯的補救措施，世界各國都不願意。

 

但是現在世界各國有採取行動的跡象。美國環境保護局正在準備進行削減大型發電廠排放的戰鬥；最近，中國、印尼、巴西和印度做出了有史以來第一個控制溫室氣體排放的承諾。但是，“氣候鷹派”已經耽誤了時間、失去了動力，而且現在很多專家認為，主導未來十年的政策討論的將是如何適應變暖的地球，而不是減少二氧化碳排放。

——克爾（Richard A. Kerr）

北京大學城市與環境學院長江特聘教授、中國科學院院士方精雲評論

把氣候變化研究作為過去十年的十大科學事件之一是當然的，一點也不感到意外，因為氣候變化問題與我們每一個人的生產和生活都有著極其密切的關係。

地球確實在變暖，這是客觀事實，但其驅動因素帶有很大的不確定性。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）主張“地球溫暖化主要由人為活動排放的溫室氣體濃度增加導致的，自然因素的作用是次要的”並不是科技界的共識。實際上，自古以來，氣候一直是在冷暖交替的過程中變化的，自然因素在其中起著關鍵作用。要不然，古樓蘭怎麼會消失，羅布泊怎麼會成了死亡之海，絲綢之路今天也成了死亡之路？另一方面，我們也不能否認以化石燃料排放為主的人類活動加劇了氣候變化的進程。從這個意義上講，節能減排，提高能源利用效率是必要的。從能源安全和環保的角度也需要我們這樣去做。

美國政府的氣候變化政策變動較大，缺乏一貫性，從布希政府退出“京都議定書”，到奧巴馬時代希望成為氣候變化問題的世界領導者，到最近質疑氣候變化的聲音在美國又重新抬頭，這一系列變化說明美國氣候變化政策是基於他們的國內需要所採取的政治策略，而不是出自他們要保護地球氣候的義務和責任感。對此，我們要有清醒認識，對美國等西方國家不要抱有幻想。

中國需要做的主要事情可能是：一.加強氣候變化機制的研究，努力搞清楚氣候變化的成因和影響因素，因為這是採取正確決策的前提。今天的世界資訊爆炸，充滿浮躁和急功近利，我們一定要不忽悠、不跟風，通過自主的科學研究，堅持獨立的思想、作出科學的判斷。二.堅持“節能減排，提高能源利用效率”國策不動搖，同時加強對非化石能源的研發和應用，因為人類最終是要用非化石能源替代化石燃料的；三.加強適應氣候變化的研究，因為地球氣候系統的難以預測和控制以及不斷變化過去是、現在是，將來仍然是人類生存和發展的一個主要挑戰。

(本文原刊《科學新聞》雙周刊）