[ Pobierz całość w formacie PDF ]
pola światła. Rzutując przez ten negatyw światło na światłoczuły papier, otrzymamy
ostatecznie zdjęcie. Kiedy patrzymy na nie, światło padające na jaśniejsze obszary
zdjęcia będzie w dużej mierze odbijane, natomiast to, które trafia na obszary
ciemniejsze, zostanie pochłonięte. Innymi słowy, patrzenie na światło odbite od
fotografii
powoduje powstanie na naszych siatkówkach dwuwymiarowego rozkładu
natężenia, który następnie interpretujemy.
Powstaje teraz pytanie: co jeszcze - poza natężeniem światła w każdym
punkcie - można by zapisać? Aby na nie odpowiedzieć, znów wykorzystamy to, że
światło jest falą. Oznacza to, że do jego scharakteryzowania nie wystarczy natężenie.
Przyjrzyjmy się fali światła pokazanej poniżej:
W punkcie A fala, która w tym przypadku przedstawia natężenie pola
elektrycznego, ma wartość maksymalną odpowiadającą polu elektrycznemu o
natężeniu E skierowanemu do góry. W punkcie B pole ma takie samo natężenie, ale
A
jest skierowane w dół. Ktoś, kto rejestruje tylko natężenie fali światła, stwierdzi, że
pole ma takie samo natężenie w punkcie A, jak w punkcie B. A przecież punkt B
znajduje się w innej części fali niż punkt A. To położenie nazywane jest fazą.
Okazuje się, że aby określić całą informację związaną z falą w danym punkcie,
wystarczy podać jej natężenie i fazę. Aby więc zapisać całą informację o falach
światła odbitych od trójwymiarowego obiektu, należy znalezć sposób na zapisywanie
na filmie zarówno natężenia, jak i fazy rozproszonego światła.
Można to zrobić rozdzielając wiązkę światła na dwie części i kierując jedną z
nich wprost na film, drugą zaś tak, by - zanim oświetli film - odbiła się od
fotografowanego obiektu. Dojdzie wówczas do jednego z dwóch przypadków. Jeśli
dwie fale sÄ… w fazie - czyli majÄ… grzbiety w jakimÅ› punkcie A - amplituda
powstającej fali osiągnie w punkcie A amplitudę dwa razy większą od każdej z fal
składowych, Jak to pokazuje rysunek:
Z drugiej strony, jeśli dwie fale nie są zgodne w fazie w punkcie A, zniosą się
i powstająca fala będzie miała w punkcie A zerową amplitudę:
Jeśli teraz w punkcie A umieścimy kliszę fotograficzną, która zapisuje tylko
natężenie, zarejestrujemy na niej wzór interferencyjny tych dwóch fal - wiązki
odniesienia i wiązki odbitej od przedmiotu. Wzór ten zawiera nie tylko informację o
natężeniu światła odbitego od obiektu, ale również o fazach. Przy odrobinie sprytu
można tę informację wydobyć i odtworzyć trójwymiarowy obraz obiektu, który odbił
światło.
Okazuje się, że sprytu naprawdę nie trzeba zbyt wiele. Wystarczy po prostu
oświetlić kliszę światłem tej samej długości, jaką miało światło wykorzystane do
stworzenia obrazu interferencyjnego, a obraz przedmiotu - gdy popatrzy siÄ™ przez
kliszę - pojawi się dokładnie tam, gdzie się znajdował względem filmu sam
przedmiot. Jeśli przechyli się głowę, będzie można wyjrzeć za krawędzie
odtworzonego przedmiotu. Nawet jeśli większa część kliszy zostanie przykryta, a
następnie popatrzymy przez nią, trzymając ją blisko oczu, zobaczymy cały przedmiot!
W tym sensie doświadczenie to przypomina oglądanie przez okno sceny dziejącej się
na zewnątrz, z tą tylko różnicą, że to, co widać, nie znajduje się tam naprawdę.
Docierające do oczu obserwatora światło jest odkształcane przez kliszę w taki sposób,
że oczom wydaje się, iż światło to zostało odbite od przedmiotów, które widzimy .
Tak właśnie działa hologram.
Zazwyczaj, aby starannie kontrolować zarówno wiązkę odniesienia, jak i
światio odbite od przedmiotu, używa się światła laserowego, które jest spójne i
dobrze skolimowane. Istnieją także tak zwane hologramy światła białego, które z
równie dobrym skutkiem można oświetlać zwykłym światłem.
Można być bardziej pomysłowym i spowodować - używając różnych
soczewek - aby oglądane przedmioty znajdowały się między oglądającym a kliszą.
Wówczas pojawi się przed nami trójwymiarowy obraz przedmiotu, który można
obejść i obejrzeć ze wszystkich stron. yródło światła może się też znajdować przed
kliszą zamiast za nią - jak w przypadku hologramów na kartach kredytowych.
W holodeku używa się przypuszczalnie pierwszego rodzaju hologramów: gdy
na przykład odtwarza się obraz doktora na oddziale chorych w serii Yoyager. Co
więcej, aby zrobić takie hologramy, nie potrzeba rzeczywistych przedmiotów.
Komputery cyfrowe są obecnie wystarczająco zaawansowane, aby prześledzić drogę
poszczególnych promieni światła, czyli obliczyć, jak powinno wyglądać światło
odbite od dowolnego obiektu, który zechcemy narysować na ekranie i oświetlić go
pod dowolnym kątem. W taki sam sposób komputer może określić wygląd obrazu
interferencyjnego, który powstałby z połączenia światła biegnącego wprost na kliszę
ze światłem odbitym od przedmiotu. Wyprodukowany za pomocą komputera obraz
interferencyjny można następnie rzutować na przezroczysty ekran i, gdy oświetli się
ten ekran od tyłu, powstanie trójwymiarowy obraz przedmiotu, który w
rzeczywistości nigdy nie istniał. Jeśli komputer jest wystarczająco szybki, może
rzutować na ekran zmieniający się ciągle obraz interferencyjny, tworząc w ten sposób
poruszający się trójwymiarowy obraz. Holograflczny aspekt ho-lodeku nie jest więc
specjalnie naciÄ…gany.
Hologramy jednak to jeszcze nie holodek. Powiedzieliśmy już, że nie są one
obiektami materialnymi. Można przez nie przechodzić lub strzelać, jak tego dowiodły
wspaniale hologra-ficzne obrazy stworzone przez Spocka i Datę, aby oszukać Ro-
mulan w odcinku jednoczenie. Ów brak cielesnoÅ›ci przeszkadzaÅ‚by jednak w
przypadku obiektów, z którymi chcemy wejść w kontakt - to znaczy dotknąć ich.
Wówczas wymagane są bardziej ezoteryczne techniki i twórcy Stor Trek musieli się
posłużyć w tym celu transporterem lub przynajmniej replłkatora-mi, które są
prostszymi wersjami transportera. Można się domyślać, że transporter pozwala
odtwarzać i przemieszczać -w ścisłej współpracy z programami komputerowymi
kontrolującymi głos i ruchy - materię w holodeku tak, aby dokładnie przypominała
odpowiednie istoty. W podobny sposób replika-tory odtwarzają przedmioty
nieożywione: stoły, krzesła itd. Ta holodekowa materia zawdzięcza swoją formę
informacji przechowywanej w buforze replikatora. Kiedy transporter zostanie
wyłączony lub przedmiot usunięty z holodeku, materia ta może rozłożyć się równie
łatwo jak wtedy, gdy bufor wzorca zostaje wyłączony w trakcie przesyłania. Istoty
stworzone z holode-kowej materii mogą więc zostać uwięzione w holodeku, jak to
odkryli, ku swemu przerażeniu, fikcyjni detektywi Cyrus Red-block i Felix Leach w
odcinku Wielkie pożegnanie serii Następne pokolenie.
Wyobrażam więc sobie holodek w następujący sposób: hologramy
stanowiłyby ściany , symulując trójwymiarowe otoczenie, które rozciąga się po
horyzont, oparte zaś na technologii transportera replikatory stwarzałyby na tej scenie
poruszające się cielesne obiekty. Ponieważ opanowaliśmy już technikę holografii,
natomiast (jak to wyjaśniłem wcześniej) zbudowanie transporterów jest mało
[ Pobierz całość w formacie PDF ]