Több mint 100 év telt el azóta, hogy a holográfia elméleti alapjai először megfogalmazódtak, és a hologramokat ma is főként a lemezekre ragasztott matricákhoz vagy Tupac Shakur posztumusz koncertjéhez kötjük. Az utóbbi években azonban a holográfia témája aktívan fejlődött. Ma mindent elmondunk a titokzatos holografikus képekről.
1920-ban a lengyel tudós Mieczyslaw Wolfke "A molekuláris rácsok optikai képalkotásának lehetőségéről" (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) című munkájában előterjesztette és kísérletileg megerősítette a képek előállításának holografikus módszerének ötletét. Abban az időben azonban nem létezett olyan technológia, amely lehetővé tette volna a sarki felfedezés gyakorlati alkalmazását. Erre egészen a múlt század 60-as éveiig kellett várni.
A hologramok 1977-ben váltak széles körben ismertté a Star Wars című filmnek köszönhetően, amelyben információhordozóként és kommunikációs eszközként működtek. Ily módon egy nagyon összetett tudományos elmélet lépett be a popkultúrába, amely emberek millióinak képzeletét ragadta meg szerte a világon. Közel járunk ma George Lucas holográfia témájának víziójához?
Olvassa el még: James Webb Űrteleszkóp: 10 megfigyelendő cél
Mi az a holográfia?
„Segíts, Obi-Wan Kenobi! Te vagy az egyetlen reményem!" Ezt a szöveget, amelyet minden Star Wars-rajongó ismer, a hercegnő háromdimenziós vetülete mondja el Leia, sok néző számára lett az első ötlet a holográfia és a holografikus képalkotásról.
Ma, amikor kezünkben tartunk egy korongot kedvenc zenekarunk lemezeivel, egy színes matricát látunk rajta, amelyen a szivárvány különböző színei csillognak. Ez a lemez hitelességének és jogszerűségének holografikus megerősítése. Tehát ez is hologram, de hogyan jön létre és mire használják? Ezekre a kérdésekre megpróbálok a lehető legmegfelelőbb választ adni. Ez azonban nyilvánvalóan nem lesz könnyű és egyszerű feladat, főleg azért, mert meg kell határozni és meg kell magyarázni néhány fizikai fogalmat, bár ezek többsége ismerősnek kell lennie a fizika óráiról. Erre azért van szükség, mert a végső hatás a technológia különböző területeiről származó vívmányok gyakorlati felhasználásának eredménye. Ezért az elméleti alapok félreértése az egész probléma félreértéséhez vezethet. Ezt a cikket azonban nem kívánom Maxwell egyenleteivel alátámasztott elméletekkel terhelni. Lehetne, de miért? Nem adna hozzá semmi újat, és minden bizonnyal megnehezítené a megértést. Megpróbálom közérthetően elmagyarázni a holografikus képek rögzítésének és reprodukálásának alapelveit, világos rajzokkal és alapvető fizikai fogalmak meghatározásaival az optika és a hullámmozgás területén. S szót ejtek a holográfia gyakorlati alkalmazásáról is, beleértve az információ holografikus rögzítését a számítástechnikában.
Kezdjük egy meghatározással, amely egy kicsit megkönnyíti a dolgunkat. A holográfia, akárcsak a fényképezés, amelyet a 19. század óta ismer az emberiség, a képszerzés egyik módja. Mindkét kifejezés a görög nyelvből származik, azonban ha a fényképezés szó a „fény” és „kép” szóból származik, akkor a holográfia szó első része a „holosz” szóból származik. ”, ami görögül „egészt” jelent.
Ezért a holográfia „az egészet rajzolja”. Mit jelent? Egy szabványos fényképen csak egy kétdimenziós képet őrizhetünk meg arról, amit egy háromdimenziós világban látunk. A holográfia mögött meghúzódó gondolat az, hogy információt rögzítsünk az egész objektumról, nem csak az egyik oldaláról. Annak érdekében, hogy a rögzített információk felhasználásával a teljes tárgy képe reprodukálható legyen.
De hogyan lehet megőrizni egy háromdimenziós objektum megjelenését? Ehhez a fény interferencia jelenségét használják. A látható fény, amely az elektromágneses spektrum részét képezi, maga két összetevőből áll - egy elektromos mezőből és egy mágneses mezőből. De ami a legfontosabb, a fény hullám, nem csak fotonfolyam, így több hullám egymásra helyezése új hullámokat hozhat létre, új jellemzőkkel. Ezután a diffrakció jelenségét felhasználva az egymásra helyezett hullámok képe reprodukálható úgy, hogy az tükrözze a rögzített jellemzőket.
Olvassa el még:
- A vörös bolygó megfigyelése: A marsi illúziók története
- A teleportáció tudományos szempontból és jövője
Hologram felvétel és megjelenítés
A fény hullámtermészetének köszönhetően egy tárgy megjelenését három dimenzióban rögzíthetjük szabványos fotófilmen. Megfelelő lézer segítségével, melynek egyik sugara egy áttetsző lemezre irányul, és mind a leképezendő tárgyra, mind közvetlenül a filmre irányul, átfedő hullámok mintázata jön létre. Egy ilyen kép a fény egyes spektrális összetevőinek nagyszámú interferenciájának szuperpozíciója, és ha egy ilyen filmről „fotót” akarnánk készíteni, akkor szemünk nem egy lézerrel megvilágított tárgyat látna, hanem egy szál melanzsát. interferencia vonalak, amelyek önmagukban semmit sem mondanak el a lefényképezett tárgyról.
Így néz ki a gyakorlatban:
Csak a film megfelelő expozíciója, amely abban a pillanatban egy diffrakciós rács, fókuszált lézersugár segítségével teszi lehetővé a teljes folyamat megfordítását és a tárgy háromdimenziós képének elkészítését.
A XNUMXD-s holografikus képalkotás, bár hasonló, különbözik a sztereoszkópikus technikától, amelynek során egy tárgyat két közeli felvételből készítenek, majd a lemezeket egy sztereoszkópnak nevezett eszközbe helyezik. Például népszerű VR szemüveg így dolgozzon, két enyhén eltolt képet létrehozva. A hologramokban ez az eltolódás egy közegen van rögzítve hulláminterferencia formájában.
Olvassa el még:
- A kvantumfizika 100 éve: az 1920-as évek elméleteitől a számítógépekig
- 5 jövőbeli űrmisszió, amelyre érdemes gondolni
Hologram és "hologram"
A fent leírt technológia problémája az, hogy precíz lézerfényt és közel laboratóriumi körülményeket igényel a kielégítő eredmények eléréséhez. És bár a hologramok eredeti ötlete gyakorlati alkalmazásra talált, például több TB elméleti kapacitású HVD szabványú adathordozón történő adatrögzítésben, mégsem váltak népszerű médiává otthoni használatra.
A gyakorlati megoldások azt mutatják, hogy a holografikus kép megszerzésének összetett folyamata egyszerűen veszít más technológiákkal szemben, amelyek ugyanazt a hatást érik el, de más technikákat alkalmaznak. És bár tudományos szempontból az ilyen képeket nem szabad hologramoknak nevezni, ezeket a pszeudo-hologramokat egyszerűen "hologramnak" szokás nevezni.
A gyakorlatban azonban tudományos szempontból sem a Tupac koncertképe, sem a 260 éves hintóján II. Erzsébet királynő képe nem igazi hologram.
A hologram nem az, amit a HoloLens szemüvegben vagy egy „holografikus kijelzős” autó szélvédőjén látunk. Leggyakrabban ez egy háromdimenziós kép, amelyet több különálló (és nem egy, mint az eredeti hologram esetében) különböző oldalról hulló fénysugár segítségével hoznak létre egy médiumon, ami lehet átlátszó üveg, vízfüggöny. , vagy "lebegő" vízgőzt egy ilyen "holografikus kijelzőn".
Nincs nagy kifogásom az ellen, hogy ezekkel a technikákkal kapcsolatban a "hologram" kifejezést használjuk, és ennek fő oka az, hogy az így elért hatás nagyon gyakran megfelel a holográfia fő tulajdonságainak, nevezetesen a több információ tárolásának és reprodukálásának. (ebben az esetben az objektum különböző szögekből történő megtekintéséről van szó) a tárgyról.
Szintén érdekes:
A mai "hologramok"
A különböző átlátszó anyagokon képeket megjelenítő projektoron alapuló rendszerek kissé eltérően működnek. A különböző szögekből irányított fény információkat tartalmaz a másik oldalról látott képről. A sugarak üveg, víz vagy – mint az elfeledett lengyel találmány, a Leia Display esetében – egy párafüggöny felületén találkoznak majd, és a levegőben megjelenő háromdimenziós kép benyomását keltik (az igazi előnye hologram).
Egy másik példa a Looking 2020D képernyői. Akik nem kétdimenziós felületre vetítenek képet, hanem egy háromdimenziós testben, például üvegben hozzák létre. A cég különösen a Looking Glass Factory megoldásán dolgozik évek óta, ennek a munkának az első komoly eredményeit XNUMX-ban csodálhattuk meg.
Megemlíthetjük még a német Roncalli cirkuszt, amely megtagadta az állatokkal való fellépést, bár Németországban egyébként – sok európai országgal ellentétben – nem tiltják az állatokkal való cirkuszt. Most elefántok, lovak és halak jelennek meg az arénában hologramok formájában.
A rendszer, amellyel a nézők hologramokat láthatnak, több mint félmillió euróba került.
Szintén érdekes:
- 10 legfurcsább dolog, amit a fekete lyukakról tanultunk 2021-ben
- Terraformáló Mars: A Vörös Bolygó új Földdé változhat?
Az emberek nem veszik észre, hogy hologramban élnek?
Természetesen nem voltak olyan emberek, akik támogatták a világösszeesküvés elképzeléseit. Azt hiszik, hogy te és én már régóta egy nagy hologramban élünk, hogy a körülöttünk lévő világ egy hologram, egy Mátrix. Most megpróbálok mindent elmagyarázni.
Amikor megjelent a "Matrix" film, mindenkit nagyon meglepett a forgatókönyv ötlete, amely a Wachowski testvérektől származott. A Mátrix történetét megalapozó gondolat azonban a keleti filozófiákban is jelen van. Egyes kvantumfizikusok már régóta felismerték, hogy amit a tudomány a matematika nyelvén ír le, az évszázadok óta ismert vallási üzenetek formájában. Vagyis ha hiszünk ennek az elméletnek, akkor egy nagy hologramban élünk.
Azt állítják, hogy az emberiség annyira elfoglalttá vált, hogy képtelen észrevenni néhány dolgot. Megfigyeljük a világot, és részt veszünk létrehozásában, nagyon gyakran anélkül, hogy felismernénk annak lehetőségét, hogy befolyásoljuk azt, ami velünk történik. A fizikusok bizonyítékokat keresnek az istenrészecskének nevezett jellegzetes bozonokkal teli Higgs-mező létezésére, de az ilyen keresésekre vonatkozó információkat elszigetelve vizsgáljuk az ilyen mechanizmusok felfedezésének következményeitől.
Kiderülhet, hogy a Higgs-bozonok létezésének megerősítése arra késztet bennünket, hogy fontos kérdéseket tegyünk fel magunknak a világ természetével és létrejöttével kapcsolatban. Hirtelen kiderülhet, hogy a Mátrix fogalmai nem olyan fantasztikusak, és valójában mindannyian egy nagy hologramban élünk, és mi magunk is hologramok vagyunk.
Ilyen következtetések vonhatók le a kvantumfizika fejlődésének köszönhetően megszerzett információkból. Pontosan tudjuk, hogy az alapvető szabály, amely meghatározza, hogy mi fog történni, a valószínűség. Azt is tudjuk, hogy egyes fizikai kísérletek egyszerűen lehetetlenek, mert a hatásuk megfigyelésének ténye határozza meg, mi történik bennük. Einstein, felismerve az ilyen gondolkodás következményeit, azt mondta, hogy a világ nem függhet attól az Istentől, aki kockajátékkal játszik.
Mi van akkor, ha valójában egy nagy hologramban élünk, és a vele való interakcióink, elvárásaink és félelmeink kifejezései kölcsönhatásba lépnek vele, és különböző dolgokat tapasztalunk meg? Van néhány módszer a velünk történések befolyásolására, amelyeket pozitívnak nevezünk. Bárki, aki kipróbálta, tudja, hogy működik, és főleg azért, mert tudjuk, hogy működnie kell. Ugyanez vonatkozik a különféle alternatív kezelésekre. Ezek azon a képességünkön alapulnak, hogy a negatív gondolatok kiküszöbölésével, vagyis hit által irányítani tudjuk a hologramot.
A tudomány arra a kérdésre keresi a választ, hogy miért van tömeg, ha az anyag valójában üres részecskékből áll. Nekünk, embereknek azonban még mindig úgy tűnik, hogy a körülöttünk lévő világ nagyon is valóságos, és nem is sejtjük, hogy ha megértenénk a képességeinket, mindenki olyan lehet, mint Neo az említett „mátrixból”, vagy Buddha, aki tud mozogni, égve gondolataid ereje.
Egyszerű szavakkal, már a Mátrixban vagyunk, és mindannyian hologramok vagyunk, amelyeken semmi sem függ. Csak mosolyogni akarok a világunkról szóló ilyen gondolatokon.
Szintén érdekes: A kvantumszámítógépekről egyszerű szavakkal
Mindenkinek lesz saját hologramja?
De akkor is visszatérünk a valóságba. A jövő egyértelműen a 3D-s renderelésben van. Az azonban biztos, hogy hosszú utat kell megtenni ahhoz, hogy valódi hologramok jelenjenek meg az utcákon, mint a "Blade Runner" című filmben. Addig is sok „szimulációs hologram” és olyan technológiai bemutató áll rendelkezésünkre, amelyek egyre inkább félrevezetik érzékszerveinket, és azt a benyomást keltik, mintha valódi háromdimenziós tárgyakat néznénk.
Így Google pontosan ilyen célt tűzött ki a fejlesztők elé. Ismeretes, hogy az érdekes Starline Projecten dolgoznak, vagyis egy „holografikus” beszélgetési fülkén. Már megmutatták munkájuk eredményét.
A Google alkalmazottai kamerák és érzékelők sorozatával pontos 3D-s modelleket készítettek egymással beszélgető emberekről, azt a benyomást keltve, hogy egy helyen vannak. Jelenleg ezt a megoldást a cég irodáiban tesztelték.
Egyes tudósok úgy vélik, hogy már egy lépésre vagyunk attól, hogy a hologram technológia megjelenjen az emberek közötti mindennapi kommunikáció eszközeiben. Ehhez ki kell építeni egy újabb infrastruktúrát a következő generációs kommunikációhoz - a kontinenseket összekötő üvegszálas hálózatot és egy hatodik generációs 6G vezeték nélküli kommunikációs infrastruktúrát. Számos technológiai vállalat folytat már ilyen tevékenységet. Lehet, hogy néhány éven belül a hologramok a mindennapi élet részévé válnak, de remélem, nem fogják helyettesíteni az emberek közötti valódi kommunikációt.
Egyes tudósok arra is felhívják a figyelmet, hogy a hologramok már használhatók, mivel a megfelelő technológiák már léteznek, de jelenleg olyan drága, hogy nem teljesen kifizetődő. A helyzet nagyon hasonló az internet fejlődéséhez. A kezdeti szinten szinte senki sem hitt benne, most pedig lehetetlen elképzelni a jelent a létezése nélkül.
Számos jel utal tehát arra, hogy néhány év múlva már saját hologramokkal is meglátogathatjuk barátainkat otthonunk kényelméből. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy a tudósok előrejelzései a szükséges technológiákkal kapcsolatban nem mindig válnak valóra.
Segíthet Ukrajnának az orosz megszállók elleni küzdelemben. Ennek legjobb módja, ha adományokat adományoz az ukrán fegyveres erőknek ezen keresztül Savelife vagy a hivatalos oldalon keresztül NBU.
Iratkozzon fel oldalainkra itt Twitter hogy Facebook.
Szintén érdekes: