纽约艺术家鲁迪 · 伯克豪特创作的一幅全息照片——一张记录激光图形的照片,在一块玻璃板上显现出立体图像,如同雕塑一样魔术般地漂浮在空间。当观众变换位置时,能看见不同的影像和颜色。激光全息摄影术在二十年前被发明之后,很快就成了艺术家的一种工具,商业和工业上的应用也在日益增长。
这是一个很容易犯的错误,许多人都弄错了。当您步入康奈迪克州斯坦福大学CBS实验室的大厅时,您往往会向一个办公室瞟上一眼,会看到匈牙利的诺贝尔奖金获得者丹尼斯 · 加伯尔正在他的办公桌后面向您投以微笑。您也会向他报之以微笑并说声:“您好!”当您识破这个玩笑之后,窘迫就会向您袭来:您刚才打招呼的并不是真的加伯尔博士,只不过是一幅精美的立体照片,浮现在空间里,这是用一张全息摄影照片形成的!
这位调皮的科学家兼发明家一九七九年就已经离开了人世。用什么魔法使得全息摄影术能在今天再现他的形象呢?检验汽车和飞机的部件,扫描超级市场杂货品的代码,辅助飞行员驾驶,……等等,它是怎样履行这些职能的呢?它将会导致立体电影和立体电视的出现吗?如果在许许多多的科学家中有某人在探索这些具有重大意义的问题,我相信,我们就是在全息摄影术的第四个十年跨入它的更大发展的门槛了。
加伯尔一九四七年研究出全息摄影术以改进电子显微镜,它用一束检测电子束来观察物体,拍摄照片。那时,用以会聚这种电子束的透镜质量是那样差,使得加伯尔决心要发明一种方法不用透镜进行摄影了。
全息摄影术可用各种波进行工作,不论是电子波、声波还是光波。要想说明全息摄影术怎样利用光波工作,就回想一下摄影机是怎样工作的吧。设想您是在拍照片。摄影机的胶卷就记录下了光在您的面部分布的不同密度图形。如果没有透镜,这个光线的分布图形就不均匀。细部也就不清晰。与此相反,如果在您和胶卷之间的适当位置上放上透镜,就能把您面部的清晰图像照在底片上。所以,透镜会聚光的图形就是要与散布光线的物体形状相配合。
加伯尔的问题是他的透镜会聚精度问题。信息被玷污之后,似乎会完全丧失,但如果光的方向和密度能够被记录下来,就有可能重新变得清晰起来。他推断:“即便是一张很糟糕的电子照片,只要它含有全部信息,再用光学手段校正,有什么不可能呢?”
光的整个图形用称之为波前的将方向和密度合而为一的信息所代表。如果波前没有透镜干涉,在碰到一张玻璃照相底板或胶片时,它就不能形成照片。但是,如果使其与第二组光线在玻璃呎或胶片上交叉,该波前就可以被记录下来,而后可以用相应的照明重新构成。当从正确的角度观察它时,我们可以用所储存的波前去形成(在我们的眼睛以外,不用透镜)具有原来深度和清晰度的照片,简直就像一个真实的物体,风景或者人的波前正在到达我们的眼睛一样。
对加伯尔由代表“全部信息”的希腊词holos和gramma杜撰了一个代表他的不可思议的摄影术的词,几乎没有人感到奇怪。
加伯尔的全息摄影术是很原始的,他的实验有十五年时间没有为人们所注意。但是,在一九六O年建造的激光器却给了全息记录技术以巨大的推动。在美国,埃米特 · 雷斯和朱丽斯 · 尤帕特尼克斯用一条激光束将一个物体照亮,再使其反射到一个照相底板上去;他们再将另一条光束与第一条分开,使其经由平面镜反射到那个底片上去。—幅激光图像就可以由这些模糊不清的影像重新构成。今天,几乎所有的科学和工业全息照片都是用这种方法制作的。
在苏联,尤里 · 丹尼休克独立地首创了一种技术,现在常常用于记录许许多多珍贵陈列品的全息照片。丹尼休克教授制作了列宁格勒和莫斯科的大博物馆中的艺术品全息照片。这些宝贵的艺术品,通过全息摄影这种技术,已经周游了苏联的偏僻村镇和城市,供更多的人们参观和欣赏,远比拥挤着进入几个少数大博物馆的人多得多。
有些全息照片能折射光线,但却不能再现影像;这些被称之为全息光学元件。它们比常规的玻璃透镜和平面镜便宜,容易成形,重量轻,因而它们能够:
· 配合不同波长的激光器在一条光缆上同时传送若干电话;
· 分解星光光谱,即分解成色彩分明的彩虹,以分析遥远的太阳的化学元素;
· 作为安全帽的护目镜,遮蔽激光武器的致盲辐射。
妙就妙在一张全息照片能使我们从不同方向观者所记录的物体景象。就像从一个窗口观看一处立体风景一样;只需转换到窗口的不同部位,我们就将从某些新的角度观察这同一景色。所以,即使是很小一片打碎的全息照片,也可以使我们看见所记录的整个景象,哪怕只从一个有利的地点观瞧。
但是,用不着去打碎全息照片,就可以很容易地由一张全息照片母片进行大规模生产。的确,这本杂志封面的全息照片差不多是所复制的一千一百万张照片之一。每张都和母片一样地清晰。
许多全息照片(信用状公司的一些标识语)都开始在成千上万的显示板上出现,额外延伸一块空白以防假冒。作为更进一步的保护,如果不将超薄全息照片毁坏,就不能将信用状号码改变。其它全息照片的防伪措施在美国货币中可以看到。
大量生产的,作为供儿童们用的浮雕装饰的全息照相的新颖标签,正在广泛地应用,有时用于糖果和玩具包装。很快今年就有这个可能,您可以将全息摄影名片送人,也可以收到别人送你的这种名片,噢,也出现了全息摄影的色情画片。
综合利用两种崭新的全息摄影术可以制作并不存在或者根本不可能存在的事物的全息照片。
通过我自己的研究,我已对这种合成的全息照片很熟悉了。对一种理想标准的全息照片进行计算,再用计算机管理的“全息照片作家”进行描绘,我们就获得了一个十分完全的参考,用于人类比照生产巨大的,仔细加工成形的红外探测器平面镜。
也可用计算机在几秒钟之内产生出某种工程的、建筑的甚至是符合医学条件的立体全息照片。设计描绘这种影像的能力将导致立体电视的出现。
由于今天所有的全息摄影术的一切发展,其前景将是更加光明的。储存大量信息的全息照片将使计算技术发生革命性变化。X射线的全息摄影术,将向我们提供做梦也想不到的像神经和脱氧核糖核酸分子那么小的物体的详细情况。已经发明了大幅全息摄影胶片屏幕。丹尼休克教授在苏联的全息摄影术中仍然十分活跃,刚刚创造了十分可爱的天然彩色照片;也许到2000年,我们就能欣赏到立体电影和立体电视了。
这只不过是几件实实在在确定无疑的事。还有,我们还没有看到全息摄影术的全部信息呢!
[National Geographic,1984年5月]