Превращения гиперболоида инженера Гарина
Шрифт:
Голография открывает новые возможности и в исследовательской работе. Оказывается, восстановление голограммы возможно и при помощи волн, длина которых отлична от той, при которой получена голограмма.
Поэтому можно, например, зафиксировать голограмму при помощи рентгеновых лучей, для которых не существует линз, а потом восстанавливать изображение в видимом свете. Более того, голограмму можно получить в электронном микроскопе, а потом рассматривать изображение глазом.
Первые успехи голографии, полученные при помощи обычных источников света, бледнеют перед тем, что уже теперь получается благодаря применению ОКГ. А будущее и представить трудно.
Кое-что можно, конечно, предвидеть и сейчас. Если
Для того чтобы сделать голограмму трехмерной, мало заменить тонкую фотографическую эмульсию толстым блоком светочувствительного материала. Нужно еще обеспечить участие всей толщи в записи голограммы и в восстановлении информации. Для этого, по-видимому, придется применить много лучей отдельных ОКГ, работающих на различных длинах волн, падающих на светочувствительный блок под различными углами. Так же будет осуществляться н считывание информации. Предельные оценки емкости такой системы записи просто фантастичны. Весь объем информации, содержащийся в большой библиотеке, может быть в принципе зафиксирован в объеме, равном нескольким литрам. Конечно, для этого нужно решить множество задач, связанных не только с записью информации, но и с ее поиском и восстановлением. Но даже в миллион раз меньшие результаты будут намного превосходить современные возможности.
Развитие голографии делает возможным, например, такое. На одну голограмму фиксируется несколько десятков страниц, причем во время голографирования каждая страница располагается на различном расстоянии от голограммы. При восстановлении изображения можно рассматривать его через оптическую систему и, меняя ее фокусировку, последовательно читать все страницы.
Удивительные перспективы открывает сочетание голографии со специальными оптическими фильтрами, которые позволяют отбирать из всей информации, зафиксированной на голограмме, лишь то, что удовлетворяет определенным критериям. Таким путем можно будет отбирать все страницы, на которых содержится определенная химическая формула или заданное слово, облегчая работу библиографов и ученых.
Голография натолкнула ученых на одну любопытную гипотезу.
Работа мозга — одна из величайших загадок природы. Мозг животного, а особенно мозг человека, удивляет своей стойкостью, способностью заменять поврежденные участки другими. Механизм памяти, процессы мышления еще далеко не поняты.
Развитие электронных вычислительных машин дало повод трактовать мозг как большую машину из миллиарда элементов — нейронов. Но эта трактовка встречается с большими трудностями.
Голография позволила предпринять новый подход к тайне мозга. Ведь голограмма тоже очень устойчива. Каждый осколок ее хранит всю запечатленную информацию. При уменьшении размеров осколка теряются лишь детали. Основные контуры остаются. Разве не такова наша память? Сперва мы забываем детали, мелкие подробности. Какое-нибудь слово, иногда запах пробуждают в нас яркую картину давно прошедших и, казалось, забытых событий.
Так не действует ли мозг подобно голограмме? Может быть, миллиарды нейронов одновременно участвуют в деятельности мозга, подобно массе элементов голограммы, а не работают один за другим, как элементарные ячейки вычислительной машины?
Это, конечно, гипотеза, но отнюдь не невероятная!
УПРЯЖКУ ТЯНЕТ ФОТОН
Голография — лишь один из разделов оптики, в который ОКГ вдохнул новую жизнь. Еще более удивительная метаморфоза произошла с оптической связью. Люди применяли световые сигналы уже в глубокой древности. Вспомните о том, как афиняне узнали о победе над персами. Эту весть донесли световые сигналы. Оптический телефон появился за 15 лет до изобретения радио, но постепенно радио победило своего старшего соперника.
В наши дни оптическая связь берет реванш. Она, конечно, не в силах вытеснить радио. Но в некоторых случаях световая связь оказывается предпочтительнее. Особенно там, где надо передать большой объем информации.
Световая связь естественно продолжает наступление в область коротких волн, начатое радистами. Это наступление вызвано не только теснотой в эфире, но и тем, что для передачи телевидения пригодны лишь метровые и более короткие волны. Ведь для создания четкого телевизионного изображения необходимо передавать миллионы сигналов в секунду. А это возможно только, если для передачи каждого сигнала используется по крайней мере десяток периодов радиоволны. Но десятки миллионов периодов в секунду соответствуют метровым волнам.
Применение дециметровых и сантиметровых радиоволн позволяет передавать одновременно несколько телевизионных программ и множество телефонных разговоров. Но этот путь связан с преодолением многочисленных технических трудностей. Так не совершить ли, подумали радиофизики, сразу скачок от сантиметровых радиоволн к световым волнам? Ведь пропускная способность оптических линий связи, в которых обычные источники света заменены ОКГ, поистине безгранична. Цифры, которые при этом часто называют — тысячи телевизионных каналов и сотни тысяч телефонных разговоров одновременно, — намного превосходят современную потребность.
Первые опытные линии оптической связи нового типа уже работают и у нас и за рубежом. Они подтверждают самые оптимистические прогнозы. Такие линии могут быть проложены между высокими зданиями или вышками. Чтобы защититься от помех при густых снегопадах или ливневых дождях, они могут проходить и в специальных защитных трубах.
Световые лучи ОКГ позволяют легко достичь многого, совершенно недоступного радиоволнам. Но это не значит, что радио потеряло значение. Так же как газета и журнал не заменяют, а дополняют друг друга, световые волны дополняют радио в тех областях, где применение радиоволн встречается с трудностями. Например, радиолокаторы и радионавигационные системы превосходно справляются с точным определением больших расстояний. Здесь они вне конкуренции, будь то самолеты, удаленные на тысячи километров, или планеты, отстоящие на десятки миллионов километров. Но если нужно точно измерить, сколько метров отделяет шасси садящегося самолета от поверхности аэродрома, то радио уступает место свету.
Если высокочастотные радиоволны, прогревая тело человека, исцеляют его от невралгии или помогают лечить другие болезни, то луч ОКГ приживляет отслоившуюся от глазного дна сетчатку или делает бескровные разрезы при тонких хирургических операциях.
Если высокочастотные радиоволны закаляют стальные изделия, плавят металлы, варят стекло, сушат керамику и древесину, то лучи ОКГ сверлят драгоценные камни и сверхтвердые сплавы, помогают при точнейшем контроле размеров ответственных деталей, позволяют проводить спектральный анализ мельчайших образцов…
Впрочем, этот перечень столь длинен, что легко может наскучить.
Может быть, пора сказать несколько слов и о том, чего еще не удалось достичь при помощи ОКГ, но что, вероятно, станет реальным в недалеком будущем?
Ученые уверены в том, что мощные лучи ОКГ позволят им по-новому управлять химическими реакциями, а может быть, и сложными биологическими процессами. Ведутся поиски возможностей использования огромных электромагнитных полей, возникающих в лучах ОКГ для ускорения микрочастиц. Биологи уже вторглись лучами ОКГ внутрь живой клетки. Но все это только начало. Начало, потому что квантовая электроника лишь вступает во второе десятилетие, а оптическим квантовым генераторам только недавно исполнилось пять лет.