全息技术

如X射线、微波、声波、电子波等，只要这些波动在形成干涉花样时具有足够的相干性即可。光学全息术可望在立体电影、电视、展览、显微术、干涉度量学、投影光刻、军事侦察监视。 水下探测、金属内部探测、保存珍贵的历史文物、艺术品、信息存储、遥感，研究和记录物理状态变化极快的瞬时现象、瞬时过程（如爆炸和燃烧）等各个方面获得广泛应用。 特点优势 1、 再造出来的立体影像有利于保存珍贵的艺术品资料进行收藏。 2、 拍摄时每一点都记录在全息片的任何一点上，就算照片损坏也关系不大。 3、 全息照片的景物立体感强，形象逼真，借助激光器可以在各种展览会上进行展示，会得到非常好的效果。

全息学的原理适用于各种形式的波动，如X射线、微波、声波、电子波等。只要这些波动在形成干涉花样时具有足够的相干性即可。光学全息术可望在立体电影、电视、展览、显微术、干涉度量学、投影光刻、军事侦察监视、水下探测、金属内部探测、保存珍贵的历史文物、艺术品、信息存储、遥感，研究和记录物理状态变化极快的瞬时现象、瞬时过程（如爆炸和燃烧）等各个方面获得广泛应用。 在生活中，也常常能看到全息摄影技术的运用。比如，在一些信用卡和纸币上，就有运用了俄罗斯物理学家尤里•丹尼苏克在20世纪60年代发明的全彩全息图像技术制作出的聚酯软胶片上的“彩虹”全息图像。但这些全息图像更多只是作为一种复杂的印刷技术来实现防伪目的，它们的感光度低，色彩也不够逼真，远不到乱真的境界。研究人员还试着使用重铬酸盐胶作为感光乳剂，用来制作全息识别设备。在一些战斗机上配备有此种设备，它们可以使驾驶员将注意力集中在敌人身上。把一些珍贵的文物用这项技术拍摄下来，展出时可以真实地立体再现文物，供参观者欣赏，而原物妥善保存，防失窃，大型全息图既可展示轿车、卫星以及各种三维广告，亦可采用脉冲全息术再现人物肖像、结婚纪念照。小型全息图可以戴在颈项上形成美丽装饰，它可再现人们喜爱的动物，多彩的花朵与蝴蝶。迅猛发展的模压彩虹全息图，既可成为生动的卡通片、贺卡、立体邮票，也可以作为防伪标识出现在商标、证件卡、银行信用卡，甚至钞票上。装饰在书籍中的全息立体照片，以及礼品包装上闪耀的全息彩虹，使人们体会到21世纪印刷技术与包装技术的新飞跃。模压全息标识，由于它的三维层次感，并随观察角度而变化的彩虹效应，以及千变万化的防伪标记，再加上与其他高科技防伪手段的紧密结合，把新世纪的防伪技术推向了新的辉煌顶点。 除光学全息外，还发展了红外、微波和超声全息技术，这些全息技术在军事侦察和监视上有重要意义。我们知道，一般的雷达只能探测到目标方位、距离等，而全息照相则能给出目标的立体形象，这对于及时识别飞机、舰艇等有很大作用。因此，备受人们的重视。但是由于可见光在大气或水中传播时衰减很快，在不良的气候下甚至于无法进行工作。为克服这个困难发展出红外、微波及超声全息技术，即用相干的红外光、微波及超声波拍摄全息照片，然后用可见光再现物象，这种全息技术与普通全息技术的原理相同。技术的关键是寻找灵敏记录的介质及合适的再现方法。 超声全息照相能再现潜伏于水下物体的三维图样，因此可用来进行水下侦察和监视。由于对可见光不透明的物体，往往对超声波透明，因此超声全息可用于水下的军事行动，也可用于医疗透视以及工业无损检测测等。 除用光波产生全息图外，已发展到可用计算机产生全息图。全息图用途很广，可作成各种薄膜型光学元件，如各种透镜、光栅、滤波器等，可在空间重叠，十分紧凑、轻巧，适合于宇宙飞行使用。使用全息图贮存资料，具有容量大、易提取、抗污损等优点。 全息照相的方法从光学领域推广到其他领域。如微波全息、声全息等得到很大发展，成功地应用在工业医疗等方面。地震波、电子波、X射线等方面的全息也正在深入研究中。全息图有极其广泛的应用。如用于研究火箭飞行的冲击波、飞机机翼蜂窝结构的无损检验等。现在不仅有激光全息，而且研究成功白光全息、彩虹全息，以及全景彩虹全息，使人们能看到景物的各个侧面。全息三维立体显示正在向全息彩色立体电视和电影的方向发展。

首先，全息（hologram）是一个合成词，源自希腊语：holos（全部）+gramma（信息），顾名思义，它是记录并重现物体全部光学信息的一种技术。光可以被看做是一种波，那么波的振幅、波长、相位等信息都是“全息”的收集对象。全息影像与普通影像在视觉观感上最大的区别就是所谓的“立体感”，而营造“立体感”的关键因素则是光所携带的相位信息。我们人眼能看到物体是由于其本身发光或反光，这些光线就像是连入眼睛的数据线，将物体的各种光学信息传送到我们眼中，从而认知物体。

结合东方整体的、联系的哲学思想，玻姆将宇宙中全部物体及其运动与相互作用表达成“全运动”（holomovement）。在某些情况下，我们可以抽象出全运动的特殊方面（如光、电子、声音等），但是一般地说，全运动的所有形式都结合在一起，不能分开所以，全运动是无法规定的、无法测度的。




这样，玻姆提出了显展序和隐卷序（implicate order）的概念来解释量子态和这个宇宙的基本结构，在本文中为了不拗口，图省事儿我姑且暂时称之为显序和隐序。


理论大致可以描述为：客观世界存在两个层次或两个维，一个维在生物学和物理学的层面上显示自己，而另一个则在比较深的层次，我们无法直接认识，只能间接地了解它。对宇宙的正确描述必须包括后者这个根本的层次，玻姆称之为隐序。隐序的基本特征是，在时间和空间（显序）中所发生的一切事都被折迭在内。基本粒子看上去是实体，实际上它们来自基本的“折迭”隐序。


前面提出的全运动是无处不在的，丰富的，处于卷入与展出的无终止的动态状态中，在全运动中存在“总法则”（holonomy）或“整体的规律”。总法则是隐含的，不可测的，它必须通过万物所有的序来表现，玻姆也称之为“必然性的力量”，它决定全运动的过程，引起隐卷序和显展序的相互转化。




油桶中的显、隐序


玻姆用来说明隐序与显序的典型例子是油墨滴—甘油的实验，当然，我们也知道这个例子是他从偶然电视上抄的。这种实验装置由两个同轴的玻璃筒组成，在两个玻璃筒的空隙之间加上很稠的流体如甘油，然后很缓慢地转动外面的玻璃筒，使粘稠的流体轻微地扩散开来。这时将一滴不易溶解的油墨加入粘稠的流体，再转动外面的玻璃筒，油墨滴就被托成一条线，“随机地”扩展到整个流体中。但是，如果反向转动外面的玻璃筒，这根线一样的东西又向后缩，突然变成了看得见的与原来基本一样的一滴油墨。这个实验说明，油墨滴（染色滴）在似乎是随机分布的时候仍然具有某种序，这种序被“卷入”或“隐含”在可看见的“灰色片”的流体中，这就是隐卷序；而当外面的玻璃筒反转时，隐序会逐渐变成显序：即可看到的油墨滴复现。

同样，在量子态的粒子问题上，粒子的波函数使之以一种虚无的概率形式弥散于整个空间中，我们的测量活动又使其坍缩回到一个实体的粒子状态，正如反转甘油桶一样，油墨由薄雾般的弥散状态又回到了实在的一滴墨水的状态。而这种随机性以及粒子位置的无数可能性其实并不杂乱无章也绝没有偶然性，他们其实受到了甘油桶旋转规律的引导，在未来的固定时间内存在固定的显示位置和状态。


当我们先后把无数滴油墨滴入甘油桶中再加以旋转，就犹如我们这个世界上的无数物质在时空中的运动状态，每一个物体都有化为波函数无限弥散出去的可能性，但由于隐序在背后引导其运转，物体在空间上导致由波函数坍缩成唯一的稳定存在，在时间上同样也受其引导而产生万事万物都是注定的结果。




  玻姆认为，宇宙中的物体运动无不涉及显序和隐序的相互作用。在可以观察到的显序世界中，物质粒子的运动不断地受到隐序的引导。这种引导通过一种叫做量子潜能的“引导波”（pilot wave）发生，这种量子潜能就像引力常数一样充满整个时空，甚至超越了时空，能够同时作用于过去和未来。因为时间作为一个维，它的序同样也来自于隐序，也是被注定了的。由此玻姆提出了全息宇宙的理论，其核心思想是，宇宙是一个不可分割的、各部分之间紧密关联的整体，任何一个部分都包含整体的信息。

    全息理论很好地解释了量子纠缠的超距作用原理。为了便于理解，玻姆用“鱼缸里的鱼”来做比喻（个人认为这个例子比油桶的好的多）：在一个长方体玻璃鱼缸中放进一条鱼，两台相互垂直的摄像机"观察"鱼的活动，图像直接在两台电视机上播放出来。在电视机里我们可以看到，“两”条鱼分别作着方向相反、速度相等的游动。玻姆以此展开对超距作用的解释：“两个纠缠粒子应当被视为同一高维现实的两个不同的低维投影，在三维空间看来，二者没有相互接触，毫无因果关联; 而实际情况是，两个粒子之间相互关联的方式，非常类似于上面所说的鱼的两个电视图像之间相互关联的方式。因此普遍地说，隐序必须被扩展到一个高维现实，这个高维原则上是不可分割的整体，其包含整个具有其全部‘场’和‘粒子’的整体宇宙。于是我们必须说，全运动在高维空间中卷入与展出，其维数实际上是无限的。”

        在玻姆所构想的宇宙的本体论图景中，宇宙真空的高维隐秩序被激发而展开和投影为三维物质世界的显秩序，而这种物质显秩序又不断卷入为宇宙真空中的隐秩序。用简单的话说，就是我们肉眼直接可见的三维物质世界的独立个体，实际上是更高维整体的一个投映，我们由于不能理解更高维度的整体性而误以为我们所看到的一个个人或物是独立的个体。


通过量子潜能的作用，现实世界的整体成了隐序产生的表现形式。进一步说，因为所有的东西都在隐序中产生，所以在自然界中就不存在偶然事件；显序中发生的每一件事都是隐序王国中序的表现。银河系、有机体、原子和夸克永远都是包含于观察和经验世界中序的组成部分，它们的过去、现在和未来都被隐序所指引，而隐序背后还有隐序，无法穷尽。

        玻姆的理论给量子纠缠提供了一种比较有说服力的解释，使人们能更为直观地把握量子实在的本质特征。对于量子力学本体解释的重新表述使量子势的形式特征得到了强调，致使量子势因果解释能较好地推广到相对论领域和量子场论的情形之中。他寓西方科学精神与东方哲学于一体，坚持受到现代科学支持的整体性实在观，超越了传统科学与传统哲学的疆域，对于科学和人类文明的未来具有潜在的深远影响力。为此后来美国政府特地恢复了他的护照，但玻姆毫不犹豫的拒绝了这种见风使舵的马后炮行为，在英国大学继续耕耘直到1992年去世。