بیش از 100 سال از اولین فرمول‌بندی مبانی نظری هولوگرافی می‌گذرد و ما هنوز هولوگرام‌ها را عمدتاً با برچسب‌های روی صفحه‌ها یا کنسرت پس از مرگ توپاک شکور مرتبط می‌دانیم. با این حال، در سال های اخیر، موضوع هولوگرافی به طور فعال شروع به توسعه کرده است. امروز ما همه چیز را در مورد تصاویر هولوگرافی مرموز به شما خواهیم گفت.
در سال 1920، دانشمند لهستانی Mieczyslaw Wolfke در کار خود "در مورد امکان تصویربرداری نوری از شبکه های مولکولی" (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) ایده یک روش هولوگرافیک برای به دست آوردن تصاویر را تأیید کرد. با این حال، در آن زمان، هیچ فناوری وجود نداشت که امکان استفاده از اکتشاف قطب را در عمل فراهم کند. ما باید تا دهه 60 قرن گذشته منتظر این کار بودیم.
هولوگرام ها در سال 1977 به لطف فیلم جنگ ستارگان، که در آن به عنوان حامل اطلاعات و وسایل ارتباطی عمل می کردند، به طور گسترده ای شناخته شدند. به این ترتیب، یک نظریه علمی بسیار پیچیده وارد فرهنگ پاپ شد و تخیل میلیون ها نفر در سراسر جهان را به خود جلب کرد. آیا امروز به چشم انداز موضوع هولوگرافی توسط جورج لوکاس نزدیک شده ایم؟
همچنین بخوانید: تلسکوپ فضایی جیمز وب: 10 هدف برای رصد
هولوگرافی چیست؟
«به من کمک کن، اوبی وان کنوبی! تو تنها امید منی!» این متن که برای همه طرفداران جنگ ستارگان شناخته شده است، توسط یک طرح سه بعدی از شاهزاده خانم صحبت می شود. لیا، برای بسیاری از بینندگان اولین ایده از چیستی هولوگرافی و تصویربرداری هولوگرافیک شد.
امروزه وقتی دیسکی را در دستان خود می گیریم که دارای رکوردهای گروه مورد علاقه مان است، برچسبی رنگارنگ روی آن می بینیم که با رنگ های مختلف رنگین کمان می درخشد. این یک تایید هولوگرافیک صحت و قانونی بودن دیسک است. بنابراین، این نیز یک هولوگرام است، اما چگونه ایجاد می شود و برای چه استفاده می شود؟ من سعی خواهم کرد تا حد امکان به این سؤالات پاسخ دهم. با این حال، بدیهی است که کار آسان و ساده ای نخواهد بود، عمدتاً به دلیل نیاز به تعریف و توضیح برخی مفاهیم فیزیکی، اگرچه بیشتر آنها باید از کلاس های فیزیک برای شما آشنا باشند. این امر ضروری است زیرا اثر نهایی نتیجه استفاده عملی از دستاوردهای حوزه های مختلف فناوری است. بنابراین، درک نادرست از مبانی نظری می تواند منجر به درک نادرست از کل مشکل شود. با این حال، من قصد ندارم این مقاله را با نظریه هایی که توسط معادلات ماکسول پشتیبانی می شود، سنگین کنم. می تواند، اما چرا؟ چیز جدیدی اضافه نمی کند و مطمئناً درک آن را دشوارتر می کند. من سعی خواهم کرد با استفاده از ترسیمات واضح و تعاریف مفاهیم اولیه فیزیکی در زمینه اپتیک و حرکت موج، اصول ضبط و بازتولید تصاویر هولوگرافیک را به روشی قابل دسترس توضیح دهم. و همچنین در مورد کاربرد عملی هولوگرافی از جمله ثبت هولوگرافیک اطلاعات در فناوری های کامپیوتری صحبت خواهم کرد.
بیایید با تعریفی شروع کنیم که کار را کمی برای ما آسان کند. هولوگرافی مانند عکاسی که از قرن نوزدهم برای بشر شناخته شده است، راهی برای به دست آوردن تصاویر است. هر دوی این اصطلاحات از زبان یونانی آمده اند، اما اگر کلمه عکاسی از کلمات "عکس" و "گراف" به معنای "نور" و "تصویر" گرفته شده باشد، اولین قسمت کلمه هولوگرافی از "هولوس" می آید. "، که در یونانی به معنای "کل" است.
بنابراین، هولوگرافی «کشیدن کل» است. چه مفهومی داره؟ در یک عکس استاندارد، ما فقط می توانیم یک تصویر دو بعدی از آنچه در یک دنیای سه بعدی می بینیم حفظ کنیم. ایده پشت هولوگرافی ثبت اطلاعات در مورد کل جسم است، نه فقط یک طرف آن. به طوری که می توان با استفاده از اطلاعات ثبت شده، تصویر کل شی را بازتولید کرد.
اما چگونه می توان ظاهر یک جسم سه بعدی را حفظ کرد؟ برای این کار از پدیده تداخل نور استفاده می شود. نور مرئی، که بخشی از طیف الکترومغناطیسی است، خود از دو جزء تشکیل شده است - یک میدان الکتریکی و یک میدان مغناطیسی. اما مهمتر از همه، نور یک موج است، نه فقط یک جریان فوتون، بنابراین قرار دادن امواج متعدد می تواند امواج جدیدی با ویژگی های جدید ایجاد کند. سپس با استفاده از پدیده پراش می توان تصویر امواج روی هم را به گونه ای بازتولید کرد که منعکس کننده ویژگی های ثبت شده باشد.
همچنین بخوانید:
ضبط و نمایش هولوگرام
به دلیل ماهیت موجی نور، امکان ثبت ظاهر یک جسم به صورت سه بعدی بر روی فیلم عکاسی استاندارد وجود دارد. با کمک یک لیزر مناسب که یک پرتو آن به سمت یک صفحه نیمه شفاف هدف قرار می گیرد و هم به سمت جسم مورد تصویربرداری و هم مستقیماً به فیلم هدایت می شود، الگویی از امواج همپوشانی ایجاد می شود. چنین تصویری برهم نهی تعداد زیادی از تداخلات اجزای طیفی منفرد نور است، و اگر بخواهیم از چنین فیلمی "عکس" بگیریم، چشمان ما جسمی را نمی بیند که توسط لیزر روشن شده است، بلکه ترکیبی از نور است. خطوط تداخل، که به خودی خود چیزی در مورد شی عکس گرفته شده به ما نمی گویند.
در عمل به این صورت است:
فقط نوردهی صحیح فیلم، که در آن لحظه یک توری پراش است، با کمک یک پرتو لیزر متمرکز به شما امکان می دهد کل فرآیند را معکوس کنید و تصویری سه بعدی از جسم به دست آورید.
تصویربرداری هولوگرافی سه بعدی، اگرچه مشابه است، اما با تکنیک استریوسکوپی، که شامل عکاسی از یک شی از دو نمای نزدیک و سپس قرار دادن صفحات در دستگاهی به نام استریوسکوپ است، متفاوت است. به عنوان مثال، محبوب عینک VR به این ترتیب کار کنید، دو تصویر کمی افست ایجاد کنید. در هولوگرام، این تغییر روی یک محیط به شکل تداخل موج ثابت می شود.
همچنین بخوانید:
هولوگرام و "هولوگرام"
مشکل فناوری شرح داده شده در بالا این است که برای دستیابی به نتایج رضایت بخش به نور لیزر دقیق و شرایط نزدیک آزمایشگاهی نیاز دارد. و اگرچه ایده اصلی هولوگرام ها کاربرد عملی پیدا کرد، به عنوان مثال، در ضبط داده ها بر روی رسانه های استاندارد HVD با ظرفیت نظری چند TB، اما آنها به یک رسانه محبوب برای استفاده خانگی تبدیل نشدند.
راه حل های عملی نشان می دهد که فرآیند پیچیده به دست آوردن یک تصویر هولوگرافیک به سادگی به فناوری های دیگری که همان اثر را به دست می آورند، اما با استفاده از تکنیک های دیگر، از دست می دهند. و اگرچه از نظر علمی چنین تصاویری را نباید هولوگرام نامید، اما مرسوم است که همه این شبه هولوگرام ها را به سادگی "هولوگرام" نامیده می شود.
اما در عمل، نه تصویر کنسرت توپاک و نه تصویر ملکه الیزابت دوم در کالسکه 260 ساله اش، هولوگرام های واقعی از نظر علمی نیستند.
هولوگرام چیزی نیست که در عینک های هولولنز یا روی شیشه جلوی خودروهای «نمایشگر هولوگرافیک» می بینیم. بیشتر اوقات، این یک تصویر سه بعدی است که با کمک چندین پرتو نور جداگانه (و نه یک، مانند هولوگرام اصلی) ایجاد می شود که از طرف های مختلف بر روی یک محیط می افتد، که می تواند یک شیشه شفاف، یک پرده آب باشد. ، یا بخار آب "شناور" روی چنین "نمایشگر هولوگرافیک".
من مخالفت زیادی با استفاده از اصطلاح "هولوگرام" در رابطه با این تکنیک ها ندارم و دلیل اصلی این است که اثر به دست آمده از این طریق اغلب با ویژگی های اصلی هولوگرافی، یعنی ذخیره و بازتولید اطلاعات بیشتر مطابقت دارد. (در این مورد در مورد مشاهده شی از زوایای مختلف است) در مورد شی.
همچنین جالب:
هولوگرام های امروزی
سیستم‌های مبتنی بر پروژکتورها که تصاویر را روی مواد شفاف مختلف نمایش می‌دهند، کمی متفاوت عمل می‌کنند. نور هدایت شده از زوایای مختلف حاوی اطلاعاتی در مورد تصویری است که از سمت دیگر دیده می شود. پرتوها بر روی سطح شیشه، آب یا مانند اختراع فراموش شده لهستانی Leia Display، یک پرده بخار برخورد می کنند و این تصور را ایجاد می کنند که یک تصویر سه بعدی در هوا ظاهر می شود (مزیت نهایی یک تصویر واقعی هولوگرام).
مثال دیگر صفحه نمایش های سه بعدی از Looking است. کسانی که یک تصویر را نه بر روی یک سطح دو بعدی، بلکه آن را در یک بدنه سه بعدی، به عنوان مثال، شیشه ایجاد می کنند. این شرکت، به ویژه، سال ها بر روی راه حل Looking Glass Factory کار کرده است و ما توانستیم اولین نتایج جدی این کار را در سال 2020 تحسین کنیم.
همچنین می توان به سیرک رونکالی آلمان اشاره کرد که از انجام اعمال با حیوانات خودداری می کرد، اگرچه در آلمان، اتفاقاً برخلاف بسیاری از کشورهای اروپایی، سیرک با حیوانات ممنوع نیست. اکنون فیل ها، اسب ها و ماهی ها به شکل هولوگرام در میدان ظاهر می شوند.
این سیستم که به بینندگان اجازه می دهد هولوگرام ها را ببینند، بیش از نیم میلیون یورو هزینه دارد.
همچنین جالب:
- 10 عجیب ترین چیزهایی که در مورد سیاهچاله ها در سال 2021 آموختیم
- مریخ شکل گیری زمین: آیا سیاره سرخ می تواند به یک زمین جدید تبدیل شود؟
آیا مردم متوجه نمی شوند که در یک هولوگرام زندگی می کنند؟
البته بدون افرادی نبود که از ایده های یک توطئه جهانی حمایت می کردند. آنها معتقدند که من و شما برای مدت طولانی در یک هولوگرام بزرگ زندگی می کنیم، که جهان اطراف ما یک هولوگرام است، یک ماتریکس. اکنون سعی می کنم همه چیز را توضیح دهم.
وقتی فیلم "ماتریکس" ظاهر شد، همه از ایده فیلمنامه که از برادران واچوفسکی برخاسته بود بسیار شگفت زده شدند. با این حال، ایده زیربنای داستان ماتریکس در فلسفه های شرقی نیز وجود دارد. برخی از فیزیکدانان کوانتومی مدت‌هاست دریافته‌اند که آنچه علم به زبان ریاضیات توصیف می‌کند، قرن‌هاست که در قالب پیام‌های مذهبی شناخته شده است. یعنی اگر این نظریه را باور کنیم، در یک هولوگرام بزرگ زندگی می کنیم.
آنها ادعا می کنند که بشریت آنقدر مشغول شده است که نمی تواند به برخی چیزها توجه کند. ما جهان را مشاهده می‌کنیم و در خلق آن شرکت می‌کنیم، اغلب بدون اینکه متوجه باشیم که چه چیزی برایمان اتفاق می‌افتد. فیزیکدانان در جستجوی شواهدی از وجود میدان هیگز پر از بوزون های مشخصه به نام ذره خدا هستند، اما ما اطلاعات مربوط به چنین جستجوهایی را جدا از پیامدهایی که کشف چنین مکانیزمی خواهد داشت، در نظر می گیریم.
ممکن است معلوم شود که تأیید وجود بوزون های هیگز ما را وادار می کند تا از خود سؤالات مهمی در مورد ماهیت جهان و چگونگی ایجاد آن بپرسیم. ناگهان ممکن است معلوم شود که مفاهیم ماتریکس چندان خارق العاده نیستند و همه ما در واقع در یک هولوگرام بزرگ زندگی می کنیم و خودمان هولوگرام هستیم.
چنین نتایجی را می توان از اطلاعات به دست آمده به لطف توسعه فیزیک کوانتومی گرفت. ما با اطمینان می دانیم که قانون اساسی که تعیین می کند چه اتفاقی خواهد افتاد، احتمال است. ما همچنین می دانیم که برخی از آزمایش های فیزیکی به سادگی غیرممکن هستند، زیرا خود واقعیت مشاهده تأثیرات آنها تعیین می کند که در آنها چه اتفاقی می افتد. انیشتین با درک عواقب چنین تفکری گفت که جهان نمی تواند به خدایی وابسته باشد که تاس می زند.
اگر واقعاً در یک هولوگرام بزرگ زندگی می‌کنیم، و تعاملات ما با آن، بیان انتظارات و ترس‌های ما با آن تعامل داشته و باعث می‌شود چیزهای مختلفی را تجربه کنیم، چه؟ روش هایی برای تأثیرگذاری بر اتفاقاتی که برای ما می افتد وجود دارد که به آنها مثبت می گویند. هر کسی که آنها را امتحان کرده می داند که کار می کند، و بیشتر به این دلیل که ما می دانیم که قرار است کار کند. در مورد درمان های مختلف جایگزین نیز همینطور است. آنها مبتنی بر توانایی ما در کنترل هولوگرام با حذف افکار منفی، یعنی از طریق ایمان هستند.
علم به دنبال پاسخی برای این سوال است که چرا جرم وجود دارد، اگر ماده از ذراتی تشکیل شده باشد که در واقع خالی هستند. با این حال، برای ما انسان ها، هنوز به نظر می رسد که دنیای اطراف ما بسیار واقعی است، و ما حتی شک نداریم که اگر توانایی های خود را درک کنیم، همه می توانند مانند نئو از همان "ماتریکس" یا بودا باشند که می تواند با آن حرکت کند. قدرت فکر شما
به عبارت ساده، ما در حال حاضر در ماتریکس هستیم و همه ما هولوگرام هایی هستیم که هیچ چیز به آن وابسته نیست. من فقط می خواهم به چنین ایده هایی در مورد دنیای ما لبخند بزنم.
همچنین جالب: درباره کامپیوترهای کوانتومی به زبان ساده
آیا هر کسی هولوگرام خود را خواهد داشت؟
اما ما همچنان به واقعیت باز خواهیم گشت. آینده قطعا در رندر سه بعدی است. با این حال مسلم است که مانند فیلم «بلید رانر» تا ظهور هولوگرام های واقعی در خیابان ها راه درازی در پیش است. تا آن زمان، «هولوگرام‌های شبیه‌سازی» و نمایش فناوری‌هایی خواهیم داشت که به طور فزاینده‌ای حواس ما را گمراه می‌کنند و این تصور را ایجاد می‌کنند که به اجسام سه بعدی واقعی نگاه می‌کنیم.
پس گوگل دقیقاً چنین هدفی را برای توسعه دهندگان تعیین کنید. مشخص است که آنها روی پروژه جالب Starline کار می کنند، یعنی یک غرفه "هولوگرافیک" برای گفتگو. آنها قبلاً برخی از نتایج کار خود را نشان داده اند.
کارمندان گوگل با استفاده از مجموعه ای از دوربین ها و حسگرها، مدل های سه بعدی دقیقی از صحبت کردن افراد با یکدیگر ایجاد کردند و این تصور را ایجاد کردند که آنها در یک مکان هستند. در حال حاضر این محلول در دفاتر شرکت تست شده است.
برخی از دانشمندان بر این باورند که ما در حال حاضر یک قدم با ظهور فناوری هولوگرام در وسایل ارتباط روزمره بین مردم فاصله داریم. برای این کار، ایجاد زیرساخت دیگری برای ارتباطات نسل بعدی ضروری است - یک شبکه فیبر نوری که قاره ها را به هم متصل می کند و یک زیرساخت ارتباطی بی سیم نسل ششم 6G. بسیاری از شرکت های فناوری در حال حاضر در چنین فعالیت هایی مشغول هستند. شاید چند سال دیگر هولوگرام ها به بخشی از زندگی روزمره تبدیل شوند، اما امیدوارم که جایگزین ارتباط واقعی بین مردم نشوند.
برخی از دانشمندان همچنین اشاره می کنند که هولوگرام ها می توانند از قبل استفاده شوند، زیرا فناوری های مناسب در حال حاضر وجود دارد، اما در این مرحله آنقدر گران است که کاملاً سودآور نیست. وضعیت بسیار شبیه به توسعه اینترنت است. در سطح اولیه تقریباً هیچ کس به او اعتقاد نداشت و اکنون نمی توان اکنون را بدون وجود او تصور کرد.
بنابراین نشانه‌های زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد تا چند سال دیگر می‌توانیم هولوگرام‌های خود را داشته باشیم تا از راحتی خانه‌مان به دیدار دوستانمان برویم. با این حال، باید در نظر داشت که پیش بینی های دانشمندان در مورد فناوری های لازم همیشه محقق نمی شود.
شما می توانید به اوکراین در مبارزه با مهاجمان روسی کمک کنید. بهترین راه برای انجام این کار، کمک مالی به نیروهای مسلح اوکراین است Savelife یا از طریق صفحه رسمی NBU.
در صفحات ما مشترک شوید Twitter و Facebook.
همچنین جالب:
