Как мы видим то, что видим

Голография... Ее материальную основу – волновой процесс – наука осознала еще в VII в. Знаний, чтобы воплотить ее в реальность, хватило бы у таких замечательных исследователей, как Юнг, Френель, Фраунгофер, много и плодотворно занимавшихся волновой природой света и взаимодействием его волн. И все-таки она не появилась, хотя Кирхгоф, Рэлей, Аббе и многие другие физики второй половины XIX – начала XX в. вплотную подходили к ее принципам.

А изобретя ее, наконец, в 1947 г., Деннис Габор, венгерский физик, работавший в Англии, не смог найти ей практического применения и с годами почти позабыл о придуманном способе получения необычных фотографических изображений.

 

Рис. 43. Создаются голограммы методом Эммета Лейта и Юриса Упатниекса (сверху) или более общим методом Ю.Н. Денисюка (снизу)

Иную, чем у Габора, обобщенную схему получения голограмм предложил в 1962 г. ленинградский инженер Юрий Николаевич Денисюк. Из нее вытекали и все остальные методы голографирования. Увы, тогдашние советские ученые-эксперты, к которым попала на рассмотрение заявка на открытие (примерно 100 страниц формул и описаний экспериментов), отнеслись к ней по-барски презрительно. Рецензия состояла из одной строчки: «Заявитель явно не знает курса физики для десятого класса средней школы». Этот отзыв сочинил некий кандидат наук, а подписал всемирно известный физик, директор Института физических проблем П.Л. Капица (и на старуху бывает проруха...). В результате Денисюк лет на восемь забросил свои занятия голографией, хотя уже получил практические результаты и защитил кандидатскую диссертацию по этой проблеме.

Единственный человек, который вполне оценил его теорию, был почтенный физик, академик Иван Николаевич Обреимов, присутствовавший на защите. Он сказал: «Тут говорили о физической невозможности процесса, предложенного диссертантом. Пусть так. Но ведь математическая сторона работы безупречна, не правда ли? Так давайте за физику поставим ему ноль, а за математику пятерку». С ним все согласились, и защита состоялась.

 

Рис. 44. Чтобы увидеть сголографированное изображение, голограмму нужно осветить, например, солнечным светом или лучом лазера

Обреимов рекомендовал статью Денисюка в «Вестник Академии Наук». Она вышла в свет за месяц или два до появления в «Журнале американского оптического общества» статьи американских радиофизиков Эммета Лейта и Юриса Упатниекса, предложивших еще одну схему получения голографических изображений. Так что приоритет остался за Денисюком. И пришло письмо от крупного американского физика П. Дж. ван Хирдена: «Мое незнание Ваших работ тем более непростительно, что, как я только что обнаружил, Ваша статья 1962 года давно уже переведена на английский...».

После всего этого кандидата физико-математических наук Денисюка выбрали членом-корреспондентом Академии наук СССР, хотя он не имел степени доктора, случай беспримерный в истории академии. И, конечно же, выдали диплом на открытие. А доктором наук он стал позже, но не по голографии...

Голография в ее наиболее известном виде – это особое фотографирование, без привычной фотокамеры, на пластинку, которую ставят между лазером и голографируемым предметом (левый рисунок). Отраженный от предмета лазерный луч – предметный – и идущий сквозь пластинку опорный луч взаимодействуют друг с другом, как положено двум потокам волн. Сплетение горбов и впадин создает на пластинке узор из темных и светлых пятнышек, каждое из которых – размером с четверть световой волны. Если теперь (после проявления, закрепления и еще одной операции, которой в обычном фотографическом процессе нет, – отбеливания) выставить пластинку на свет, мы вдруг увидим, как «из ничего» возникнет объемное изображение, скажем, сростка кристаллов горного хрусталя.

Как это происходит? Предельно бегло – дело обстоит так, как если бы каждое получившееся пятнышко стало самостоятельным источником света. Его электромагнитные волны взаимодействуют в пространстве, усиливая и ослабляя друг друга, и из световых лучей оказывается соткан видимый образ – предмет, подвергшийся голографированию. По сути этот образ не что иное, как память о тех электромагнитных волнах, которые отражались от него во время съемки.

«Я бы хотел указать на философский аспект таких удивительных явлений, как <...> сходство голографической регистрации с памятью человека», – заметил Габор. И действительно, на одной голограмме можно уместить сотни тысяч изображений, в одном квадратном сантиметре ее находит пристанище до 100 миллионов бит (единиц измерения информации).