Как научно-фантастические рассказы повлияли на развитие идеи голографии?
1 февраля 1962 года в СССР был запатентован способ записи изображения в трёхмерных средах, позволяющий сохранить информацию о фазе, амплитуде и спектральном составе волны, пришедшей от объекта. Автором данного способа стал физик-оптик — Юрий Николаевич Денисюк. Вдохновителем сам ученый называет писателя-фантаста Ивана Ефремова.
В 1945 году журнал «Красноармеец» опубликовал ряд рассказов, написанных классиком советской фантастики Иваном Ефремовым. Эти рассказы представили публике идею о появлении объемного изображения из плоской поверхности. В том числе они оказали значительное влияние на идеи Юрия Денисюка.
Так, в 1945 году в журнале «Красноармеец» публиковалась научно-фантастическая повесть «Тени минувшего».
В этом произведении группа ученых-палеонтологов поехала в научную экспедицию в пустыню, где колхозниками открыто первое в Союзе огромное поле костей древних животных - динозавров. По дороге перед ними появлялись миражи.
«Над пустыней дрожала дымка разогретого воздуха, струи которого извивались и поднимались по всем направлениям, скрывая и затушёвывая неприглядную реальность. Перед участниками экспедиции возникали манящие голубые озёра, чудесные рощи, мерцающие вдали зубцы снежных гор. Иногда море плескалось, будто совсем близко перед тупыми серыми носами машин, лёгкие туманные волны взмётызали белую пену....»
«…»
«Над отливающей синью плитой ископаемой смолы встал откуда-то из ее черной глубины гигантский зелено-серый призрак. Громадный динозавр замер неподвижно в воздухе, над верхним краем обрыва, вздыбившись на десять метров над головами остолбеневших людей.
Чудовище высоко несло свою горбоносую голову; большие глаза тускло и мрачно смотрели куда-то вдаль; безгубая широкая пасть обнажала длинный ряд загнутых назад зубов.
Сквозь призрак просвечивали черные утесы гор, и в то же время можно было различить малейшую подробность тела животного. Испещренная мелкими костными бляшками спина чудовища, его шероховатая кожа, местами обвисшая тяжелыми складками, странный вырост на горле, выпуклости исполинских мышц, даже широкие фиолетовые полосы вдоль боков — все это придавало видению изумительную реальность. И неудивительно, что пятнадцать человек стояли онемевшие и зачарованные, пожирая глазами гигантскую тень, реальную и призрачную в одно и то же время.»
В своих рассказах, Ефремов представил читателям удивительные миры, где голография стала неотъемлемой частью повседневной жизни. Он описывал трехмерные изображения, создаваемые с помощью голографических технологий, и демонстрировал потенциал, который они могут предложить в различных сферах.
«…[Никитин] внезапно наткнулся на письмо Ниэпса к Дагерру, написанное еще в 30-х годах прошлого столетия.
«…причем оказалось, что лакировка (асфальтовая смола) пластинки изменялась под действием света, что давало в проходящем свете нечто подобное изображению на диапозитиве, и все цветные оттенки можно было видеть очень отчетливо», — писал Ниэпс.
Никитин глухо вскрикнул и, стиснув виски, как будто сдерживая разбегающиеся мысли, стал читать дальше:
«Когда полученное изображение рассматривалось под определенным углом в падающем свете, то можно было видеть очень красивый и интересный эффект. Явление это следовало бы поставить в связь с ньютоновским явлением цветных колец: возможно, что какая-либо часть спектра действует на смолу, создавая тончайшие различия в толщине слоев…»
Драгоценная нить объяснения призрака тиранозавра потянулась через страницы. Вначале тонкая и хрупкая, она постепенно становилась все крепче и надежнее.
«…»
«Никитин узнал, что под воздействием стоячих световых волн изменяется структура гладкой поверхности фотографических пластинок, что эти стоячие волны создают определенные цветовые отпечатки, не зависящие от обычного черного изображения, получаемого в результате химического воздействия света на бромистое серебро фотопластинки. Эти отпечатки сложных отражений световых волн, совершенно невидимые даже при сильных увеличениях, отличаются только одной способностью — избирательно изображать свет только определенного цвета, при освещении изображения под одним, строго определенным углом. Сумма этих отпечатков и дает великолепное изображение в естественных цветах.
Значит, в природе существует непосредственное воздействие света на некоторые материалы, достаточное для получения изображения и без помощи разлагаемых светом соединений серебра. Именно это и было той зацепкой, которой так не хватало ученому.»
Иван Ефремов - значимая личность в истории советской литературы. Его творчество вдохновляло не только многочисленных граждан страны, но и (как станет известно позже) выдающихся ученых.
Юрий Николаевич Денисюк - физик, член Российской Академии Наук, основоположник оптической голографии, в своих дневниках описывает впечатления от прочтения фантастических рассказов И.А. Ефремова.
О рассказе «Звездные корабли»:
На меня произвел большое впечатление один из эпизодов этого рассказа: современные археологи, раскапывая место, где инопланетяне охотились на динозавров много миллионов лет тому назад, случайно находят странную пластинку.
«Оба профессора невольно содрогнулись, когда удалили пыль с поверхности пластинки. Из глубокого совершенно прозрачного слоя, увеличенное неведомым оптическим ухищрением до своих естественных размеров, на них взглянуло странное лицо. Изображение было сделано трехмерным, а главное, невероятно живым, особенно это относилось к глазам»
На страницах дневника Денисюк писал:
У меня возникла дерзкая мысль: нельзя ли создать такую фотографию средствами современной оптики? Или, если быть более точным, нельзя ли создать фотографии, воспроизводящие полную иллюзию реальности зарегистрированных на них сцен?
Идеи, волнующие Юрия Денисюка, спустя года находят отражение в уникальном изобретении - голографической установке для записи полноцветных голограмм.
Установка состоит из трёх основных частей: осветительного устройства, коллиматора и кассеты с фотопластинкой. Осветительное устройство — ртутная лампа ДРШ-100.
Она собрана из подручных средств: катушка от грузового автомобиля, трофейный немецкий конденсатор, тумблер от авиационной аппаратуры.
Результатом работы пластинки с изображением, создававшие полную иллюзию объёма — по крайней мере, в положении «прямо перед глазами». Первыми объектами, которые голографировал Денисюк, стали выпуклые зеркала: на них удобно было проверять оптические свойства голограмм.
«До сих пор я сожалею о том, что мне не пришло в голову выбрать в качестве объекта рельеф монеты», — вспоминал Денисюк. Голограммы зеркал были не так наглядны, как появившиеся чуть позже голограммы обычных предметов.
Рассказы И.А.Ефремова подействовали как своеобразный стимул для многих ученых, работающих в области оптики и фотографии. Они вдохновили многих на эксперименты и исследования, направленные на разработку и усовершенствование голографических технологий.
Результатом этого влияния стало появление новых методов регистрации изображений - голографии, которое впоследствии нашло свое применение в различных областях, включая науку, искусство и промышленность. Голография стала не только удивительным научным достижением, но и уникальным средством визуальной коммуникации.