第4章 全能力场（第5/6页）

全息甲板，或者叫“全息环境模拟器”，在理论上有两个特性：三维的全息投影和力场。后者“创建”了所有可以直接被触碰、有互动性、可在其中走动的投影，就像在本章开始的时候提到的那些石头一样。全息图像并不是核心，真正的核心以及让这一切变得独特且美好的东西是利用力场产生能和参与者互动的物理世界。

《纽约时报》2014年刊出的一篇文章称，全息甲板技术可能“已经开始成形”，但是除了媒体的大肆宣传以外还有什么别的吗？让人失望的简单答案是“没有”。文章中描述的只是全息甲板可以实现的一小部分事实，但我们还没有实现技术上的重大突破。

文章说，“一些科学家和学者称，在2024年的时候将会有类似全息甲板的东西诞生”，但这里面的关键词是“类似”。文章里描绘的只是六面皆有投影的屋子，而非“全息”。在全息投影空间里，你可以在一大片区域中自由行动，无须受限于一个屋子（另外，《星际迷航》里从来没有使人信服地解释过在小空间里无限行走的原理），相当于屏幕两倍大的咖啡桌将陈列着你的假期照片。文章里提到的技术都不是实现全息甲板的必要元素。

必要元素是力场和三维全息投影，力场可以实现和人互动的虚拟物体，三维全息投影可以实现以假乱真的环境。我们已经知道实现力场异常困难了，那么全息投影会容易一些吗？让我先解释一下全息投影的意思。全息指的是全息图，也就是从观察者的视角用光来重现照片中的场景。

这就像透过一扇窗子看整个城市的景色。窗外，一只鸽子挡住了你的视线，你看不到广告牌上写的电影时间表。但是，在真实的世界里这不是个问题。你可以挪一步，绕开鸽子看过去。现在，你看到时间表了，并且意识到刚好错过了最后一场电影。

现在让我们把窗户换成一张完美的照片，照片的像素很高，看上去和实景没什么差别。（在把事情弄得更复杂以前，我们先想象这只是一张静止的照片，没有运动的事物。）你站在那儿，看着处于静止状态的鸽子，此时的照片和你透过窗子看到的场景一模一样。现在，你为了看到时间表往旁边挪了一步。当然，你还是会在照片的正中间看见那只鸽子，因为照片是平面的，所以鸽子依然挡着你的视线，你也看不到时间表。

所以，照片和现实世界里窗外的景色是不一样的。一系列光子打在玻璃上，组建出真实景象的所有信息。即使景色已经不在那里了，如果你可以捕捉到所有的光子，并使其重现，你也能重建一个真实的三维图像。从本质上说，这就是全息图。

实现全息图的前提是找到能储存所有信息的方法。所有传统的图像都是在平面的每个点上捕捉亮度和色彩，但这些不足以告诉你组成图片的每个点上的不同光子的情况：这些光子从哪儿来？处于什么相位（光子的基本属性之一，它使光产生了波动性）？匈牙利裔英国科学家丹尼斯·加柏在“二战”后不久想出来的方法也许可以解决这些问题：在玻璃板上记录下光的所有信息，并使这些信息重现。如果有第二束光也打在玻璃上并和第一束光相互作用，那么记录下两束光之间的光干涉图案，也许就能实现全息图。

这是个绝佳的想法。虽然加柏有了这个想法，但他却没能实现。全息图的实现需要相同颜色的连相光子，直到激光出现以前，这种光源都不存在。激光出现后的第4年，密歇根大学的埃米特·利思和尤里斯·乌帕特尼克斯创作了第一幅全息图，呈现出一个静物模型火车和一对毛绒鸽子。

记得在1977年，我在伦敦皇家科学院参观了一个名叫“异光”的关于早期全息图的展览。参观者透过又小又模糊的窗户可以看到物体——通常是非常普通的物体，被闪烁的绿光照亮。但是从顶上的玻璃你可以看到里面其实什么都没有。绿色激光被关掉之后，参观者就更明确地知道自己看到的只是虚拟出来的视觉效果。虽然这个展览让人觉得新奇，但是没有人会把这些绿色的幻化物体当作真实世界里透过窗户看到的景象，更不会有人觉得这是可以自由进出的三维环境。

1977年的全息图只展示了全息甲板的视觉层面效果。而实现全息甲板需要3个层面：全色彩（图片的分辨率高到看上去就像真的），运动的图像，一个完整的全息投影（你走进全息甲板之后，感受到图像就在你的周围，而不是透过玻璃看到的三维图像）。

最原始的全息图都是单色的（一般是绿色的），这意味着需要用激光照明和光的干涉现象来产生复杂的图像。虽然产生颜色效果是可行的，但是直到近期我们才实现了全彩色的全息图。更重要的是，除非需要重现的物体可以通过激光照明被记录下来，否则产生出完美的干涉图案几乎不太可能。全息图一般有很强的颗粒感，即便是这样，有些公司还是可以制造出高清晰度的全息图，和真实的物体看上去没有区别。