全息技術是實現(xiàn)真實的三維圖像的記載和再現(xiàn)的技術。該圖像稱作全息圖。和其他三維“圖像”不比樣的是，全息圖提供了“視差”。視差的存在使得觀察者可以通過前后、左右和上下移動來觀察圖像的不同形象——好像有個真實的物體在那兒一樣。
全息技術是倫敦大學帝國理工學院的Dennis Gabor博士發(fā)明的。他也因此而獲得了1971年的諾貝爾物理學獎。最初，Gabor博士只是希望提高掃描電子顯微鏡的解析度。上世紀60年代前期，密歇根大學的研究員Leith和Upatnieks制作出世界上第一組三維全息圖像。這段時間，前蘇聯(lián)的Yuri Dennisyuk也結束嘗試制作可以用一般白光觀看的全息圖，F(xiàn)在，全息技術的持續(xù)發(fā)展為我們提供了越來越精確的三維圖像。
全息原理是“一個系統(tǒng)原則上可以由它的疆界上的一些自由度完全描述”，是基于黑洞的量子性質提出的一個新的基本原理。事實上那個基本原理是接洽量子元和量子位結合的量子論的。其數(shù)學證明是，時空有多少維，就有多少量子元；有多少量子元，就有多少量子位。它們一起組成類似矩陣的時空有限集，即它們的排列組合集。全息不全，是說選排列數(shù)，選空集與選全排列，有對偶性。即一定維數(shù)時空的全息性完全等價于少一個量子位的排列數(shù)全息性；這類似“量子避錯編碼原理”，從全然上解決了量子計算中的編碼毛病造成的系統(tǒng)計算誤差問題。而時空的量子計算，類似生物DNA的雙螺旋結構的雙共軛編碼，它是把實與虛、正與負雙共軛編碼組織在一起的量子計算機。這可叫做“生物時空學”，這其中的“熵”，也類似“宏觀的熵”，不但指紛亂程度，也指一個范圍。時間指不指一個范圍？從“源于生活”來說，應當指。因此，所有的位置和時間基本上范圍。位置“熵”為面積“熵”，時間“熵”為熱力學箭頭“熵”。其次，類似N數(shù)量子元和N數(shù)量子位的二元排列，與N數(shù)行和N數(shù)列的行列式或矩陣類似的二元排列，其中有一個不雷同，是行列式或矩陣比N數(shù)量子元和N數(shù)量子位的二元排列少了一個量子位，這是否類似全息原理，N數(shù)量子元和N數(shù)量子位的二元排列是一個可積系統(tǒng)，它的任何動力學都可以用低一個量子位類似N數(shù)行和N數(shù)列的行列式或矩陣的場論來描述呢？數(shù)學上也許是可以證明或探究的。
全息技術也稱全息攝影。一種可把被攝物反照的光波中的全部信息記載下來的新型照相技術。1948年、英籍匈牙利科學家加博爾提出并表明了全息照相原理。1960年發(fā)現(xiàn)激光，提供了良好的相干光源使全息照相獲得飛速發(fā)展和廣泛應用。1971年，加博爾為此獲諾貝爾物理學獎。
全息照相和常規(guī)照相不同，在底片上記錄的不是三維物體的平面圖像，而是光場自己。常規(guī)照相只記錄了反映被報物體外表光強的變化，即只記錄的光的振幅，全息照相則記錄光波的全部信息，除振幅外還忘記錄了光波的們相。即把三維物體光波場的全部信息都貯存在記錄介質中。
全息照相是一種無透鏡的兩步成像。原理是：使用物光和參考光幹涉在感光膠片上記錄一幅幹涉圖樣，呈錯綜複雜、晶瑩度不同的花紋，稱爲全息（即全息照片），相當于把膠片制成一不規(guī)則的光柵，然後使用全息圖對適當照明光的衍射，把原三維影像提取出來。後一過程稱爲重現(xiàn)。全息圖是一個天然的信息存儲器，可把凍結了的景物重新複活在人們眼前。由于這一獨特征能全息圖有極其廣泛的應用。如用于研究火箭飛行的沖擊波、飛機機翼蜂窩結構的無損檢驗等，F(xiàn)在不僅有激光全息，同時研究成功白光全息、彩虹全息，以及全景彩虹全息，使人們能看到景物的各個側面。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向發(fā)展。
除用光波産生全息圖外，已發(fā)展到可用計算機産生全息圖。全息圖用途很廣，可作成各種薄膜型光學元件，如各種透鏡、光柵、濾波器等，可在空間重疊，非常緊湊、輕巧，適合于宇宙飛行使用。使用全息圖貯存資料，具有容量大、易提取、抗汙損等優(yōu)點。
全息照相的方法從光學領域推廣到其他領域。如微波全息、聲全息等獲得很大發(fā)展，成功地應用在工業(yè)醫(yī)療等方面。地動波、電子波、X射線等方面的全息也正在深入研究中。
1、反德西特空間，即爲點、線、面內空間，是可積的，因爲點、線、面內空間與點、線、面外空間交接處趨于“超零”或“零點能”零，到這裏是一個可積系統(tǒng)，它的任何動力學都可以有一個低一維的場論來實現(xiàn)。也就是說，由于反德西特空間的對稱性，點、線、面內空間場論中的對稱性，要大于原來點、線、面外空間的洛侖茲對稱性，這個比較大一些的對稱群叫做共形對稱群。當然這能通過改變反德西特空間內部的幾何來排除這個對稱性，從而使得等價的場論沒有共形對稱性。這可叫新共形共形。如果把馬德西納空間看作“點外空間”，一般“點外空間”或“點內空間”也可看作類似球體空間。反德西特空間，即“點內空間”是場論中的一種特殊的極限。“點內空間”的經典引力與量子漲落效應，其弦論的計算很複雜，計算只能在一個極限下作出。例如上面類似反德西特空間的宇宙質量軌道圓的暴漲速率，是光速的8.88倍，就是在一個極限下作出的。在這類極限下，“點內空間”過渡到一個新的時空，或叫做pp波背景，可精確地計算宇宙弦的多個態(tài)的譜，反映到對偶的場論中，我們在線可獲得物質族質量譜計算中一些算子的反常標度指數(shù)。
2、這個技巧是，弦並不是由有限個球量子微單元組成的。要獲得通常意義下的弦，必須取環(huán)量子弦論極限，在這個極限下，長度不趨于零，每條由線旋耦合成環(huán)量子的弦可分到微單元10的-33次方厘米，而使微單元的數(shù)目不是趨于無限大，從而使得弦自己對應的物理量如能量動量是有限的。在場論的算子構造中，如果要獲得pp波背景下的弦態(tài)，我們在線恰恰需要取這個極限。這樣，微單元模型是一個普適的構造，也清楚了。在pp波這個特殊的背景之下，對應的場論描述也是一個可積系統(tǒng)。
全息照相的拍攝要求
爲了拍出一張滿意的全息照片，拍攝系統(tǒng)必須具備以下要求：
(1) 光源必須是相干光源
通過前面分析知道，全息照相是根據(jù)光的幹涉原理，因此要求光源必須具有很好的相幹性。激光的出現(xiàn)，爲全息照相提供了一個理想的光源。這是因爲激光具有很好的空間相幹性和時間相幹性，實驗中采用He-Ne激光器，用其拍攝較小的漫散物體，可獲得良好的全息圖。
(2) 全息照相系統(tǒng)要具有穩(wěn)定性
由于全息底片上記錄的是幹涉條紋，同時是又細又密的幹涉條紋，因此在照相過程中極小的幹擾都會引起幹涉條紋的模糊，甚至使幹涉條紋無法記錄。譬如，拍攝過程中若底片位移一個微米，則條紋就辨別不清，爲此，要求全息實驗臺是防震的。全息臺上的所有光學器件都用磁性材料牢固地吸在工作臺面鋼板上。另外，氣流通過光路，聲波幹擾以及溫度變化都會引起周圍空氣密度的變化。因此，在曝光時應該禁止大聲喧嘩，不能隨意走動，保證整個實驗室絕對安靜。我們在線的經驗是，各組都調好光路後，同學們離開實驗臺，穩(wěn)定一分鍾後，再在同一時間內爆光，獲得較好的結果。
(3) 物光與參考光應滿足
物光和參考光的光程差應盡量小，兩束光的光程相等最好，最多不能超過2cm，調光路時用細繩量好；兩速光之間的夾角要在30°～60°之間，最好在45°左右，因爲夾角小，幹涉條紋就稀，這樣對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和感光材料辨別率的要求較低；兩束光的光強比要適當，一般要求在1∶1～1∶10之間都可以，光強比用矽光電池測出。
(4) 使用高辨別率的全息底片
因爲全息照相底片上記錄的是又細又密的幹涉條紋，因此需要高辨別率的感光材料。一般照相用的感光底片由于銀化物的顆粒較粗，每毫米只能記錄50～100個條紋，天津感光膠片廠生産的I型全息幹板，其辨別率可達每毫米3000條，能滿足全息照相的要求。
(5) 全息照片的沖洗過程
沖洗過程也是很關鍵的。我們在線比照配方要求配藥，配出顯影液、停影液、定影液和漂白液。上述幾種藥方都要求用蒸餾水配制，但實驗證明，用純淨的自來水配制，也獲得成功。沖洗過程要在暗室進行，藥液千萬不能見光，保全在室溫20℃在右進行沖洗，配制一次藥液保管得當可使用一個月左右。
全息照相的應用
綜上所述，全息照相是一種不用一般光學成象系統(tǒng)的錄象方法，是六十年代發(fā)展起來的一種立體攝影和波陣面再現(xiàn)的新技術。由于全息照相能夠把物體外表發(fā)出的全部信息(即光波的振幅和相位)記載下來，并能完全再現(xiàn)被攝物體光波的全部信息，因此，全息技術在生產實踐和科學研究土地中有著廣泛的應用〔2，3〕。例如：全息電影和全息電視，全息儲存、全息顯示及全息防偽商標等。
除光學全息外，還發(fā)展了紅外、微波和超聲全息技術，這些全息技術在軍事偵察和監(jiān)視上有重要意義。我們知道，一般的雷達只能探測到目標方位、距離等，而全息照相則能給出目標的立體形象，這關于即時識別飛機、艦艇等有很佳構用。因此，備受人們的重視。但是由于可見光在大氣或水中傳播時衰減很快，在不良的氣候下甚至于無法進行工作。為克服那個困難發(fā)展出紅外、微波及超聲全息技術，即用相干的紅外光、微波及超聲波拍攝全息照片，接著用可見光再現(xiàn)物象，這種全息技術與一般全息技術的原理雷同。技術的關鍵是尋找靈敏記載的介質及合適的再現(xiàn)方法。
超聲全息照相能再現(xiàn)潛伏于水下物體的三維圖樣，因此可用來進行水下偵察和監(jiān)視。如圖(3)。由于對可見光不晶瑩的物體，往往對超聲波晶瑩，因此超聲全息可用于水下的軍事行動，也可用于醫(yī)療透視以及工業(yè)無損檢測測等。
