1930年代,穿透式電子顯微鏡和掃描式電子顯微鏡相繼問世,人類終於跨越光學限制,得以窺見更微小的世界。只是受限於繞射與球面像差,當時電子顯微鏡的放大倍率只比最佳的光學顯微鏡好上百倍,仍不足以分辨固體材料的晶格。各路人馬紛紛尋求改善之道,沒想到,竟因此催生出截然不同的照相原理——全像攝影(Holography)。
蓋博(Dennis Gabor)於1900年6月5日出生在布達佩斯一個猶太家庭。大學畢業後,他前往柏林工業大學進修;1927年以陰極射線示波器的研究取得博士學位。蓋博原本繼續留在德國工作,但納粹執政後,他為了避免受到迫害,便於1933年移居英國,很快地在英國湯姆森-休斯頓公司(BTH)找到工作。

1947年復活節那天,蓋博到網球場打球,他坐在椅子上等待時,突然靈光一閃:電子顯微鏡拍攝的照片不夠清楚,何不記錄下物體的全部訊息,事後再用光學方法加以校正?
就這樣,蓋博發明了全像攝影,讓光線一分為二,一道打到物體後反射到底片,另一道直接射向底片,因此底片記錄的是這兩者彼此干涉的結果。相較於一般攝影只是記錄光的強度(即明暗)與波長(即色彩),全像攝影還多了光的相位(波峰、波谷的位置),透過「波前重建」的技術,便可以還原出物體原來的樣貌。
更神奇的是,一般攝影只能拍下物體的單一角度,全像攝影卻能計算出各個角度,因此可以呈現出物體的三維影像。而且即使全像底片碎裂成許多小碎片,我們仍能任憑其中一小片,絲毫不差地還原出完整的樣貌。
不過全像攝影有賴於色彩純淨的光源,蓋博當時用水銀燈拍攝的效果不是很好,因此很久都沒有進展。直到1960年雷射發明後,全像攝影才終於取得突破,蓋博也於1971年獲頒諾貝爾物理學獎。

全像攝影後來逐步應用在不同領域,例如信用卡、身分證、護照的防偽;大量資料的儲存與讀取;材料的非破壞性檢測;還有如今AR/VR的影像顯示。全像攝影還被弦論物理學家用來作為「全像原理」(holographic principle)的類比:我們以為自己生活在三度空間,但會不會整個宇宙其實是二維的全像底片所投射出來的?
蓋博絕對想不到當初在網球場的一個念頭,竟會衍生出這麼多應用,還涉及宇宙本質如此深奧的問題吧?
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