О свойствах мозга человека видеть голограммы
М.С. Черноокий, А.А. Китаев (г. Санкт-Петербург)
Современная физика утверждает, что свет может излучаться лишь определенными дискретными порциями в виде нейтральных частиц, называемых световыми квантами или фотонами [1-4]. Поэтому с позиции квантовой теории свет – это поток фотонов. Но фотон как частица обладает одновременно и свойствами электромагнитной волны, описываемой волновой теорией света. Если рассматривать фотон как волну, то его можно представить в виде импульса монохромного гармонического электромагнитного колебания, имеющего определенную частоту f, амплитуду и длительность (рис.1). Энергия фотона W и частота колебания f связаны соотношением: W = h f, где h – постоянная Планка [1-4].
Один фотон обладает очень малой мощностью и длительностью, поэтому может быть обнаружен лишь с помощью высокочувствительной телевизионной системы. Когда мы говорим о потоке света, то речь идет о потоке большого числа фотонов, одновременно попадающих в поле зрения. Если все фотоны в потоке имеют одинаковую частоту, то такой свет принято называть монохромным. Если разность фаз всей совокупности световых волн в монохромном потоке постоянна во времени или изменяется по известному закону, то такой поток называется когерентным. Фазовый фронт волны (линия равных фаз) в когерентном пучке света неизменен (рис.1). Когерентный свет излучают лазеры. Их излучение всегда монохромно, т.е. имеет стабильный цвет [2-3].
Частота излучения оптического диапазона однозначно определяет его цвет, поэтому любой монохромный поток всегда имеет один цвет. Для передачи же цветовой гаммы требуется поток фотонов с различными длинами волн. Одновременное воздействие потока фотонов всех цветов воспринимается как белый свет, а «вырезание» любой из спектральных составляющих этого потока придает ему цветовую окраску. Солнечный свет не является ни монохромным, ни когерентным. В его спектре представлены составляющие всех частот видимого диапазона, поэтому в сумме они дают абсолютно белый свет. Максимум мощности излучения в спектре солнечного света соответствует зеленому цвету с длиной волны λ = 0.55 мкм (рис.2) [2]. Преобладающий в живой природе зеленый цвет свидетельствует о том, что природа максимально приспособилась к солнечному излучению.
Особенностью когерентного света является то, что он способен интерферировать и поэтому широко применяется в голографии. Голографией называется метод записи и последующего восстановления фазовой структуры отражаемых объектом световых волн, основанный на явлениях интерференции и дифракции когерентных световых пучков [1-4]. Принцип формирования голограмм можно пояснить на примере рис.1. Направим излучаемый лазером когерентный пучок света на полупрозрачное зеркало, которое пропускает часть этого потока и освещает им какой-то объект, а другую часть этого потока оно отражает на фотопластинку или фотокатод телевизионной системы. Так как полупрозрачное зеркало абсолютно гладкое и ровное, то фазовый фронт волны проходящего через него и отраженного от него пучков света не искажается. Фазы же соседних световых лучей, отраженных от разных точек поверхности объекта, будут отличаться вследствие различного их удаления от источника света. Поэтому фазовый фронт отраженной от поверхности объекта волны искривляется (рис.1). Но это означает, что в конфигурации фазового фронта отраженного сигнала содержится информация о форме самого объекта. Остается только научиться извлекать ее, сохранять и обрабатывать. В электронных голографических приборах эта задача уже сегодня решается в реальном масштабе времени с помощью мощных специализированных процессоров, выполняющих математическую операцию "Быстрого преобразования Фурье". Но можно получить голограмму и более простым оптическим способом. Если направить на фотопластинку опорный и отраженный от объекта сигналы, как это показано на рис.1, то в результате интерференции двух когерентных потоков на фотопластинке формируется изображение множества точек и черточек, которое называется голограммой. Оно может быть записано на фотопластинке или введено в компьютер с катода телевизионной системы.
Совершенно очевидно, что изображение объекта на голограмме воспринимается как бы зашифрованным, и по нему невозможно понять, что там изображено. Для того, чтобы получить привычное глазу полноценное изображение объекта, необходимо направить на голограмму пучок когерентного света так, как это показано на рис.3. Тогда на расположенном за пластинкой экране мы получим изначальное изображение объекта.
Свойство голограмм таково, что изображение объекта, причем объемное, может быть получено даже по небольшой части голограммы. Но чем полнее голограмма, тем более четким и сфокусированным получается изображение объекта. Одна голограмма может содержать информацию о нескольких объектах. При использовании лазеров с различной длиной волны на одной фотопластинке может быть записано ("наложены" одна на другую) несколько различных голограмм разных объектов, но они совершенно не мешают друг другу и позволяют получать выборочные изображения любого из записанных объектов.
Из вышеизложенного следует, что любой поток света по своей природе является дискретным, но в повседневной жизни мы воспринимаем его как непрерывный. Почему? Оказывается, видеть свет непрерывным нам позволяет интегрирующая способность глаза человека. Время накопления фотонов глазом составляет 0.1 - 0.2 секунды. Это означает, что дискретный импульсный поток света, в котором длительность пауз между импульсами или вспышками менее 0.1 секунды, глаз воспринимает как непрерывный свет [1]. Примером является кинопленка или телевизор, где частота смены кадров составляет 25 кадров в секунду. Обычная лампа накаливания, повсеместно используемая нами в быту, вспыхивает 100 раз в секунду, а мы воспринимаем ее свет как непрерывный.
Известно [1-5], что глаз человека является уникальным оптическим прибором, который воспринимает внешний световой стимул, трансформирует его в нервный импульс, который по проводящим путям поступает в соответствующий центр коры головного мозга, где он трансформируется в зрительный образ. Другими словами, оптическое излучение глаз преобразует в сигналы, подобные электрическим импульсам, и по нервным окончаниям передает их в мозг. Мозг человека является голографическим компьютером, который обрабатывает полученные сигналы и строит по ним объемные цветные изображения (рис.4).
Свет поступает в глаз через отверстие переменного диаметра – зрачок, который находится в диафрагме, называемой радужной оболочкой глаза. Далее свет проходит через хрусталик, представляющий собой двуяковыпуклую линзу из хрящевидного вещества, кривизна поверхности которой может меняться под действием окружающих ее мышц. Сфокусированные хрусталиком лучи света попадают на сетчатку, которая представляет собой разветвление зрительного нерва. Сетчатка содержит набор светочувствительных элементов: палочки – диаметром около 2 мкм и колбочки – диаметром около 5 мкм. Площадь всей сетчатки составляет около 10 см2 и она содержит ~108 таких элементов. Место входа зрительного нерва представляет собой слепое пятно, в котором светочувствительные элементы отсутствуют. Над слепым пятном выше оптической оси глаза на 5О находится желтое пятно овальной формы, площадью около 1 мм2, которому соответствует поле ясного зрения около 5О . Средняя часть желтого пятна – центральная ямка содержит преимущественно только колбочки и является участком наиболее ясного видения (~1-2О). Она работает при средних и высоких уровнях освещенности и передает цветоощущение. Палочки занимают большую часть площади сетчатки, действуют вплоть до самых низких освещенностей и не обладают световой чувствительностью. По мере удаления от центра сетчатки палочки объединяются во все большие и большие группы, вплоть до нескольких тысяч элементов каждая.
Оптическая система глаза образует на сетчатке действительное перевернутое изображение объекта. Благодаря высокой разрешающей способности глаза, составляющей 1-2', на каждый элемент сетчатки глаза попадают фотоны, отраженные от небольшого участка объекта. Поэтому изображение объекта как бы переносится на сетчатку глаза. Падающие на сетчатку световые лучи преобразуются колбочками и палочками в серии импульсов, которые через нервные окончания, отходящие от каждой группы палочек и колбочек, поступают в мозг [5, 6]. Совокупность нервных окончаний, соединяющих оба глаза с мозгом, представляет собой как бы два пересекающихся жгута проводов, по которым передаются электрические сигналы (рис.4). Вид импульсного сигнала, поступающего по нервному окончанию в мозг человека, зависит от наблюдаемой глазом картины и может иметь различную форму. Примерный вид сигналов, идущих от сетчатки в мозг по шести (а их сотни тысяч!) параллельным каналам (нервным окончаниям), представлен на рис.5 [6].
Проанализировав диаграммы, изображенные на рис.5, мы можем заметить, что данная картина напоминает голограмму. Это становится еще более очевидным, если изображение диаграмм перенести на фотопластинку, на которой амплитуда каждого импульса будет определять яркость соответствующего участка фотопластинки. В этом случае мы получим изображение, идентичное изображению голограммы на рис.1. Следовательно, все зрительные образы, которые видит человек, формируются в его мозгу, который является голографическим компьютером. Разница состоит лишь в том, что светочувствительные элементы сетчатки вследствие относительно большого времени накопления (0.1 - 0.2 сек.) воспринимают мощность (яркость) светового потока и вовсе не воспринимают фазу световой волны. Поэтому мозг человека формирует голографическое изображение из яркостной (амплитудной) картины.
Проведенный нами анализ позволяет сделать вывод, что мозг человека является голографическим компьютером, который способен строить объемные, цветные зрительные образы по голограммам. В то же время давно известно, что человек способен получать информацию от внешнего мира не только с помощью пяти основных органов. Например, никто уже не отрицает, так называемое, шестое чувство, которое воспринимается человеком как интуиция. Вероятно, есть и другие, пока не известные нам каналы, по которым внешние сигналы могут поступать в мозг человека. Так, например, мысль человека обладает свойством когерентности. Но эта когерентность достигается лишь в ментальной тишине, когда нет "шумов" и "помех" от посторонних мыслей. В.П. Гоч в своих работах показал, что в ментальной тишине настройкой на тему или на вопрос человек как бы "высвечивает" нужную ему голограмму и получает прямое знание или голографический зрительный образ [7, 8]. Это свойство мозга человека – видеть голограммы напрямую, В.П. Гоч использовал при разработке своего авторского "Способа работы в Причине".
Литература
1. А.Роуз. Зрение человека и электронное зрение // Перевод с английского Гиппиуса А.А./ Под ред. проф. Вавилова В.С. – М.: Мир, 1977.
2. Федоров Б.Ф. Лазеры. Основы устройства и применение. – М: ДОСААФ СССР, 1988.
3. Василевский А.М., Кропоткин М.А., Тихонов В.В. Оптическая электроника. – Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1990.
4. Прикладная оптика / Под ред. проф. Заказнова Н.П. – М.: Машиностроение, 1988.
5. Атлас по анатомии / Серия "Атласы". – ОЛМА-ПРЕСС Экслибрис, 2003.
6. Шамшинова А.М., Волков В.В. Функциональные методы исследования в офтальмологии. – М.: Медицина, 1999.
7. Гоч В.П. Путь за Тантру / Философия высшего творчества. – Екатеринбург: СВ-96, 1997.
8. Гоч В.П., Белов С.В. Теория Причинности. – Севастополь, 2005.
