Техника - молодёжи 1988-11, страница 29

Сверхъязык электромагнитных волн? Вполне возможно...

Будущая физика, утверждал в свое время академик С. И. Вавилов, станет рассматривать в качестве первичного, наиболее простого явления «способность, родственную ощущениям, и на этой основе объяснит многие другие вещи». О том. как попытался представить на математическом языке цветовые ощущения'современник Вавилова П. П. Кондрацкий, говорилось в статье научного обозревателя журнала В. Орлова «Умчалась прошлого карета» (№ 10 за 1988 год). В этом номере эстафету в обсуждении проблемы принимает специалист в области метрологии, выступающий во всеоружии современной теории информации.

СМЕЛЫЕ ГИПОТЕЗЫ

Юрий НЕМЧИНОВ,

кандидат физико-математических наук

Образ в зеркале, зеркальное отображение — знакомое всем оптическое явление. Оно создает почти полную иллюзию реальности. Но если спросить, где именно, в каком месте пространства находится зеркальный образ предмета и что он собой представляет, то многие, и среди них даже физики, ответят неправильно. Потому что еще со школьной скамьи усвоено, что зеркала дают мнимое изображение, выстраиваемое чисто геометрическим путем по ту сторону отражающей поверхности, как показано на рисунке. Это так называемое «изображение» именуют еще условным и даже фиктивным. Но на самом-то деле световые лучи за зеркало не проникают и никаких изображений там не создают. Тем не менее и в недавно выпущенной книжке библиотечки «Квант» (выпуск 18) на странице 119 можно прочесть: «... эта фикция превращается в реальность, как только в оптическую схему включается глаз наблюдателя».

Вдумайтесь только: фикция превращается в реальность! Так трактует явление лучевая (геометрическая) оптика. Но еще Гёте считал, что изображения не приходят в глаз в виде лучей, а создаются в нем сложным, еще не во всем понятным нам способом. С ним солидарен другой немецкий поэт, Райнер-Мария Рильке, который написал такие строки:

Нет, вас никто, Зеркала,

не осмыслил,

В душу никто к вам еще не проник.

Правда, шаг к преодолению соз

давшейся парадоксальной ситуации сделала кванто-всшновая теория света. В этой теории идеально прямой луч, не имеющий пространственно-временной структуры, уступил место колебательному процессу с математическим образом — синусоидой. Однако и тут речь идет лишь о дальнейшем приближении к действительности. Основные источники света — атомы — никогда не испускают его непрерывными синусоидами. Напротив, их излучение носит прерывистый, дискретный характер, ибо все атомы генерируют свет только в виде отдельных квантов электромагнитного поля — фотонов.

Каждый фотон — уже сам по себе чрезвычайно сложный сгусток волн, в формировании которого участвует множество простых сину-соидных колебаний — гармоник. Поэтому нагретые тела испускают световые потоки в виде смеси так называемых волновых пакетов, или групп волн. В свою очередь, различные приемники света расщепляют эти потоки на отдельные группы волн, которые взаимодействуют с веществом, например, с той же зеркальной поверхностью. В результате от нее идут во всех направлениях точно такие же, но вторичные группы волн. Причем вторичные волны взаимодействуют и между собой, и с первичными волнами, создавая в пространстве перед зеркалом (а не позади него!) сложную интерференционную структуру, в которой и закодирован зеркальный образ, скажем, свечи. Так что зеркало, отражая световой поток от нее, как бы формирует ее световую копию прямо перед собой, и глаз наблюдателя воспринимает вполне реальное оптическое явление, а не мнимое

изображение где-то в зазеркалье!

По-видимому, обыкновенное плоское зеркало реализует весьма своеобразный способ голографирования — довольно полного отображения информации, когда предметная и опорная волны идут одновременно от одного и того же источника света. Ведь при достаточно хорошем отражении мы не в состоянии отличить реальный предмет от его зеркального двойника, на чем основаны многие оптические обманы и фокусы. Не исключено, что и механизм нашего зрения обладает способностью отображать оптическую информацию с использованием тех же принципов светового кодирования. Каким может быть этот код волновых пакетов, мы пока еще в точности не знаем. Так сказать, код в мешке...

Кое-что проясняют законы зеркальной симметрии. Почему угол падения равен углу отражения? Откуда атомы отражающей поверхности могут знать, что они обязаны испускать вторичные группы волн в точности под теми же углами, под которыми на них падают потоки первичных фотонов от свечи? Вероятно, с каждой группой волн надо связывать какие-то элементы пространственно-временной симметрии с определенной внутренней метрикой. Но тогда придется говорить о кодировании и передаче метрической информации в конкретной знаковой форме на уровне атомов при посредстве электромагнитных излучений.

Одно из определений знака в семиотике гласит, что он представляет собой дискретное состояние знаковой системы в данный момент времени. Это обнадеживающе сближает науку о свойствах знаковых систем

27