Pierwszym ,który do obrazu wszechświata formowanego przez fizykę wprowadził termin i pojęcie “hologramu” był fizyk ,współtwórca mechaniki kwantowej ,David Bohm [1917-1992].
David Bohm ( 1917-1992)
Pamiętamy, że teoretyczne podstawy holografii odkrył już w latach dwudziestych ubiegłego wieku dr Mieczysław Wolfke [1883-1947], profesor Politechniki Warszawskiej.
Fotografia klasyczna[zdjęcie] daje płaskie[2D] obrazy obiektów trójwymiarowych[3D],czyli dostarcza tylko część informacji potrzebnej do ustalenia wiedzy o obiekcie.
Najprostszy hologram, jest też dwuwymiarowy[2D], ale zawiera w sobie ukryty obraz trójwymiarowego obiektu[3D],dzięki wykorzystaniu zjawiska interferencji wiązek światła spójnego[laserowego].
Co więcej, również każda jego część [ dowolny fragment ] zawiera ukryty obraz 3D prawie całego obiektu.
Kiedy oświetlamy hologram światłem o specjalnej strukturze [ laserowym], to w ukazuje się nam w przestrzeni 3D obraz rzeczywistego obiektu.
Konstrukcja hologramu
D.Bohm zasugerował [zob.1,2] , że świat, jaki doświadczamy i badamy jest hologramem ,z rozwiniętym porządkiem [ the explicate order], któremu odpowiada ukryty porządek [the implicate order ] nad-świata , rzędu wyższego.
odczytanie hologramu
Przy czym miał świadomość tego , że musi być swoisty “Ekran” , oddzielający te dwa światy i zarazem dwa porządki , na którym “ktoś”, lub ”coś” dokonuje konstrukcji dostępnego nam hologramu ,nie wiadomo za pomocą czego: światła fizycznego? Światła mistycznego? Neutrin ?cząstek Majorany?
Możliwe , że prawdziwe zjawiska i procesy zachodzą na odległym od nas “Ekranie” [argumentował Bohm ], a to co widzimy i badamy jest ich projekcją do naszej 3D przestrzeni.
Jest to analogia do sytuacji w laboratorium: na stole leży hologram, kierujemy na niego wiązkę światła laserowego, a w przestrzeni pomieszczenia, oglądamy wiszące w powietrzu trójwymiarowe ,piękne kwiaty w wazonie.
D.Bohm był pierwszym fizykiem [ przed J.A.Wheelerem ], który zastanawiał się, jakie własności fizyczne musi mieć “Ekran” do tego, by z danych [ czyli z informacji ] uzyskanych z badania “hologramu świata”, uzyskać dane [ informacje ] o ukrytym porządku nad-świata.
Dla niego “Ekranem” ,na którym rozwijał się the implicate order była z jednej strony mechanika kwantowa ,a z drugiej – ogólna teoria względności i dlatego nie był entuzjastą ich unifikacji.
Historia obeszła się z nim dosyć bezceremonialnie.
Jego wersja mechaniki kwantowej ,z pojęciem pola potencjału kwantowego, zapożyczonym od polskiego fizyka Czesława Białobrzeskiego [1873-1953 ], profesora Uniwersytetu Warszawskiego, została zignorowana i zapomniana, a jego postulat nie łączenia QM z GR został przekreślony -właśnie przez połączenie - w postaci koncepcji kwantowej grawitacji.
Natomiast idea wszechświata, jako hologramu, została połączona z II zasadą termodynamiki i wzmocniona paradoksalnym twierdzeniem Johna A.Wheelera , które brzmiało:
Jeden byt = Jeden bit
Czyli –
realność fizyczna badana przez nas jest informacją !
John A.Wheeler (1911- 2008)
W pracy L.Susskinda [3] , poprzedzonej rozprawą G.’t Hoofta [4] przestrzeń jest rozumiana, jako zbiór “Ekranów , z których każdy zamyka dany układ fizyczny. Przez te “Ekrany” odbywa się przekazywanie informacji od układu, do różnych obserwatorów [ i odwrotnie- od obserwatorów do układu].
Jeśli przestrzeń jest nieciągła [a takie jest fundamentalne twierdzenie teorii kwantowej grawitacji ], to pole powierzchni “Ekranu” składa się ze skończonej liczby najmniejszych kwadracików o boku równym długości Plancka:
Długość Plancka – 10^(-35)m
Najmniejsze pole Plancka – 10^(-70) m^2
Oczywistym jest , że przez taki “atom” pola powierzchni może przejść [ być zarejestrowanym ] tylko1 bit informacji.
Wobec tego uzyskana [ lub dostarczona ] ilość informacji z określonego układu fizycznego otoczonego “Ekranem” o ustalonym polu, nie jest nieskończona, lecz skończona.
Ilość informacji jakie możemy uzyskać z badania układu fizycznego, jest proporcjonalna do pola “Ekranu” zamykającego /zawierającego ten układ.
Jest to treść słynnego “ograniczenia Bekensteina” [5]. Prawdziwość tego twierdzenia wynika logicznie z II zasady termodynamiki ,a dokładnie z jej wersji udowodnionej przez R.J.Clausiusa o wzroście entropii w układzie izolowanym [6].
Jacob Bekenstein (1947 - )
“Ograniczenie Bekensteina” stało się w następnych latach inspiracją do sformułowania -dyskutowanej ostro obecnie- zasady holograficznej powstającej fizyki informatycznej.
Jeżeli informacja o układzie jest po drugiej stronie “Ekranu”, to obserwator ma do czynienia tylko z informacją zapisaną na “Ekranie”.
Wobec tego
o układzie możemy się tylko tyle dowiedzieć , ile informacji może zmieścić struktura pikselowa “Ekranu”.
Jest to sformułowanie zasady holograficznej w fizyce informatycznej.
Świat jest tak skonstruowany, że wszystko co istnieje, jest przekazem informacji z przeszłości do przyszłości, a geometria przestrzeni, to zbiór kanałów do przekazu informacji.
Fizyka relacji między informacjami na “Ekranie” nie może rozwijać się w nieskończoność, proces powiększania wiedzy ma limes informacyjny. Istnieje bowiem – jak dowodzą kosmologowie- skończony, największy “Ekran” kosmologiczny wszechświata, tzw. horyzont kosmologiczny..
“Bekenstein bound “ jest doniosłym twierdzeniem fizyki informatycznej także dlatego, iż z niego wynikają równania pola Einsteina! Pokazał to Ted Jacobson w swej słynnej pracy z roku 1995 [7].
Literatura
[1] D.Bohm, Ukryty porządek,Pusty Obłok,Warszawa,1988
[2] R.Weber,Poszukiwanie jedności,Pusty Obłok,Warszawa,1990,str.25-55
[3] L.Susskind,. The World as a Hologram,. Journal of Mathematical Physics 36 (11): 6377–6396.1994,
[4] G.'t Hooft, Dimensional Reduction in Quantum Gravity . s. 10026. 1993,
arXiv :
gr-qc/9310026 .
[6]A.K.Wróblewski,J.A.Zakrzewski,Wstęp do fizyki,tom2,część2,PWN,Warszawa,1991,str.519-521
