科學論道15

十五、全息的世界
　　
　　說到全息，大家並不會陌生，防偽商標上就經常采用激光全息技術。全息照片最顯著的特點是能夠給我們帶來栩栩如生的三維立體的感覺。普通的照片，我們只能感知到平面的信息，但是在一張全息照片上，我們還能夠感知到“深度”的信息。如果我們采用不同的角度觀察一張全息圖片，不同的“深度”就會顯現出來。正是這種“深度”感，使我們產生了三維立體的感覺。這種立體感，當然是一種錯覺，但是，這種全息技術，為什麼會產生立體的效果呢？
　　
　　有關全息的原理在1947年就已由英國物理學家丹尼斯伽柏提出了，科學家本人也因此獲得了諾貝爾獎。在用激光進行全息影像拍攝時，用一束激光直接照射所攝影的物體，經物體反射或透射後，投影在感光板上。另一束激光則直接投影於感光板，兩束激光在感光板上形成干涉圖案。從全息照片上的干涉條紋上我們看不到物體的成像，必須使用一束激光來准確瞄准全息片，這樣，在全息底片上就能夠看到所攝影物體的立體圖像了。一個叫班頓的人後來又發現了更為簡便的使用白光還原影像的方法，從而使這項技術逐漸走向實用階段。美國《國家地理雜志》第一次使用白色光全息片貼在封面時，銷售量由一千萬份增加到再版後的一千六百萬份。這一技術後由美國傳到歐洲和其它國家，廣泛用於信用卡等防偽技術，激光全息攝影技術也隨之風靡全世界。
　　
　　全息原理圖
　　
　　全息圖像還有一個特點，這個特點可以稱為“部分包含整體”。也就是說，在全息底片中的任何一點，都包含了整幅圖片所有的信息。如果我們不小心把一張全息底片摔碎了，沒有關系，在每一個小碎片上，仍然會完整的再現原來的那幅圖片，關於圖片的信息，一點也沒有損壞。全息影像的這種奇妙特性，似乎在暗示我們，這個世界也許並不是機械的、物理性的世界，這個世界有可能以一種特別的規則來運行。
　　
　　其實在現實世界中，我們經常可以體會到這種“部分包含整體”的全息特性。一塊磁鐵，無論我們怎麼細分，任何一個磁鐵的部分都會有南北極的區分。在微觀領域的電子繞核運動，與行星的公轉何其相似。生物體的每一個細胞，實際上都帶有整個生物體的全部信息，體細胞的克隆技術，正是基於這個原理才能夠實現。中國人很早就發現了人體與宇宙的這種全息性，在中醫針灸技術中，有一種耳針療法，這種療法的基本原理就是在耳朵的相應位置中，一一對應了身體的各個部分，因此對耳朵相應點的針刺，能夠治愈身體相應的疾病。這種耳針療法經過千年的實踐檢驗，被認為是安全而有效的，是中醫技術中的一個寶貴遺產，也是我們這個宇宙全息性的一種體現。不僅是耳的穴位有全息的特征，手的掌骨、眼睛的虹膜等等都有全息的特征，而其中最重要的是腦部的全息特征。
　　
　　 耳朵人體全息圖
　　
　　 在腦部研究的領域中，史坦福大學的著名腦神經學家卡爾.普裡布拉姆（Karl Pribram）也完全相信現實世界的全息本質。普裡布拉姆是通過研究大腦的記憶機制，最終認為大腦是一種全息結構。
　　
　　近幾十年來，許多研究顯示，記憶的儲存不是單獨地限於特定的區域，而是分散於整個腦部。在上世紀二十年代的一連串歷史性的實驗中，腦部科學家卡爾.拉什力（Karl Lashley）發現，不管老鼠腦部的什麼部位被割除，都不會影響它的記憶，仍舊能表現手術前所學到的復雜技能。唯一的問題是當時沒有人能提出一套理論來解釋這種奇怪的“整體存在於每一部份”的記憶儲存本質。到了上世紀的六零年代，普裡布拉姆接觸到全息攝影的觀念，才發現了腦神經科學家一直在尋找的解釋。普裡布拉姆相信記憶不是記錄在腦神經細胞中，或一群細胞中，而是以神經脈衝的圖案橫跨整個腦部，就像激光干涉的圖案遍布整個全息攝影的底片上。換句話說，普裡布拉姆相信頭腦本身就是一個全像攝影機。
　　
　　普裡布拉姆的理論也解釋了人類頭腦如何能在那麼小的空間中儲藏那麼多的記憶。曾經有人估計人類頭腦在人的一生中能夠記憶約一百億比特的資料（大約是五套大英百科全書）。相似的，除了其它功能之外，全息攝影也具有驚人的資料儲存容量——只要改變兩道激光照射底片的角度，就可以在同一張底片上記錄許多不同的影像。有人示範過，在一公分立方的方塊底片上可以儲存一百億比特的資料。
　　
　　有大量的證據顯示，記憶機制采用的是全息式原理。事實上，普裡布拉姆的理論得到了越來越多腦神經學家的支持。阿根廷籍的意大利腦神經研究者祖卡拉裡（Hugo Zucarelli）最近把全息式模型應用到聽覺的世界中。他迷惑於人腦在即使只有一只耳朵有聽覺的情況下，也能夠不用轉頭就偵測出聲音的來源方向。祖卡拉裡發現全息式原理可以解釋這種能力。
　　
　　普裡布拉姆相信我們的腦部根據外在波動的輸入，以數學方式建立出“堅硬”的現實。這種想法也得到許多實驗上的支持。實驗發現，我們感官對於波動的敏感度要比我們先前所認為的遠為強烈。例如，研究者發現我們的視覺對聲波也很敏感，我們的嗅覺是與我們現在稱為oamic的波動有關，甚至我們體內的細胞也對很廣大範圍的波動敏感。事實上，人體的不同的感覺器官之間並不是完全隔絕的，在2008年8月20日新華網上的一則科技新聞中，介紹了美國、法國科研人員的一份研究報告，該報告指出，大腦負責視與聽的兩套系統之間存在著直接聯系。這個最新發現其實並不算新，早在兩千多年前的《列子仲民篇》中就說：“眼如耳，耳如鼻，鼻如口，無不同也，心凝形釋。” 意思是說，在心意的作用下，各種感覺是互通的。既然如此，我們有理由相信，所有的感知覺系統都只不過是對各種波動——宇宙波函數的一種解讀。通過這種解讀，使我們有了顏色、聲音、堅硬、柔軟等等“現實”的感覺。正如兩束激光的波動干涉會產生全息性一樣，宇宙波函數的各種波動互相干涉，於是在我們的意識中就被解讀成了現實世界。然而這種通過對波動解讀而形成的“現實世界”，本質上與三維全息影像沒有區別，都只是我們意識中的幻像而已。
　　
　　 物理學家波姆與腦神經學家普裡布拉姆的合成理論，被稱為全息式模型理論（holographic paradigm)。雖然一些科學家持懷疑態度，但這個理論風靡了世界。一群人數逐漸增加的研究者相信，這也許是科學到目前為止，關於現實最准確的模型。
　　
　　這個全息模型理論，有一個非常現代和專業化的稱謂，然而從佛家的角度來看，只不過是佛家理論的一個現代版本而已。《楞嚴經》中的“於一毫端，現十方寶剎”、“一即一切，一切即一”就是典型的宇宙全息理論。而在《大方廣佛華嚴經》中，“一一微塵中，各現無邊剎海；剎海之中，復有微塵；彼諸微塵內，復有剎海；如是重重，不可窮盡”這樣的描述，不正是現實世界是全息影像的生動描述嗎？我們每一個生命，有可能就像一個全息影像解讀器，或者說，是一個“整體”中的小小“碎片”。我們每一個“碎片”都完整的再現了所有的信息。然而，從究竟上說，所謂“碎片”，也只不過是一種分離的幻像，這也是佛家思想中最不可思議的地方。