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现在让我们把窗户换成一张完美的照片，照片的像素很高，看上去和实景没什么差别。（在把事情弄得更复杂以前，我们先想象这只是一张静止的照片，没有运动的事物。）你站在那儿，看着处于静止状态的鸽子，此时的照片和你透过窗子看到的场景一模一样。现在，你为了看到时间表往旁边挪了一步。当然，你还是会在照片的正中间看见那只鸽子，因为照片是平面的，所以鸽子依然挡着你的视线，你也看不到时间表。
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所以，照片和现实世界里窗外的景色是不一样的。一系列光子打在玻璃上，组建出真实景象的所有信息。即使景色已经不在那里了，如果你可以捕捉到所有的光子，并使其重现，你也能重建一个真实的三维图像。从本质上说，这就是全息图。
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实现全息图的前提是找到能储存所有信息的方法。所有传统的图像都是在平面的每个点上捕捉亮度和色彩，但这些不足以告诉你组成图片的每个点上的不同光子的情况：这些光子从哪儿来？处于什么相位（光子的基本属性之一，它使光产生了波动性）？匈牙利裔英国科学家丹尼斯·加柏在“二战”后不久想出来的方法也许可以解决这些问题：在玻璃板上记录下光的所有信息，并使这些信息重现。如果有第二束光也打在玻璃上并和第一束光相互作用，那么记录下两束光之间的光干涉图案，也许就能实现全息图。
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这是个绝佳的想法。虽然加柏有了这个想法，但他却没能实现。全息图的实现需要相同颜色的连相光子，直到激光出现以前，这种光源都不存在。激光出现后的第4年，密歇根大学的埃米特·利思和尤里斯·乌帕特尼克斯创作了第一幅全息图，呈现出一个静物模型火车和一对毛绒鸽子。
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记得在1977年，我在伦敦皇家科学院参观了一个名叫“异光”的关于早期全息图的展览。参观者透过又小又模糊的窗户可以看到物体——通常是非常普通的物体，被闪烁的绿光照亮。但是从顶上的玻璃你可以看到里面其实什么都没有。绿色激光被关掉之后，参观者就更明确地知道自己看到的只是虚拟出来的视觉效果。虽然这个展览让人觉得新奇，但是没有人会把这些绿色的幻化物体当作真实世界里透过窗户看到的景象，更不会有人觉得这是可以自由进出的三维环境。
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1977年的全息图只展示了全息甲板的视觉层面效果。而实现全息甲板需要3个层面：全色彩（图片的分辨率高到看上去就像真的），运动的图像，一个完整的全息投影（你走进全息甲板之后，感受到图像就在你的周围，而不是透过玻璃看到的三维图像）。
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最原始的全息图都是单色的（一般是绿色的），这意味着需要用激光照明和光的干涉现象来产生复杂的图像。虽然产生颜色效果是可行的，但是直到近期我们才实现了全彩色的全息图。更重要的是，除非需要重现的物体可以通过激光照明被记录下来，否则产生出完美的干涉图案几乎不太可能。全息图一般有很强的颗粒感，即便是这样，有些公司还是可以制造出高清晰度的全息图，和真实的物体看上去没有区别。
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这些全息图是用分离的红色、绿色、蓝色的激光制造出来的，如果利用单独的红色、绿色、蓝色的二极管，特殊的LED（发光二极管）灯便可产生合适的光频率，在玻璃上重现多颜色图像。而且，产生的图像效果出乎意料地好，比如瓦尔特PP手枪的图像就像真品一样。但是，这个技术只适用于可以被强激光照射的无生命物体（激光照射的时间非常长）。这个技术也不能用来制造全景，即使可以在严格的限制条件下制造出全景，也无法在开放的真实世界中实现。
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让图像动起来要求技术上必须再进一步。为了确保视觉的连贯性，每个被捕捉的图像都需要以大约每秒30帧的速度重放。实现这个目标还有一段路要走，但能达到类似效果的方案已经有了。
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我们可以顺利解决颜色和细节的问题，因此我们会得到一个窗户，从窗户看出去是和现实世界没有区别的动态的全彩全息图。（这也意味着未来世界的三维电视机比现在市面上的那些要强很多。）但要把窗子拿掉，让某个空间变成全息图，还有相当长的路要走。现在确实找不到很好的机制能够实现全息投影，就像《星球大战》中的著名场景——莱娅公主大喊：“欧比旺·克诺比，救救我！”另外，如果有物体挡在中间，投影也会受到干扰。全息甲板意味着我们可以在图像中自由走动，无须考虑物体遮挡的问题。
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你也许看过已去世的饶舌歌手图派克·阿玛鲁·夏库尔又“出现”在音乐节上进行表演，看起来就像全息投影。但是，这个图像（事实上是计算机制作的，不是拍摄出来的）是按一定角度放置在玻璃上的，投影利用的是从19世纪起就在剧场中广受欢迎的“佩珀尔幻象”技术。我们看到的并不是空间中出现的三维图像，而是玻璃上的投影。光不能单纯地在空旷的空间中产生图像，所以上述技术和我们定义的全息图的本质并不相同，全息投影需要一套全新的生成和重现图像的方法。虽然向往新科技且不轻言放弃是件好事，但是这其中需要的技术真的很复杂。
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也许在《星际迷航：下一代》中最让人印象深刻的就是全息甲板了，但是其后续的电视剧和电影中缺少对这项技术的引申应用。电视剧和科幻电影里经常出现类似的谬误，也就是某项科技成果并没有被人类充分重视。你看过几集《星际迷航》之后就会发现，里面拥有神奇科技的先进人类却不太清楚安全带的重要性。气流引起颠簸的时候，他们会被抛到舰桥上去，必须自己找平衡，但是与全息甲板相关的谬误却不那么明显。
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全息甲板让你可以和景观互动，也可以和全息人物交流。你可以打开全息门，按动全息按钮让一些事情发生，你可以在不存在的全息屏幕上欣赏全息电影。你可以在全息甲板上做一切物理世界中的事，全息甲板是一个无限灵活、可以任意改变的环境。如果全息甲板真的存在，你会只把它当成娱乐设施，还是会用它做一些更有意义的事情，比如用在舰桥上？
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你可以在飞船的任意地方使用这项技术。它可以使密闭的居室不那么幽闭，让杂乱的大堂立即变成一个体育竞技场。虽然把全息甲板配置在所有地方确实有点儿昂贵，但是没人会觉得娱乐设施是唯一值得投入这么多钱的地方。配备了全息甲板的舰桥可以因不同的需求和工作人员而随时重新配置。气流引发颠簸的时候，椅子会紧紧抓住船员。舰桥可以是一个准备室、作战室或操控间。如果你拥有全息版本的舰桥，那么20世纪的战舰里的传统舰桥简直不堪入目。想象力将是你唯一的限制。
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全息甲板是实现有形、多变技术的方法之一，这个技术可以因地制宜。与此同时，科幻作品也幻想着其他技术。从20世纪80年代起，计算机越来越多地参与到我们的日常生活中来；在科幻作品中，智能机器可以像人类那样在屋里走来走去，这种幻想直到现在也不过时。现在和20世纪中期一样，当我们看到门被一个未来家庭的“必备设备”打开时，依然会非常惊讶。这个设备就是机器人。
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[1]1英尺≈0.30米。——编者注
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100亿个明天：科幻技术如何成真并塑造人类的未来 第5章 机器人和仿生人
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我从儿时第一次看《禁忌星球》开始就深深地爱上了这部电影，原因有很多。一部分原因是离奇的故事情节、隐形的恐怖怪兽，以及游客逃进广阔的地下城克雷尔时的特技效果——这基本上是所有科幻电影里高空下坠的拍摄原型。另一部分原因是由安妮·弗朗西斯饰演的阿泰拉，也就是莎士比亚的《暴风雨》里米兰达的对应角色，让我这个处于青春期的男孩心跳加快。（潇洒的指挥官亚当斯真的是莱斯利·尼尔森饰演的吗？）毋庸置疑，还有一个吸引我以及无数其他影迷的角色，那就是莎士比亚笔下不羁的精灵阿里尔的对应角色——机器人罗比。
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罗比是20世纪50年代的经典机器人形象，体形笨重，比一般的生物稍大。它的四肢关节虽然有些奇怪，但隐约能看出点儿人的形状，还有一个嗡嗡作响、不时低头抬头的大脑袋。第一眼看过去，罗比不是个招人喜欢的角色。它没有五官，也没有面部表情。然而它是整部剧的灵魂角色，幽默逗趣，戏份也相当重。它后来还在许多影视剧中客串出演［包括美国经典电视剧《神探可伦坡》（Columbo），以及改编于《海角乐园》（Swiss Family Robinson）的电视剧《迷失太空》（Lost in Space）］。
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从希腊神话中保卫克里特岛的欧罗巴的机械巨人塔罗斯开始，在科幻作品中，机器人就以不需要人类监控、能独立行动的人形金属设备的形式存在。但是，“机器人”这个词最早出现是在1920年公演的卡雷尔·恰佩克的科幻舞台剧《罗梭的万能工人》（R. U. R.）中。
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“仿生人”和“机器人”这两个概念多年来常被混淆。笼统地说，科幻作品早在20世纪50年代就对这两个词进行了区分，仿生人是人造的类人有机物，机器人则是机器设备。“仿生人”的首次使用要追溯到1728年钱伯斯编辑的《百科全书》，这可能要归功于中世纪的欧洲神学家大阿尔伯特；同时在另一本约翰·梅森·古德编辑的《百科全论》中，它又被称作肯佩伦的土耳其行棋傀儡。更让人摸不着头脑的是，在《罗梭的万能工人》里，“机器人”是有机物；但在《星际迷航：下一代》里非常逼真的生化人则通常被称作“仿生人”，虽然它的内部是由电子器械和金属设备构成的。
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在科幻作品中，特别是电影和电视剧里，智能设备一般都被叫作机器人，除了《2001太空漫游》中的Hal。在真实世界中，机器人的发展却是另外一种样子。早期的机器人可能的确和科幻作品中的描写类似，它们是自动机器，在中世纪的时候很常见，能像人或者动物那样行动，虽然当时的科技水平很低。我们很容易就认定直到精细金属齿轮装置出现的19世纪，才有可能产生这样的自动机器。但事实上，早在16世纪，类似的装备就出现了。
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比如达·芬奇，他以艺术造诣和设计军事仪器闻名于世，但他也花了大量的时间设计舞台布景。在16世纪，人们痴迷于能让戏剧更加有感染力的动态舞台布景。达·芬奇为《天堂之宴》（Feast of Paradise）设计了一个布景；演员在动态的、和人类大小成比例的太阳系模型中模拟星球的运动。在另外一部戏剧《奥菲斯》（Orpheus）中，达·芬奇设计了一系列可以一分为二的山脉，在被敌人追赶的时候，布鲁托和他的随从们可以在山脉的缝隙中穿行。
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