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  danny周強 2016-04-13 00:00:00

  蝙蝠一邊飛，一邊從嘴里發(fā)出一種聲音。這種聲音叫做超聲波，人的耳朵是聽不見的，蝙蝠的耳朵卻能聽見。超聲波像波浪一樣向前推進，遇到障礙物就反射回來，傳到蝙蝠的耳朵里，蝙蝠就立刻改變飛行的方向。 科學家摹仿蝙蝠探路的辦法，給飛機裝上了雷達。雷達通過天線發(fā)出無線電波，無線電波遇到障礙物就反射回來，顯示在熒光屏上。駕駛員從雷達的熒光屏上，能夠看清楚前方有沒有障礙物，所以飛機在夜里飛行也十分安全 雷達是一種神奇的電學器具，它由電磁波往返時間，測得阻波物的距離。假如你問雷達是誰發(fā)明的？在芬克的雷達機械中說，“雷達的發(fā)明，不能專歸于某一位科學家，乃是許多無線電學工程師努力研究，加以調(diào)準而成?！痹趹?zhàn)時，美國麻省理工學院由五百位科學家和工程師致力于雷達的研究。希奇得很，在自然界中，你找得到神為某種動物所豫備的雷達。在一九四七年一月號的英國奮勉雜志上，科學家B. Vesey-Fitzgerald 發(fā)表了一篇很有趣的文本，給我們解釋蝙蝠在黑暗中如何指導自己飛行，不論如何黑暗，如何狹窄的地方，絕不碰壁，這是什么原因？它怎樣知道前面有無障礙呢？關(guān)于這事有兩位美國生物學家格利芬和迦朗包在一九四○年已經(jīng)證明，蝙蝠能夠避免碰撞，是藉一種天然雷達，不過是聲波代替電磁波，在原理方面完全相仿。從蝙蝠口中發(fā)出一種頻率極高的聲波，超過人類聽覺范圍以外，二位科學家藉著一種特制的電力設備，在蝙蝠飛行時，將它所發(fā)的高頻率聲波記錄出來。這種聲波碰到墻上，必然折回，它的耳膜就能分辨障礙物的距離遠近，而向適宜方向飛去。蝙蝠傳輸聲波也像雷達一樣，都是相距極短的時間而且極有規(guī)則，并且每只蝙蝠，有其固有的頻率，這樣蝙蝠可分清自己的聲音，不至發(fā)生擾亂。因這緣故，蝙蝠飛行之時，常是張口，假如你將它口緊閉，它便失去指揮作用，假如堵上它的耳朵，便要撞到墻上，無法飛行。這個有趣的實驗，道破了它的秘密。 實驗證明，蝙蝠主要靠聽覺來發(fā)現(xiàn)昆蟲。蝙蝠在飛行的時候，喉內(nèi)能夠產(chǎn)生超聲波，超聲波通過口腔發(fā)射出來。當超聲波遇到昆蟲或障礙物而反射回來時，蝙蝠能夠用耳朵接受，并能判斷探測目標是昆蟲還是障礙物，以及距離它有多遠。人們通常把蝙蝠的這種探測目標的方式，叫做“回聲定位”。蝙蝠在尋食、定向和飛行時發(fā)出的信號是由 類似語言音素的超聲波音素組成。蝙蝠必須在收到回聲并分析出這種回聲的振幅、頻率、信號間隔等的聲音特征后， 才能決定下一步采取什么行動。 靠回聲測距和定位的蝙蝠只發(fā)出一個簡單的聲音信號，這種信號通常是由一個或二個音素按一定規(guī)律反復地出 現(xiàn)而組成。當蝙蝠在飛行時，發(fā)出的信號被物體彈回，形成了根據(jù)物體性質(zhì)不同而有不同聲音特征的回聲。然后蝙蝠在分析回聲的頻率、音調(diào)和聲音間隔等聲音特征后，決定物體的性質(zhì)和位置。 蝙蝠大腦的不同部分能截獲回聲信號的不同成分。蝙蝠大腦中某些神經(jīng)元對回聲頻率敏感，而另一些則對二個連續(xù)聲音之間的時間間隔敏感。大腦各部分的共同協(xié)作使蝙蝠作出對反射物體性狀的判斷。蝙蝠用回聲定位來捕捉 昆蟲的靈活性和準確性，是非常驚人的。有人統(tǒng)計，蝙蝠在幾秒鐘內(nèi)就能捕捉到一只昆蟲，一分鐘可以捕捉十幾只昆蟲。同時，蝙蝠還有驚人的抗干擾能力，能從雜亂無章的充滿噪聲的回聲中檢測出某一特殊的聲音，然后很快地分析和辨別這種聲音，以區(qū)別反射音波的物體是昆蟲還是石塊，或者更精確地決定是可食昆蟲，還是不可食昆蟲。 當2萬只蝙蝠生活在同一個洞穴里時，也不會因為空間的超聲波太多而互相干擾。蝙蝠回聲定位的精確性和抗干擾能力，對于人們研究提高雷達的靈敏度和抗干擾能力，有重要的參考價值。

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