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.”在戰(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(shè)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.
會飛的“活雷達”
蝙蝠善于在空中飛行,能作圓形轉(zhuǎn)彎、急剎車和快速變換飛行速度等多種“特技飛行”.白犬,隱藏在巖穴、
樹洞或屋檐的空隙里；黃昏和夜間,飛翔空中,捕食蚊、蠅、蛾等昆蟲.蝙蝠捕食大量的害蟲,對人有益,理應(yīng)得
到保護.
到了夏季,雌蝙蝠生出一只發(fā)育相當完全的幼體.初生的幼體長滿了絨毛,用爪牢固地掛在母體的胸部吸乳,
在母體飛行的時候也不會掉下來.
蝙蝠有用于飛翔的兩翼,翼的結(jié)構(gòu)和鳥翼不相同,是由聯(lián)系在前肢、后肢和尾之間的皮膜構(gòu)成的.前肢的第二、
三、四、五指特別長,適于支持皮膜；第一指很小,長在皮膜外,指端有鉤爪.后肢短小,足伸出皮膜外,有五趾,
趾端有鉤爪.休息時,常用足爪把身體倒掛在洞穴里或屋檐下.在樹上或地上爬行時,依靠第一指和足抓住粗糙物
體前進.蝙蝠的骨很輕,胸骨上也有與鳥的龍骨突相似的突起,上面長著牽動兩翼活動的肌肉.
蝙蝠的口很寬闊,口內(nèi)有細小而尖銳的牙齒,適于捕食飛蟲.它的視力很弱,但是聽覺和觸覺卻很靈敏.一些
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.