圖/豆瓣電影

　　在人們的印象中，蝙蝠往往與黑暗、嗜血、恐怖相連。它晝伏夜出，與吸血鬼為伍，它生活在陰暗的山洞、森林或荒廢的古堡里。我想世界上不會(huì )有動(dòng)物比蝙蝠背負更多的“惡名”了。下面我們來(lái)科學(xué)地認識一下蝙蝠吧。

　　圖/Giphy

　　一、他發(fā)現蝙蝠會(huì )“武功”

　　作為哺乳動(dòng)物中唯一能夠真正飛翔的獸類(lèi)，蝙蝠除一般哺乳動(dòng)物的特點(diǎn)外，還有一系列適應飛行的形態(tài)特征：全身骨質(zhì)輕，控制飛行的肌肉發(fā)達，后肢退化，擁有大大的耳朵。

　　為什么大耳朵是適應飛行的體型特征呢？這是因為蝙蝠練就的一項獨門(mén)“武功”——回聲定位。蝙蝠飛行時(shí)，從口中發(fā)出超聲波，用耳朵接收聲波以便定位。

　　蝙蝠的這個(gè)“武功”最早由一位意大利生物學(xué)家斯帕拉捷（Lazzaro Spallanzani）發(fā)現。1793年夏天，習慣晚飯后外出散步的斯帕拉捷留意到，很多蝙蝠在夜空中靈活地飛來(lái)飛去，從來(lái)不會(huì )撞到樹(shù)上或墻壁上。

　　斯帕拉捷（圖/Encyclopedia Britannica）

　　（https://www.britannica.com/biography/Lazzaro-Spallanzani）

　　斯帕拉捷不禁好奇：蝙蝠憑什么特殊本領(lǐng)能在夜空中自由自在地飛行？

　　二、揭示蝙蝠“武功”的秘密

　　剛開(kāi)始，斯帕拉捷認為這些小精靈一定長(cháng)著(zhù)一雙特別敏銳的眼睛。假如它們的眼睛被遮擋，就不可能在黑夜中靈巧地躲過(guò)各種障礙物，并且敏捷地捕捉飛蛾。于是斯帕拉捷蒙住蝙蝠的眼睛，再放飛它們。事實(shí)完全出乎他的意料，蝙蝠仍然能夠靈活飛行。

　　斯帕拉捷納悶了，不用眼睛，蝙蝠怎么辨別前方的物體、捕捉飛蛾？這次，他把蝙蝠的鼻子堵住。結果，蝙蝠還是飛得輕松自如。

　　“難道他它薄膜似的翅膀，不僅能夠飛翔，還能在夜間洞察一切嗎？”斯帕拉捷這樣猜想。他又捉來(lái)幾只蝙蝠，用油漆涂滿(mǎn)它們的全身，然而還是沒(méi)有影響到它們飛行。

　　最后，斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵，把他們放到夜空中。蝙蝠沒(méi)了先前的神氣，像無(wú)頭蒼蠅一樣在空中東碰西撞，很快就跌落在地。

　　啊！在夜間飛行的蝙蝠原來(lái)是靠聽(tīng)覺(jué)來(lái)辨別方向、確認目標的！正是斯帕拉捷的好奇與執著(zhù)，揭示了蝙蝠飛行的秘密。

　　后來(lái)人們繼續研究，終于弄清了其中的原理。蝙蝠靠喉嚨發(fā)出人耳聽(tīng)不到的“聲音”，這種聲音沿著(zhù)直線(xiàn)傳播，一碰到物體就像光照到鏡子上那樣反射回來(lái)。蝙蝠用耳朵接收到這種反射回來(lái)的“聲音”，就能迅速做出路況判斷，從而靈巧地自由飛翔、捕捉食物。

　　實(shí)驗證明，多數蝙蝠的發(fā)聲部位是喉嚨，但也不盡相同，某些大型的食果蝠如棕果蝠是利用舌頭來(lái)發(fā)聲的。

　　那么，蝙蝠發(fā)出的這種聽(tīng)不見(jiàn)的“聲音”又是什么呢？沒(méi)錯，正是你們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)的超聲。根據聲音的不同頻率，從低到高可將聲音分為次聲、可聽(tīng)聲和超聲。人類(lèi)能夠聽(tīng)到的聲音頻率范圍是20赫茲至2萬(wàn)赫茲。頻率低于20赫茲的聲音，人類(lèi)聽(tīng)不見(jiàn)，叫“次聲波”，但有些動(dòng)物可以聽(tīng)到，例如大象。

　　頻率高于2萬(wàn)赫茲的聲音，人類(lèi)也聽(tīng)不到，這種聲音叫“超聲波”。蝙蝠用來(lái)定位導航的聲音就是“超聲波”，這也是蝙蝠夜晚飛行時(shí)如此安靜的原因。

　　人們發(fā)現“超聲”后，對它加以利用，給生活帶來(lái)了很多便利。其實(shí)大家對超聲波并不陌生，現如今我們身邊就有很多超聲波的應用。

　　例如，醫院里常用的B超系統，就是用超聲波檢查人體的健康情況或胎兒發(fā)育情況等。現代社會(huì )，很多人的第一張照片就是在媽媽肚子里用B超拍攝的。

　　此外，超聲波清洗技術(shù)也比較常見(jiàn)。用超聲波可以清洗眼鏡等多種生活用品，有些電動(dòng)牙刷也是利用超聲波技術(shù)來(lái)提高清除污垢的效力。

　　“倒車(chē)雷達“能給駕駛員提供更多的安全提示，已經(jīng)成為大部分汽車(chē)的標配部件，它也是借助超聲波來(lái)檢測障礙物并計算距離的。

　　北方家庭常用的加濕器也是利用超聲波將水打碎成小水滴，從而達到霧化效果。

　　我們在蝙蝠這位“無(wú)聲的功臣”身上受到太多的啟發(fā)，進(jìn)而使超聲被廣泛應用于工業(yè)、醫療等眾多領(lǐng)域，極大地便利了人們的生產(chǎn)生活。我們是不是該感謝蝙蝠呢？

　　三、為蝙蝠“辟謠”

　　互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代里，每天媒體上都上演著(zhù)“謠言”與“辟謠”的戲碼。在此我也為蝙蝠“辟謠”兩條。

　　第一條，由于原理近似，很多人認為“雷達是根據蝙蝠發(fā)明的”，是仿生學(xué)的“典范”。真的是這樣嗎？

　　我們先來(lái)看看雷達的工作原理。雷達通過(guò)天線(xiàn)向空中某一方向發(fā)射電磁波。這些電磁波遇到目標就會(huì )被反射回來(lái)；雷達天線(xiàn)再接收反射波，通過(guò)對這些數據的處理，計算出目標的距離、速度、高度、方位等信息。

　　首先，雖然原理上看似相同，但事實(shí)上蝙蝠發(fā)出的超聲波屬于機械波，而雷達產(chǎn)生的是電磁波，兩者有本質(zhì)的不同。

　　其次，早在1886年，德國物理學(xué)家海因里希·魯道夫·赫茲（Heinrich Rudolf Hertz）證實(shí)了電磁波的存在，從而奠定了雷達發(fā)明的理論基礎。20世紀30年代末期雷達最終成為應用于軍事領(lǐng)域的設備。而發(fā)現蝙蝠具有超聲波和回聲定位特性的美國動(dòng)物學(xué)家唐納德·雷德菲爾德·格里芬(Donald Redfield Griffin)，在1938年嘗試研究蝙蝠的時(shí)候還只是一名哈佛大學(xué)的學(xué)生，1944年才確定了動(dòng)物的回聲定位(Animal Echolocation) 能力。

　　所以，雷達的發(fā)明與蝙蝠回聲定位無(wú)關(guān)。

　　第二條，蝙蝠具有回聲定位的能力，很多人就認為蝙蝠都是“瞎子”。這是真的嗎？

　　蝙蝠屬于翼手目，種類(lèi)眾多，從體型上主要分為大蝙蝠亞目和小蝙蝠亞目，兩者利用不同的感覺(jué)模式感知周?chē)h(huán)境。

　　大蝙蝠亞目的代表之一就是體型碩大的狐蝠（Pteropus dasymallus）。這種蝙蝠缺乏喉部回聲定位能力，依賴(lài)嗅覺(jué)或視覺(jué)尋找食物，它有一個(gè)高度發(fā)達的視覺(jué)系統。

　　小蝙蝠亞目的視力雖不及大蝙蝠，但在有光的環(huán)境中也對飛行起到了輔助作用。雖然它們具有視力，但回聲定位能力依然是其感知周?chē)h(huán)境的主要手段。

　　所以，蝙蝠并不是“瞎子”，而且也并非所有的蝙蝠都視力都不好。

　　說(shuō)了這么多，大家是不是覺(jué)得蝙蝠本事很大呢？當我們面對蝙蝠這位身懷絕技的“自然精靈”時(shí)，不應只有恐慌、厭惡甚至是憎恨，而應科學(xué)、客觀(guān)地對待它。對于它帶給我們的啟發(fā)，我們要科學(xué)地去研究和利用。

　　蝙蝠高超的飛行技巧和精巧的回聲定位技術(shù)，都是人類(lèi)目前技術(shù)水平所望塵莫及的。針對蝙蝠的仿生學(xué)、機械學(xué)、醫學(xué)等多方面的研究會(huì )日益深入。人類(lèi)在大自然面前要時(shí)刻保持敬畏之心，并與自然環(huán)境和諧相處。

　　注：文中無(wú)標注的圖片均來(lái)源于Pixabay。