第四十五章 奇妙的“回聲定位術”——蝙蝠與雷達

小問號 蝙蝠是自然界中唯一會飛的哺乳動物。它的模樣像鼠，但是同鼠不是一家。它善飛行，可又不是鳥。它是一種會飛的小獸。蝙蝠也有四肢，但是它的前後肢中間長著一層薄薄的翼膜，前肢的拇指上長有短爪，與薄膜是分開的，這種翼膜就是它飛行的翅膀，與鳥的翅膀有著本質區別。蝙蝠是胎生的，是吃母奶長大的，而鳥是卵生的。那麽，蝙蝠與雷達有什麽必然聯係呢？ 蝙蝠是一種晝伏夜出的動物，在古老的岩石洞裏，在古寺的斷牆殘壁間，都能發現它的行蹤。火熱的夏季，當夜幕悄悄合攏之際，成群結隊的蝙蝠就會從岩洞、林間，亂哄哄地飛出，忽上忽下，時左時右，一會兒急，一會兒緩……看上去，它們的飛行是那麽無序，可是，即使漆黑如墨，蝙蝠仍然敏捷自如地捕捉夜間飛行的昆蟲，絕不會碰得頭破血流……那麽，是蝙蝠的眼睛特別好嗎？不，它的視力已經完全退化，像個瞎子。經過實驗觀察，我們發現要是把蝙蝠的眼睛蒙上，它還是能夠在茂密的樹林裏穿越，不會碰傷一根毫毛；要是把它的耳朵蒙上，蝙蝠就會黔驢技窮到處亂撞，像一隻沒頭蒼蠅…… 原來，蝙蝠在飛行時，在喉嚨裏產生了每秒鍾振動2萬次以上的超聲波，通過口或鼻孔向外發射；超聲波遇到食物或障礙物，立即形成反射的回波，蝙蝠那對寬大的耳朵便能夠十分靈敏地接收這些回波信號。蝙蝠正是根據反射回來的信號來判定目標是食物還是障礙物的，以及物體的大小、距離等，從而確定是捕獲，還是躲避。 科學家把蝙蝠的這種探測目標的方法叫“回聲定位術”。1887年，德國科學家赫茲在證實電磁波的存在時，發現電磁波在傳播的過程中遇到金屬物會被反射回來，就如同蝙蝠的“回聲定位術”一樣。這實質上就是雷達的工作原理。遺憾的是，他沒有繼續深入地研究下去。後來，科學家經過不懈努力，受蝙蝠的“回聲定位術”的啟發，才發明了監測飛機的雷達。當然，雷達發射的不是聲波，而是無線電波。雷達的發明，在軍事上創造了許多戰爭奇跡，在抵禦飛機的進攻上發揮了巨大作用。 “小檔案” 1935年，英國著名的物理學家、國家物理研究所無線電研究室主任沃特森·瓦特在總結前人經驗的基礎上，發明了一種既能發射無線電波，又能接收反射波的裝置，它能在很遠的距離就探測到飛機的行動。這就是世界上第一台雷達。這台雷達能發出1.5厘米的微波，因為微波比中波、短波的方向性都要好，遇到障礙後反射回的能量大，所以探測空中飛行的飛機性能好。為了安全和方便，當時稱這種雷達為CH係統。經過幾次改進後，1938年，CH係統才正式安裝在泰晤士河口附近；這個200千米長的雷達網，在第二次世界大戰中給希特勒造成極大的威脅。隨後，英國海軍又將雷達安裝在軍艦上，這些雷達在海戰中也發揮了重要作用。現在，雷達不僅運用在軍事上，還可用來探測天氣，查找地下20米深處的古墓、空洞、蟻穴等。