蝙蝠与“探路仪”和“超声眼镜”

船只、舰艇上装置的现代声纳（声雷达），可以搜索隐蔽在水中的目标，如潜艇、水雷、鱼群、冰山、暗礁以及浅滩，也可侦察到在水面上航行的舰船。在一定距离之内，两艘装有声纳的舰艇还可相互通信。声纳探测目标的作用距离为几公里，用来通信则可以达到更远的距离。声纳是人们经过长期苦心研究，在第一次世界大战期间发明的。可是，在自然界，有些动物也生有类似的声雷达，而且结构较人造的更简单、性能更好。其中，研究最多的是蝙蝠的声雷达系统。蝙蝠是昼伏夜出的动物。
     不论是在茫茫暮色之中，还是在伸手不见五指、漆黑一团的岩洞和古庙里，它都能穿梭般飞来飞去，从不会相碰或撞到什么东西上。而且捕食时有惊人的灵活性和准确性，一分钟内竟能捕到十几只蚊子，简直可以做到“无一漏网”。这是因为蝙蝠有一双特别敏锐的夜视眼吗？不是。即使将它的双眼完全封住或弄瞎，蝙蝠仍能自由自在地飞翔。经过长时间的研究，人们终于弄清楚，蝙蝠的视力是很差的，它之所以有接近于“明察秋毫”的本领，正是靠了它生有一套天然声纳系统。蝙蝠的喉咙可以发出很强的超声波，通过嘴和鼻孔向外发射出去，共同构成蝙蝠声纳的“发射机”。它的接收机就是耳朵。
     根据耳朵接收到的反射回声，蝙蝠能够判明物体的距离和大小，是食物还是敌人或者是障碍物。人们把这种根据回声来探测物体的方式，称为“回声定位”。蝙蝠的耳朵很大，内耳也特别发达，能够接收频率很高、但密度很低的超声波回声。令人吃惊的是，蝙蝠竟能在一秒钟内发出250组超声脉冲，同时也能准确地接收和分辨同一数目的回声。蝙蝠声纳的分辨本领很高，它能分辨用0.1毫米粗的线织成的网，并能根据网洞大小而收缩两翼敏捷飞过。它能把从昆虫身上反射的超声信号与地表、树木等反射的信号区分开。蝙蝠的声纳可以同时探测几个目标，抗干扰能力也特别强。
     即使人为地去干扰它，哪怕干扰噪声比它发出的超声波强一、二百倍，蝙蝠声纳仍能有效地工作。成千上万只蝙蝠同住一个岩洞，它们都使用声纳，但却互不干扰。人造声纳却很难排除声波折射和水下反响现象的干扰，甚至当信（号）噪（声）比仅为1∶1时，就已经不起作用了。蝙蝠声纳还具有结构紧凑、体积小巧的特点。它最多不过几克重，体积几分之一立方厘米。而现代声纳和无线电波定位器却有几百、甚至几千公斤重，体积也往往大至几百立方分米。人们模仿蝙蝠的定位系统，制成了盲人用的“探路仪”和“超声眼镜”。这两种仪器可以发射超声波、接收回声信号并将其转变为人耳能听到的声音。经过一定训练，盲人凭“听”声音就能知道路面情况，避开障碍物了。