雷达是从蝙蝠身上学来的？天知道小学课本骗了你多少次

4 {, g [8 g; U& u* S0 G* S

' U3 [# G% K+ T6 E( u9 J0 R0 X

7 q" Y8 ~; X) G* E9 ]

故事就是故事

即使写进课本里，它也还是个故事

! L. r; m1 }5 l) ~5 R+ q0 ?+ H+ ]

3 `3 _& x+ j- Z+ P* ]: y

咱们小时候在课本里读到过许多有趣的科学小故事，譬如牛顿被苹果砸到脑袋发现了万有引力、阿基米德泡个澡想到了浮力定律、伽利略从塔顶扔下两个大铁球，证明了不同重量的物体会同时落地。

( N1 }8 g/ Z4 d3 R f; e$ u* p" F

! d* s8 H9 R: `1 u; u# n' ?2 n) G

长大后我们才知道童话里都是骗人的，这些故事就像妈妈说吞了西瓜籽头上会长出大西瓜一样，属于那种听上去蛮有道理，实际上毫无道理的民间传言。它们最大的特点就是，虽然没有什么社会危害性，却很容易让小屁孩儿们误以为真，俗称“伤害性不高，侮辱性极强”。

) J. v8 f, g7 O0 j1 _+ u! E( @" b# v0 s4 A

k. x. s0 n, [; m

$ \8 C" B; X2 y

所以，为了避免你的智商被一直摁在地上摩擦，咱们今儿个就来谈谈吞了西瓜子头上会不会……

6 V$ c: b, Y, f) A* b

- }- z2 Q/ V( P3 n& C# |( ]

8 v$ }$ Q: m5 ]0 V

7 v) m# r% a7 H4 ]5 a

所以，为了避免大家的智商被一直摁在地上摩擦，咱们今儿个就再来“撩”一个课本中的小故事。

h& l9 F, ]5 F' @3 H

在沪教版小学语文三年级下册里有一篇文章，名叫《蝙蝠与雷达》，说的是蝙蝠哪怕被蒙上了眼睛，也能安全无误地飞行和捕食昆虫，可一旦被堵上耳朵或塞住嘴巴，它们就完犊子了。

' ~* R8 ]; T. z/ |

! [: ]. {5 _/ I

科学家们经过研究后，发现蝙蝠是靠回声定位的方式来观察环境的，于是便模仿它们的导航方式，给飞机安装了雷达。

, `- C# K* V# J- @' ?) ]# A

4 j$ w J1 q9 v. v

言下之意就是雷达是仿生技术，灵感则来源于蝙蝠。

5 A# ^7 N3 P0 f7 B

0 }1 ?9 u1 v- P& R8 I; J

+ n% x; i! c7 d2 F, z1 h! d7 ^4 f: p

这听上去似乎没啥毛病，虽然雷达是基于电磁波工作的，而蝙蝠用的是超声波，但两者的工作方式却非常相似，都是主动向外发射某种穿透力很强的波，再通过物体反射的回波来持续测量它的空间位置和体积。

$ \+ \) l+ \+ z6 y

9 B1 ~# i1 Z0 O( c6 k1 w9 I

( _6 v2 a, S% F5 S3 a- c" S

从这一共性来说，科学家从蝙蝠的导航方式中获得启发，再利用电磁波创造出雷达，在逻辑上倒也说得过去。

% O# ?# a& A% z# s- r; Z

9 B; D% y( S' F J* Q! d" F. w

! B1 c: S* i+ E$ {

所以雷达究竟是不是人类从蝙蝠身上“偷来”的技术呢？

. ^( s. i8 j# `& t9 W6 X3 v

要想搞清楚这个问题，我们需要对这两玩意的发明历程有一定的了解。

@" Z5 _8 P& F. c- R1 m

蝙蝠的“超能力”是谁发现的？

. T9 m, p, T9 o5 {

其实人类在很早的时候就已经发现并开始研究蝙蝠独特的导航能力了。早在1793年，意大利的一位名叫拉扎罗·斯帕兰扎尼（Lazzaro·Spallanzani）的生物学家，就用实验证明了蝙蝠是靠视力之外的“某种感觉”来观察环境的。

: ~) d4 Z% e1 B0 k: `& R0 D! W

; K1 k: n" Q9 t1 h& b. a2 ]2 Q* `2 x

不过这时如果你跑去问他，蝙蝠究竟是靠的啥感觉，他也答不上来，最多能说一句：反正不是靠眼睛。

+ I. [! d+ n% [: {9 |7 r6 F

7 P, X/ j9 }% z+ p* r _

( `4 [* m, C$ {0 @8 `

如此撒泼耍赖的回答当然是没有什么说服力的，所以斯帕兰扎尼也一举成为了当时学术界嘲笑的首选对象，对于他的研究结论，大多数学者都表示“但凡有几颗花生米，你也不至于醉成这样” 。

% A# o4 x; b& z# |2 r# Z

不过也不是所有人都认为他在说醉话，譬如瑞士的博物学家路易斯·朱林（Louis· Jurine）听闻了斯帕兰扎尼的惊世言论后，便在1798年设计了一组实验，亲自验证了一把，并延伸出了一个更深入的结论——蝙蝠的确不是靠眼睛，而是靠“听力”来导航的。于是，之前嘲笑斯帕兰扎尼的那些人才渐渐意识到，这事儿还真不是别人太疯癫，而是自己没看穿。

. l% u8 f* R- G) n) i

5 T. A: n4 h3 Q# D4 U, z6 x

E- O# ^& ]8 f8 K# Y1 q. z

可是到了这个层面后，再牛逼的生物学家也无法对蝙蝠进行更深入的研究了，因为当时人类还没有掌握探测超声波的技术，甚至根本就不知道超声波的存在，所以谁也不知道蝙蝠究竟是如何用耳朵来“看”世界的。

! _- m& `* B2 \6 k1 L- J! b5 q+ q. Y

在这种“心有余而技术不足”的情况下，这个不解之谜整整困惑了科学家100多年，直到1912年，美国发明家海勒姆·史蒂文斯·马克沁（Hiram Stevens Maxim），也就是那个发明了马克沁机枪的哥们儿，才提出了蝙蝠是靠人类听不见的声音来“听声辨位捉苍蝇”的猜测。

& ^( S3 X& ?3 c( V* j8 ^

3 {% a0 Z5 k% M$ c# y+ K" w

7 y' @! _9 T" z8 @* ^3 b5 d

而彻底破解蝙蝠导航之谜的人，是美国生物学家唐纳德·格里芬(Donald Redfield Griffin)和罗伯特·加兰博斯(Robert Carl Galambos)。

( u- G) g$ m8 O2 m* r* L: {

# \) ^8 m7 W9 L5 D

由于有了超声波探测技术的加持，这两人在1938年又把蝙蝠“请”进实验室，进行了一系列的实验，终于搞清楚了它们“听声辨位捉苍蝇”背后的科学原理，并在1944年创造出了Echolocation（回声定位）这个专用词语来表述这一现象。至此，人们才终于明白了蝙蝠原来是靠回声来探测物体的。

* [9 m5 O2 n) v4 i1 P

总的来说就是，生物学家们在1793年就发现了蝙蝠具有盲飞的“超能力”，但直到1938年才搞明白其中的科学原理。而在此之前，物理学界由于在电磁学方面取得了重大进展，突破雷达技术的速度，比生物学家攻破蝙蝠之谜要快得多。

3 `0 g' @5 B8 o8 E, o

Y8 K$ d: c! _( ?

雷达是何时发明的？

1886年，德国物理学家海因里希·赫兹在实验室里成功制造出了电磁波，并在论文中阐述了“电磁波会被金属表面反射”的现象。十八年后，同为德国物理学家的克里斯蒂安·侯斯美尔就基于赫兹的研究基础，于1904年开发出了第一部利用电磁波探测远处船只的装置，他将其命名为“Telemobiloscope（电动镜）”，并取得了该装置的专利。

" _! [9 P2 k1 [5 V. T" \

虽然跟现代的雷达相比，侯斯美尔的装置还是个近视眼，探测距离非常近，并且无法测量目标的距离，但这并不妨碍它已经算是一套完整的有源雷达了。

也就是说，事实是物理学家们先搞定了雷达（1904年），生物学家们才搞懂蝙蝠的（1938年），所以雷达怎么可能是仿生于蝙蝠的呢？

值得一提的是，说完雷达后，一定会有人想到另一个具有类似能力的探测设备——

6 X$ i% Y! B! q! o! G `

: X6 ^6 l. s1 V( \/ V

: M3 _% F$ _1 y4 l6 t8 y

声呐！

! t" B9 Y- T, H! J0 U

. u$ T6 z: |' w6 t6 d

声呐是真正通过“听回声”的方式来探测物体的，并且也是基于超声波来工作的，与蝙蝠有着更强的共性，假如人类真的从蝙蝠身上学来了一门技术，那当然应该是声呐，而非雷达。

1 D6 j* @; P6 c. k* w

# Z' ^ J/ q, Z7 _

所以如果你一直就知道声呐才是仿生于蝙蝠的，那么恭喜你，你又错了，声呐的发明同样跟蝙蝠无关。

9 h) Q+ U2 }4 e( V

1 ]9 z: ^0 @& a& n, Y1 k9 `

1912年4月15日的凌晨两点半，江湖上发生了一件惨绝人寰的大事儿——小李子刚到手的肉丝儿都还没搓热乎，就连人带船沉进了大西洋里……

& G- D& t, ?# E# T! s9 A0 |& c

) u' t1 y" `0 h- J( G/ x

- f \0 n! q) U2 p5 d

这对儿苦命的鸳鸯……哦不是，这场悲惨的海难，让人们深刻意识到了船员们在视线不佳的情况下，无法及时发现暗礁或冰山是多么悲催的事情，因此泰坦尼克号刚沉没了一个多月，英国的气象学家刘易斯·弗莱·理查森（Lewis Fry Richardson）就先后设计出了世界上最早的空气回声测距装置，和水下回声测距装置，这算得上是世界上最早的声呐的雏形了。

7 x7 b% t( \' l8 ]" I

此后，在1914-1918年这4年内，第一次世界大战的潜艇战争，又促使参战各国纷纷拿出了吃奶的劲儿来升级军舰上的回声探测系统，以满足日益剧增的反潜需求，使得声呐技术得到了突飞猛进的发展。

* z9 I3 h `* h2 }0 {) s/ x

而在这一切发生的时候，人类根本就不知道蝙蝠是靠回声定位的方式来导航的，海豚则更不用说了，人类直到1953年才首次发现它也能回声定位，这个时候连二战都已经打完了，靠它来研究声呐，黄花菜都凉了。

# F1 H' g2 x) g6 P- h

9 j. S+ H! }) e% m. z

' K3 ^6 d& F# g5 n! y

也就是说，无论声呐，还是雷达的问世，都与蝙蝠或别的动物毫无关系。动物们为这些技术做出的唯一贡献，就是科学家在埋头苦干的时候，要靠它们来充饥。

% M5 m( R' J) z* A, S) J

% K0 B: U$ u# \" c3 W

其实我们最容易犯的一个错误，就是当某项人类技术正好也出现在了一些动物身上时，就误以为那一定是从它们身上学到的仿生技术。

1 w5 n* t! P4 R: K' E" ]8 Y+ U$ `

然而有时候事实恰恰相反，是人类好不容易掌握了一项复杂的技术之后，才惊讶地发现动物竟然天生就拥有这项本领，并且运用得比人类还要炉火纯青。

; A1 V B; R1 O5 x0 \3 d$ `$ H

+ l' ?9 Q. B; l, v

1 G# ~& w4 b. w7 d' P

2 v. o; E3 \ z& }: d. t

举报/反馈

c9 h$ S- i9 u# C 0 [: ~, F- U4 P3 k