海豚自帶超聲波導航

說到超聲波，我們可能會想到艦船使用聲吶發(fā)現(xiàn)水雷和潛艇，或對海底的地形進行研究。

軍艦的聲吶

或者也會想到現(xiàn)代的醫(yī)生拿著一個小儀器掃過病人的身體后，顯示屏上便會顯示一些體內的黑白影像，幫助醫(yī)生診斷病人的狀況?，F(xiàn)代科技還開發(fā)出盲人用回聲定位系統(tǒng)來“看世界”的設備。1

超聲波診斷

海豚身上有哪些尖端科技？讓我們來一一細數(shù)。

1. 運用音波的高手

上述的高科技其實早就被某些動物用來進行導航和覓食了，如海豚、鯨和蝙蝠，這個特技被稱為回聲定位。但這些動物所用的系統(tǒng)要比軍隊和醫(yī)院的設備復雜得多，也高效得多。例如今天的科學家還在研究海豚的超聲波特技，希望通過破譯海豚的聲波算法來提高醫(yī)療診斷的效果。

海豚聲波

2. 高效的超聲波發(fā)生器

★ 發(fā)聲器官

海豚是用肺呼吸的齒鯨類哺乳動物，它們主要生活在深海，每次呼吸都要游到海面，用頭頂?shù)臍饪孜胄迈r的空氣。

它們有非常復雜的超聲波發(fā)生器，先用氣流沖擊由肌肉包裹的鼻腔，通過振動鼻腔組織及末端的“聲唇”（俗稱猴唇）產生聲波，這些聲波穿過頭骨前部一塊類似聲波透鏡的脂肪組織（額?。?，被匯聚成錐形聲束，射向前方。沖擊聲唇的空氣流進入兩個氣囊，讓寶貴的空氣被回收利用，以延長海豚到水面呼吸的間隔時間。

這個超聲波系統(tǒng)由多個功能獨特、協(xié)調完美的器官組成，大部分超出了人類的聽覺范圍，稱為超聲波。

器官結構圖

人和海豚、蝙蝠的聲波范圍圖

3. 奇妙的超聲波接收器

當超聲波遇到目標物體后會反射回來，回聲從海豚的鼻部進入下頜，傳到耳骨轉化為信號，再經聽覺神經傳入大腦，大腦進行分析后就可以判斷目標的大小、形狀、速度、距離。可以說海豚是靠聲波用聽覺來“看世界”的。

聲波在水中的傳播比在空氣中快4.5倍，也能傳得更遠，用聲波作為通訊信號實在是深海的絕佳設計，這套回聲定位系統(tǒng)讓海豚不僅能探測獵物、測繪海下地圖，甚至還可以跟200公里以外的海豚交流！

4. 海豚的聲吶系統(tǒng)的最新發(fā)現(xiàn)

近期科學家發(fā)現(xiàn)，海豚的聲吶系統(tǒng)比想象得高級得多。

首先，海豚有兩個聲唇，可以同時或獨立工作，它們能發(fā)出兩股波束。

就好比我們用兩只眼睛觀察事物，這不僅擴大了海豚的“視野”，而且能讓海豚更好地判斷景深和距離。（可以捂住一只眼睛看看手機和后面的墻體，再把手松開，感受一下距離變化）。

海豚聲吶系統(tǒng)對目標進行探測

第二，科學家最近發(fā)現(xiàn)兩道聲束存在微秒級的時間差，而且還是不同頻率的，一個高頻一個低頻。高頻聲波雖然沒有低頻聲波傳得遠，但能更準確地測定近處目標的細節(jié)。有報道稱，海豚甚至可以通過聲波探測密度來區(qū)分高爾夫球和乒乓球。2

第三，科學家之前一直以為海豚的聲吶像車燈一樣只能照正前方，但美國海軍研究機構發(fā)現(xiàn)，寬吻海豚可以在不動頭的情況下讓聲束向左右兩側偏轉20°，但它們是怎么做到的還不完全清楚。3

用海洋生物學家拉莫斯（Marc Lammers）的話來說：“這種對聲波的控制類似于我們頭部不動而僅轉動眼睛。”

海豚憑借這套雙頻聲波系統(tǒng)對高速運動物體的定位是非常準確的，甚至能在一群數(shù)以千計的魚群中鎖定一條美味的午餐，一直追不舍，甚至追著魚兒躍出海面。

海豚追群魚圖

5.進化論的解釋

功能如此強大，設計如此精密的回聲定位系統(tǒng)必須要同時擁有超聲波發(fā)聲、超聲波接收和超聲波分析等復雜系統(tǒng)才能起效，這已經對盲目隨機的進化論形成了一大挑戰(zhàn)。

而另一個問題是不僅海洋中的海豚和其他齒鯨類成員擁有，陸地上的蝙蝠也有。按進化論者的說法，海豚（齒鯨）和蝙蝠在數(shù)千萬年前就獨立進化了，所以不可能用一個擁有回聲定位功能的共同祖先（同源）來解釋。

于是進化論者說這個功能是由不同個體中的兩百多個基因獨立突變且發(fā)生大概相同的突變造成的4，似乎這兩百多個基因在自行發(fā)生盲目的突變時，都商量好了要犯一樣的錯誤，來形成相似的功能，而且還能分別適應在水下和空中的環(huán)境中使用。

這就好像蘋果手機和安卓手機的APP在復制自身代碼的過程中，各自都有特定的兩百個片段都隨機地復制出錯了，而且每一處的錯誤都大概一致的，等出錯完后，這兩個應用軟件不僅能產生前所未有的完美新功能，甚至還能在各自完全不同的系統(tǒng)中使用。

海豚大笑

這個說法被稱為“趨同進化”，很多不能合理地想象進化關系的相似設計，都會被貼上“趨同進化”的標簽，說它們因為有相似的需要，就朝著相同的目標進化了，這其實是與進化的隨機、無導向的屬性相矛盾的，只因進化論者不能接受這些生物是被智慧設計的，所以只能依靠“隨機”來解釋萬物的來源。

海豚除了神奇的雙頻系統(tǒng)，還有許多其他令人羨慕的“特異功能”，比如它們能連續(xù)15天保持警覺清醒的狀態(tài)，有的科學家認為它們兩個腦半球可以輪流休息，如左半球睡覺時，右半球工作；擁有最佳的抗阻力流線設計，在水中游速極快，每小時可達50-70公里，陪海輪同游毫無難度。

★ 海豚隨船游泳

功能卓越、設計精妙的儀器一定源自一位智慧超群的工程師。集諸多特異功能于一身，令科學家研究學習、工程師模仿至今的海豚，更應該讓我們贊嘆造物主的偉大作為!