互动科普

与鼠海豚在追踪猎物、逃避捕食者和躲避障碍物时使用的回声定位相比，最先进的军用声呐技术也会相形见绌。这种海洋动物利用从喷气孔发出的声呐，就可以发现100米外仅有几厘米大的目标，相当于跨过一个足球场去定位一颗胡桃。相比之下，声呐船只中用于发射多重声波的装置展开后至少长达几米。最新研究表明，鼠海豚这种高超的回声定位能力，可能源于它们头部的可调节结构，这一发现或许可以帮助我们人类改良声呐技术。

声呐的工作原理是，向目标物体发射声波，然后测定声波被反射回来的时间。通常，如果声呐脉冲的波长小于声波的波长，那么脉冲信号就会扩散到各个方向，就像迪厅舞动的灯光一样。为了朝特定方向发射声呐脉冲，声呐脉冲的波长必须远大于声波的波长。但是鼠海豚却“设法”绕开了这一限制。

为了探究鼠海豚是怎样绕开这一限制的，科学家使用计算机断层扫描研究了江豚（鼠海豚科下的一个属种）的头部。他们发现这种生物的前额具有复杂的结构，包括气囊、软组织和头骨。江豚头部这种层次分明的结构能使声呐以不同的速度通过，从而使声呐波束聚焦。该研究已于去年12月发表在《应用物理评论》（Physical Review Applied）杂志上，论文的作者之一、宾夕法尼亚州立大学的物理学家曹文武（Wenwu Cao）说：“如果能够弄清这些结构，我们就可以重新设计声呐系统，并把它们装备在较小的船只上。”

研究认为，鼠海豚和另外一种因拥有回声定位能力而闻名的哺乳动物——蝙蝠有着相似之处。美国弗吉尼亚理工学院的机械工程学教授罗尔夫·穆勒（RolfMüller，未参与本项研究）过去一直在研究蝙蝠的声呐定位，他说：“我很好奇，鼠海豚居然可以通过收缩它们前额的复杂结构，来改变发射声波的模式。”看起来，在回声定位方面，蝙蝠和鼠海豚的水平，真的甩了人类科技好几条街。