声呐故障为什么会让瓜头鲸再次冲滩？瞎了二次撞墙很正常

凌平

12头瓜头鲸搁浅，3头死亡的瓜头鲸已经进行了冷冻。但剩下的9头鲸有些声呐系统出现了问题，回到大海可能还会发生“自杀式”冲滩，需要先进行救治。那么声呐系统的原理是什么？对于鲸鱼来说意味着什么？为何会引发自杀式冲滩呢？

夜晚的实验

小学有一篇课文《夜晚的实验》：18世纪意大利科学家斯帕拉捷好奇“蝙蝠为什么夜晚可以在障碍物中灵活地穿梭，捕食飞蛾？”于是，他便抓了些蝙蝠，然后蒙住眼睛，结果蝙蝠依然穿梭自如。多次实验后，他发现堵上了耳朵或嘴巴，蝙蝠就会失去避障能力。

后来的科学家发现蝙蝠利用嘴巴发出超声波，通过耳朵接收反射声波发现障碍物，这就是“回声定位”。声呐（SONAR）是“Sound Navigation And Ranging”的首字母缩写，意为“利用声音进行导航和测距”，也就是“回声定位”。回声定位是一些生物看清世界的方式，就像陆地上大多数动物以及人类，通过接收外界射来的光，来判断猎物离我们有多远，老虎是否潜伏在草丛中，足球落点在哪里。

黑暗中的眼睛

不过，用眼睛看世界有一个关键点，必须要有光源。例如太阳辐射出七色光，它们混合在一起为白光，白光洒在森林之中，植物将七色光中的一部分光吸收，而将剩余光反射出来，这些光在我们看来是绿色的，所以叶子是绿色的。

（正常人类感光细胞所能接收的电磁波波长：400~780nm）

插播小知识：实际上，万物根本没有颜色。我们的眼睛接收到的光是一类电磁波，称为“可见光”。不同电磁波的差别是“波长不同”，而非“颜色不同”。颜色只是我们眼睛中的感光细胞、神经以及大脑给我们造成的假象。

这个过程就像你通过数据线给打印机发送一堆代码，而打印机呈现的是一幅带有色彩的画。我们看树叶是绿色的，是因为树叶反射出的电磁波波长为495–570nm（绿光波段）。

如果洞穴中不存在可见光，对于人类来说伸手不见五指，但并不代表环境中真的没有光。洞穴中，人类37℃左右的体温会时刻向外辐射波长为10000nm左右的红外线。对于能感知红外线的生物来说这就是光，例如蛇对红外线极为敏感，即使温差相差0.002℃都能被它清晰地感知到。

鲸鱼的选择

不过，电磁波并非动物唯一的选择。鲸鱼是一种哺乳动物，属于偶蹄目，鲸下目。6000万年前，它们的祖先石炭兽是一种半水生动物，与其后代之一河马的生活习性很像。鲸鱼这个分支则在5400万年前完全潜入水下，最终游向大海。

对于鲸鱼来说，深海漆黑一片。它们的祖先赋予的陆地感光波段积重难返，为了躲避当时的天敌、捕食猎物，它们急需在演化上寻找一种新的解决方案。

声呐系统：气囊压缩空气——猴唇体震动产生超声波——瓜状体声学脂肪将声波放大——声波遇到障碍物返回特定频率声波——下颌声学脂肪接收回声频率并反馈到后面的耳蜗——将频率转换成神经信号传送到大脑皮层进行成像

2400万年前，由大量偶发性变异累加产生的声呐系统脱颖而出，因为声波在海水中的传播速度是空气中的四倍。鲸鱼发出的声波，在海洋中扩散，碰到鱼群或者障碍物就会反射回来，它们通过接收到的声波频率，在大脑中构建图像。其原理与人类的视觉系统的基本原理相似，只不过媒介变成了声波。因此，声呐系统就是鲸鱼在深海的眼睛。系统中无论哪个环节出现问题，鲸鱼都有可能变成“瞎子”。

一般情况下，鲸鱼都有固定的迁徙路线以及捕食区域，并不会进入浅滩，除非是追逐猎物，或者声呐干扰，地磁异常等情况。鲸鱼长期呆在深海，浅滩对于鲸鱼来说是“禁地”，浅滩斜面较缓，声波难以反射，在鲸鱼眼里，前面是一望无垠的大海，所以很容易冲上去。这就像玻璃门太干净，反射光极少，很多人会直接撞上，有时候同一个玻璃门你会撞两次。

鲸鱼戏语

我们演化出声呐系统前，并不知道未来会出现人类这个物种。除了弄出大量渔网和垃圾，他们还会猎杀鲸鱼；潜艇与海上钻井经常会发出高强度的声波，把我们搞瞎，这就像把强光怼在他们眼睛上；他们还会在用机器构建声呐墙，让我们本能地为了躲避声呐游向海湾，冲上沙滩，前不久法罗群岛，175头领航鲸同伴就是这么被人类屠杀的；

除了外因，我们偶尔会生病。当声呐系统出现问题会做出错误的判断，将浅滩判断为安全区域，发起冲击。如果有人发出求救声，我们也会义无反顾地冲过去，哪怕那个方向是浅滩，因为我们很团结。好在有些人类会帮助我们，医治好我们，再将我们送回大海。

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