不知道从什么时候起，人类通过模仿蝙蝠的回声定位方式从而发明了雷达这个说法开始流行的，至少在我看来是由来已久，并对此深信不疑；所以当1990年朝鲜发行生物与工程技术邮票的时候，看到其中有设计精美的蝙蝠与雷达邮票，非常喜欢，还在上学的我毫不犹豫地购买了一套并一直收藏至今。现在沪教版小学语文三年级下册和人教版小学语文四年级下册的课文中还收录有篇名为《蝙蝠与雷达》的文章，蝙蝠与雷达作为仿生学的经典案例流传不可谓不广泛。

    朝鲜 1990

       但现在，也有不少人开始质疑这一说法的真实性了。质疑的理由是雷达的发明早于蝙蝠回声定位的发现，而且雷达是基于电磁波工作的，而蝙蝠采用的则是超声波。

       人类对蝙蝠独特的回声定位导航能力研究开始于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。当他将蝙蝠致盲或将其鼻子遮蔽后，再放入有障碍物的黑暗的房间中，结果发现它们仍然可以自如地飞行；但当蝙蝠的耳朵被塞起来以后，蝙蝠却很容易撞到障碍物。由此他推断，蝙蝠是通过听觉来导航的。斯帕兰扎尼是意大利杰出的博物学家，早年在博洛尼亚大学学法律，后研究自然科学，一生有很多伟大的发现，他的肉汤煮沸消杀微生物的实验是反对自生说的经典，对巴斯德以后发明巴氏消毒法启发很大，但因为当时人类还不知道超声波的存在，斯帕兰扎尼关于蝙蝠导航能力的研究备受质疑，一时成为了当时学术界竞相嘲笑的对象。法国著名的博物学家居维叶（Georges Cuvier），就批评了斯巴兰扎尼的实验，他认为蝙蝠可以通过体表或翼膜的触觉来躲避障碍物。有意思的是，现在看来，居维叶的看法居然也不是无稽之谈。

    德国 1962 背景图中有超声波图谱

       1938年，美国哈佛大学的物理学家皮尔斯研发出了可以探测超声波的设备，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)随后通过实验证明，蝙蝠的嘴能够发出超声波，其耳朵可以接收遇到障碍物反射回来的超声波，从而进行导航和定位。1944年，格里芬将蝙蝠的这种本领命名为“回声定位(Echolocation)”。

       而在此之前，由于物理学界在电磁学方面取得了重大进展，雷达已经被英国物理学家沃森·瓦特发明出来了。雷达的发明得益于电磁波理论和技术的进步，德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）在1886年证明了电磁波的存在。1934年，沃森·瓦特发现无线电波可以被接收并在荧光屏上显示出来，1935年2月，他向英国政府提交了《采用无线电方法探测飞机》的秘密备忘录，很快被政府批准，并于当年研制出第一部雷达。“雷达”这个名词一直到20世纪40年代中期才出现，英文Radar是Radio Detection And Ranging这几个单词的缩写。

       总体来说，蝙蝠回声定位的发现与雷达的发明是科学史上两个独立的科学事件。蝙蝠回声定位和雷达的原理虽然有相似点，但差异更大。相似点在于，二者都是利用了波被物体反射可以测定方位的原理；差异则在于，蝙蝠回声定位使用的是超声波，属于机械波，其本质是物体的振动在空气等介质中的传播，在真空环境下，回声定位是无法实现的；雷达使用的是电磁波，电磁波既可以通过介质传播，也可以在真空中传播；电磁波的传播速度也快得多。

    柬埔寨 1993 卫星反射利用电磁波，纳氏鼠耳蝠（Myotis nattereri）利用超声波

       而仿生学（Bionics）则是一个现代名词，最早由1960年美国的Jack E. Steele提出，但实际上仿生学是一门既古老又年轻的学科。在前面的博文中，我曾经介绍过蝙蝠风神飞机的研发就曾经参考了蝙蝠的形态和结构，这可以视为蝙蝠仿生学的案例之一。此外，虽然雷达的发明早于蝙蝠回声定位的发现，人类现在仍然可以从蝙蝠回声定位功能的抗干扰性等方面对雷达系统予以改进。蝙蝠能记录每个声音的“心理指纹”以及它们记忆中的相应回声来解决背景噪音等声波干扰问题，它们可以通过稍微改变频率来分离信号，从而使一个信号与另一个信号不匹配。蝙蝠的这项本领也可以帮助科学家研发雷达时发展出新的电磁波发射与接收策略，从而避免来自外界电子设备对雷达系统的干扰。

爱沙尼亚 2008 蝙蝠利用回声定位能力捕食、壁障

       他山之石可以攻玉，我们仍然可从蝙蝠等动物身上学习到更多的本领和智慧。

附：邮资明信片、邮资封、有专题信息的邮戳等邮政用品也是很好的邮集素材