剛剛過去的2015年是一個(gè)會(huì)讓人記住的年份。中國科學(xué)家屠呦呦因?yàn)檠兄瞥鲂滦涂汞懠菜幬锴噍锼兀@得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
其實(shí)海洋動(dòng)物也為人類新科技的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。趁著舊年剛過去、新年正來臨的機(jī)會(huì),我們決定緊跟時(shí)代潮流,舉辦“海洋動(dòng)物與新科技大獎(jiǎng)”評選活動(dòng)。本期評選活動(dòng)的主題是“海洋動(dòng)物與仿生學(xué)”。
Come on,來吧!不管你是誰,只要你生活在海洋里,并為仿生學(xué)做出過貢獻(xiàn),那么你就是我們要尋找的那一位。
Come on,快來參加海選吧!獲勝者將收獲海洋動(dòng)物科學(xué)獎(jiǎng)?wù)乱幻叮蘖堪鎲选H蛘J(rèn)可,別無分號(hào)。
我們在演播室等你喲,不見不散!
時(shí)間一天天過去,距離節(jié)目播出的時(shí)間越來越近,可“海洋動(dòng)物與新科技大獎(jiǎng)”的海選現(xiàn)場還是門可羅雀。飄逸水母和淘氣章魚也越來越不淡定了。
飄逸水母忍不住猜測:“該不會(huì)都堵在來的路上了吧?”
淘氣章魚翻個(gè)白眼,“又不是高速公路,堵什么呀。再說了,哪有一堵堵這么多天的?”
正說著呢,一條小魚怯怯地游進(jìn)了演播室。
終于來人,不,來魚了!飄逸水母激動(dòng)地蹦出去,迭聲道:“您好您好,您一定是來參加海選的吧?您先歇歇腳,這是報(bào)名表,先填寫一下……”
“其、其實(shí)我是想來問問‘仿生學(xué)’到底是什么?怎樣才算是為它做出了貢獻(xiàn)呢?”小魚被嚇了一跳,擺出一副隨時(shí)會(huì)奪路而逃的架勢,“呃,仿生學(xué)這家伙不會(huì)也愛吃魚吧?”
知道問題出在哪兒就好辦了,得先把“仿生學(xué)是什么”給說明白、說透了,海選活動(dòng)才能如期進(jìn)行。淘氣章魚與飄逸水母相互一擊掌:事不宜遲,說干就干!
仿生學(xué):模仿動(dòng)物的科學(xué)
咱不講那些深?yuàn)W的道理,就簡單地說:仿生學(xué)就是模仿動(dòng)物的科學(xué)。在這門學(xué)科中,動(dòng)物是人類的老師,人類通過學(xué)習(xí)和研究,將“老師”獨(dú)有的特長應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)上,從而達(dá)到提升效率或改善體驗(yàn)的目的。
作為一門新興的獨(dú)立學(xué)科,仿生學(xué)的年齡并不大。1960年9月,美國俄亥俄州的空軍基地召開了第一次仿生學(xué)會(huì)議,會(huì)議議題是“分析生物系統(tǒng)所得到的概念,能用到人工制造的信息加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上去嗎”。這次會(huì)議被認(rèn)為是仿生學(xué)誕生的標(biāo)志。
美國人斯梯爾將拉丁文“bios”和字尾“nlc”組合成新詞“Bionics”,以此為這門剛誕生的新學(xué)科命名。“Bionics”意為“模仿生物原理來建造技術(shù)系統(tǒng)”,中文譯為“仿生學(xué)”。
作為一門學(xué)科,仿生學(xué)是誕生不久的“新丁”,但是海洋動(dòng)物利用仿生學(xué)原理來幫助人類的歷史,卻能追溯到很久以前。
“很久”是多久呢?
小魚從縫隙里探出頭來。
我知道、我知道,我聽我爺爺?shù)臓敔數(shù)臓敔敗f過,很久很久以前,就是那條大魚治水時(shí),魚類的老祖宗就開始幫助人類了。
喂,“那條大魚”是什么魚呀?
從魚尾到櫓舵,仿生學(xué)其實(shí)很古老
人在陸上行,魚在水里游。本來這兩者是各行其道,互不干涉。可是在“那條大魚”的時(shí)代,陸地被洪水淹成了澤國,出入很不方便。人們希望自己也能像魚類那樣,在水澤中自由穿行。于是便拜魚類為師,學(xué)習(xí)它們的本領(lǐng)。
魚類依靠尾巴的搖擺來游動(dòng)或轉(zhuǎn)彎。要是人類也有這么一條多功能尾巴,就方便多了。經(jīng)過多次試驗(yàn),人們模仿魚尾的外形制造了槳。木槳架設(shè)在船尾,像魚尾般擺動(dòng),控制整條船只的前進(jìn)或拐彎。
經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐和改進(jìn),這支功能特殊的木槳最終演化成了“櫓”和“舵”。在這條人造“魚尾”的幫助下,人們即使被洪水圍困,也能自由來去了。
飄逸水母這才恍然大悟:“原來‘這條大魚’就是治水的大禹呀。”“對對對,就是那條會(huì)治水的‘大魚’。”小魚樂得猛甩尾巴。這時(shí),一條大鯊魚氣勢洶洶地沖進(jìn)了演播室。小魚見情況不妙,“哧溜”一聲躲進(jìn)了直播臺(tái)下面。
大鯊魚嚷嚷:“人呢,人去哪兒了?”
“在這兒呢。你是報(bào)名參加海選的吧?”因?yàn)樯砀吆腕w型而被忽視的兩人,不約而同地咳嗽了一聲。
“就這種老掉牙的橋段,你也好意思拿出來賣弄。待那兒吧,瞧霸爺?shù)模 贝篚忯~霸爺沖著小魚一頓狂噴,把小魚嚇得連頭也不敢探了。
“冷靜,一定要冷靜啊!”淘氣章魚趕緊做起了和事佬。
“趕緊給寫上,鯊魚霸爺——新科技大獎(jiǎng)的得主。”鯊魚霸爺沖淘氣章魚一齜牙,把淘氣章魚嚇得一激靈。
“現(xiàn)、現(xiàn)在還是海選階段。”
“那就寫‘未來的新科技大獎(jiǎng)得主’!”鯊魚霸爺狂妄霸道地嚷道。
“你們一定知道菲爾普斯吧,那家伙外號(hào)‘飛魚’,在水里游得飛快。”飄逸水母在一旁更正:“是‘菲魚’。”鯊魚霸爺撇撇嘴,當(dāng)成耳邊風(fēng),繼續(xù)滔滔不絕道:“這條‘飛魚’總是能打破世界紀(jì)錄,因此被很多人崇拜。其實(shí)這條‘飛魚’沒啥了不起,他的榮譽(yù)都是霸爺我恩賜給他的。要沒有那身鯊魚皮,他拿什么破紀(jì)錄?”
“鯊魚皮,就是你身上的皮嗎?”小魚探出頭來,怯怯地問。
“我的皮?我倒要看看,誰敢剝我的皮!”鯊魚霸爺越說越生氣,一尾巴掀翻了直播臺(tái)。
小魚嚇得從縫隙里躥出來,奪路而逃。
“歸你了!”鯊魚霸爺丟下一張紙,緊追它而去。
淘氣章魚抓住紙一看,居然是獲獎(jiǎng)感言。
那條小魚險(xiǎn)象環(huán)生,好幾次都是從大鯊魚的牙齒縫里鉆出來。飄逸水母擔(dān)心極了,“淘氣章魚,這大過年的,該不會(huì)鬧出魚命吧?”
“放心吧,不會(huì)。那條小魚的職業(yè)是魚醫(yī)生,這是在給大鯊魚做牙齒保養(yǎng)呢。”淘氣章魚仔細(xì)觀察后笑了。
天下第一鯊魚皮,新科技大獎(jiǎng)?chuàng)尰丶?/p>
游泳選手在水中所遇到的阻力,與水的密度、選手的正面面積、摩擦系數(shù)以及選手游泳速度有關(guān)。一件好泳衣必須是低阻力的,而設(shè)計(jì)低阻力泳衣的關(guān)鍵在于減少正面面積和摩擦系數(shù)。
生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),鯊魚皮膚的表面遍布V形褶皺。這些粗糙的V形皺褶大大減少了水流的摩擦力,從而保證鯊魚能夠快速游動(dòng)。鯊魚皮泳衣的核心技術(shù)就是模仿鯊魚皮膚。實(shí)驗(yàn)證明,它所使用的超伸展纖維能減少3%的水阻力。對于只需1%秒就能決定勝負(fù)的游泳比賽來說,這幾乎就是決勝的關(guān)鍵所在。
2000年悉尼奧運(yùn)會(huì),模仿鯊魚皮膚制作的高科技泳衣正式亮相。澳大利亞選手伊恩·索普穿著鯊魚皮泳衣,一舉奪得3枚金牌,震驚全場。鯊魚皮泳衣和它的制造商——澳大利亞速比濤公司,也因此聞名天下。此后十年間,鯊魚皮泳衣與“金牌”“破紀(jì)錄”緊密相連。人們驚呼,有了“鯊魚皮”的助力,泳壇世界紀(jì)錄變成了篩子。
超級(jí)鏈接
“鯊魚皮泳衣”的正式名字叫“快皮”。從1999年國際泳聯(lián)正式允許運(yùn)動(dòng)員穿鯊魚皮泳衣參賽起,到2009年國際泳聯(lián)決定全球禁用高科技泳衣,這十年間,速比濤公司一共研制出了四代“快皮”。
第一代快皮:采用纖維模仿鯊魚皮膚結(jié)構(gòu),能引導(dǎo)周圍的水流,減少水阻力并提高游進(jìn)速度3%~7.5%;
第二代快皮:泳衣表面增加了顆粒狀的小點(diǎn),目的是減少30%的水阻,整體性能比第一代提升了7.5%;
第三代快皮:由防氧彈性紗和特細(xì)尼龍紗組成,彈性比同類產(chǎn)品高15%,能減少肌肉振動(dòng)和能量損耗;
第四代快皮:首次使用具有極輕、低阻、防水和快干性能的新型面料,采用高科技熔接技術(shù),是真正無皺褶的比賽泳裝。
“穿上它(第四代快皮)跳進(jìn)泳池,就像灼熱的刀刃劃過細(xì)膩的黃油”。
——“菲魚”菲爾普斯
“霸爺,能不能去掉后半截標(biāo)題,就保留前面的?”飄逸水母試探著與鯊魚霸爺商量。
鯊魚霸爺咧開嘴,露出一口大白牙:“你覺得呢?”
飄逸水母嚇得倒退了幾步。
一頭海豚游進(jìn)演播室,擋在了飄逸水母與鯊魚霸爺之間。
“呆霸,人類怕你,我可不怕。”海豚一瞪眼,“這大過年的,耍什么橫呀!”
鯊魚霸爺悻悻地游開。
“鯊魚皮泳衣再高科技,也不過在一個(gè)小池子里逞威風(fēng)罷了,我們海豚皮泳衣還能讓潛水艇‘游’快點(diǎn)呢!”
飄逸水母兩眼放光:“你也是來參加海選的嗎?”
“我還沒想好呢。”海豚扭扭捏捏的。
“別想啦,趕緊的,我都快好奇死了。”飄逸水母抓耳撓腮的。
海豚皮“泳衣”:減少紊流的秘密武器
海豚家族的成員都是身手矯捷的游泳高手。以寬吻海豚為例,它們的正常泳速為5~11千米/時(shí),捕獵時(shí)能達(dá)到70千米/時(shí)。海豚之所以擁有如此驚人的泳速,關(guān)鍵在于完美的身材比例和特殊的皮膚構(gòu)造。
每一頭海豚都擁有流線型的完美身材,在行進(jìn)時(shí)能最大限度地減少海水的阻力,而泳速驚人的最大秘密在它的皮膚內(nèi)部。海豚皮膚的外表十分光滑,內(nèi)部則是海綿狀結(jié)構(gòu),有很多乳突。這些乳突之間充滿了液體,猶如無數(shù)充滿流體的細(xì)管。當(dāng)海豚快速游動(dòng)時(shí),海水中會(huì)產(chǎn)生許多小漩渦,這就是紊流了。紊流會(huì)增加海水對身體的阻力,從而影響游泳速度。這時(shí)就輪到海豚的秘密武器來大顯身手了。當(dāng)皮膚表面感受到海水紊流的壓力變化時(shí),細(xì)管內(nèi)的流體就隨著這種壓力的改變流出或流入,使紊流的部分能量被吸收。這種特殊的皮膚構(gòu)造大大減少了海水的摩擦阻力,使海豚在游動(dòng)時(shí)既省勁兒又快速。
也是因此,海豚在高速游動(dòng)時(shí)不僅不會(huì)造成嚴(yán)重的紊流,甚至還能將阻礙前進(jìn)的紊流變成層流。潛艇設(shè)計(jì)師獲悉這一秘密后,想方設(shè)法也要給潛艇“穿”上一層“海豚皮泳衣”。
“海豚皮泳衣太棒了!”飄逸水母和淘氣章魚忍不住鼓掌。
“別夸我了,怪不好意思的。”海豚有些羞澀,“我要推薦斑點(diǎn)參加海選,它和它的家族為人類的潛艇事業(yè)獻(xiàn)出了寶貴的生命。”
“獻(xiàn)出生命?”淘氣章魚和飄逸水母頓時(shí)肅然起敬。
“還是讓斑點(diǎn)自己來說吧。”話音剛落,海豚身上的某個(gè)“大斑點(diǎn)”動(dòng)了起來。
大家驚訝地發(fā)現(xiàn)那是一條灰撲撲的小魚。它的個(gè)頭兒只有海豚的幾十分之一,體色又是不起眼的灰色,這才被誤以為是海豚身上的斑點(diǎn)。
魚鰾:給予潛艇新生的古老浮沉系統(tǒng)
潛艇的構(gòu)想最早出自著名畫家達(dá)·芬奇。為了讓這神奇的構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí),人們一直在為此努力。為了讓潛艇能在水下航行,潛艇設(shè)計(jì)師延續(xù)了傳統(tǒng)的壓艙石設(shè)計(jì),即通過改變自身的重量來控制潛艇下沉或上浮。下沉?xí)r,裝上石頭或鉛塊,靠重量把潛艇“壓”下水:上浮時(shí),就拋棄攜帶的石塊或鉛塊,“瘦身”后潛艇自然能浮出水面。
這種往海里丟石頭的笨辦法,很快就成了制約潛艇發(fā)展的瓶頸。所有的潛艇設(shè)計(jì)師都在尋找能改進(jìn)潛艇浮沉系統(tǒng)的好辦法。走了不少彎路之后,他們才發(fā)現(xiàn)最好的辦法竟然在魚肚子里!
打開魚肚子會(huì)看見一個(gè)白色的東西,這便是魚鰾。魚鰾有點(diǎn)兒像氣球:氣體進(jìn)入時(shí),就變得鼓鼓的:氣體離開后,又變得癟癟的。魚類正是通過改變體內(nèi)魚鰾的大小,達(dá)到自由上浮或下沉的目的。發(fā)現(xiàn)魚類上浮下沉的秘密后,潛艇設(shè)計(jì)師們欣喜若狂。他們做過無數(shù)設(shè)想,只為了給潛艇也裝上這樣的“魚鰾”。
最早為潛艇裝上“魚鰾”的,是美國青年西蒙·萊克。這位好青年是《海底兩萬里》的狂熱粉絲,一直夢想著能擁有屬于自己的“鸚鵡螺”號(hào)。他之前就親手制造了一艘名為“小亞古爾爸爸”號(hào)的潛艇。“小亞古爾爸爸”號(hào)的外形像一只木箱,浮沉系統(tǒng)也是丟棄重物那一套。得知魚鰾或許能改善潛艇浮沉系統(tǒng)后,他就著手改造他的“小亞古爾爸爸”號(hào)了。
他為“小亞古爾爸爸”號(hào)裝上了可伸出水面的吸氣管和排煙管,以增加潛航時(shí)間;拋棄了固體壓載物,用“魚鰾”——壓載水箱取代:在吸氣管和排煙管外包上一層外殼,實(shí)現(xiàn)局部雙殼結(jié)構(gòu)。改裝后的“小亞古爾爸爸”號(hào)更名為“亞古爾”號(hào),性能有了顯著提高。1898年,“亞古爾”號(hào)潛艇依靠自身動(dòng)力從諾福克航行到了紐約,成為第一艘在公海遠(yuǎn)航的潛艇。
法國科學(xué)家勞貝夫第一個(gè)將雙殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到艇身設(shè)計(jì)上。1899年,他所設(shè)計(jì)的“納維爾”號(hào)潛艇在法國下水。這艘潛艇把傳統(tǒng)的耐壓外殼設(shè)計(jì)為內(nèi)殼,艇員及裝備都裝在耐壓內(nèi)殼之中。耐壓內(nèi)殼外又加了一層酷似魚雷艇的外殼,內(nèi)外殼之間的空間為壓載水柜。排除壓載水柜中的水后,“納維爾”號(hào)浮出水面,“變身”為魚雷艇;壓載水柜注滿水后,“納維爾”號(hào)便沉入水中,“變”回潛艇。
“你是哪個(gè)魚家族的呀?”飄逸水母好奇地問。
“魚鰾的發(fā)明傾注了所有魚類的智慧,你不必知道我屬于哪個(gè)家族,只需要知道我們有一個(gè)共同的名字叫‘魚類’。”灰魚斑點(diǎn)幽幽地說。
“好感動(dòng)喲。”飄逸水母熱淚盈眶。
“哼,說破天也是被人吃的命!”鯊魚霸爺嗤之以鼻。
“別欺負(fù)老實(shí)魚,不服氣你也長魚鰾呀!”海豚打抱不平。
鯊魚霸爺竟無言以對。
“這位霸爺怎么不說話了?”飄逸水母悄悄戳了戳淘氣章魚。
“鯊魚是軟骨魚,體內(nèi)沒有魚鰾。為了不讓自己沉下去,它們只能不停地游動(dòng)。”淘氣章魚回答。
“聽著就覺得累得慌。”飄逸水母吐舌。
“爺有勁兒,爺樂意,怎么著?”鯊魚霸爺一瞪眼,殺氣騰騰的。
飄逸水母嚇得倒退幾步,一腳踩在什么物體上,那一瞬間他似乎聽到了碎裂聲。他的心里咯噔一下:壞了,可別鬧出什么流血事件。
“請問這是‘海洋動(dòng)物與新科技大獎(jiǎng)’的海選現(xiàn)場嗎?”腳下傳來了一個(gè)微弱的聲音。
“沒錯(cuò),這里就是。”飄逸水母趕緊抬腳,“你怎么樣?我有沒有踩傷你?”
“沒事兒,蛤蜊不怕踩。你瞧,這外殼結(jié)實(shí)著呢。”蛤蜊打開了外殼。它的兩片外殼看著很薄,實(shí)際卻很結(jié)實(shí)。
“你一定不缺鈣。”飄逸水母調(diào)皮地笑了。
薄殼建筑:高效環(huán)保的代名詞
當(dāng)人類意識(shí)到地球資源有限,必須省著用才能為后代留點(diǎn)“余糧”時(shí),“如何省更多”成了許多設(shè)計(jì)師追求的目標(biāo)。建筑行業(yè)同樣也在追求“省更多”,但對牢固性的要求并未因此而降低,甚至還更高了。如何才能做到既省料又堅(jiān)固呢?薄殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生。
薄殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念來自貝類、螺類。它們的外殼有一個(gè)共同特點(diǎn):利用幾何形狀的特性,很小的厚度就能擁有很大的強(qiáng)度和剛度。這種曲度均勻、質(zhì)地輕巧的薄殼結(jié)構(gòu),會(huì)將外殼所受到的壓力均勻分散到各個(gè)部分去。
采用薄殼結(jié)構(gòu)建造的建筑,就是薄殼建筑。薄殼結(jié)構(gòu)能將垂直作用于殼體表面的外力分解為若干份,傳遞給支座承受。也是因此,這些薄殼建筑的外殼看起來很薄,實(shí)際也很薄,卻非常耐壓,絕無倒塌的危險(xiǎn)。
與傳統(tǒng)建筑相比,薄殼建筑擁有四大優(yōu)勢:1.自重輕,增強(qiáng)了整體結(jié)構(gòu)的安全性和抗自然災(zāi)害的能力:2.除傳統(tǒng)的建筑材料外,還能使用陽光板、耐力板、玻璃等多種材料,不僅跨度更大,設(shè)計(jì)感、藝術(shù)性也更強(qiáng);3.造價(jià)低,只有普通建筑成本的60%~80%:4.建造速度快,作為建筑行業(yè)中省料、高效、堅(jiān)固、環(huán)保的典型,它被廣泛應(yīng)用于劇院、車站、機(jī)場等大跨度建筑。
“我怎么聽說薄殼結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)師從蛋殼中獲得的靈感?”淘氣章魚有些疑惑。
“蛋殼除了圓滾滾就是滾滾圓,太沒創(chuàng)意了,能跟我們比嗎?”蛤蜊急了,沖外頭嚷了一嗓子,“兄弟們,都進(jìn)來亮亮相,讓大家瞧瞧誰才是最有藝術(shù)范兒的!”
隨著這聲吆喝,各種各樣的海螺海貝涌進(jìn)了演播室。陀螺狀、圓錐狀、寶塔狀、圓盤狀……令愛好收藏貝殼的淘氣章魚看花了眼。
“怎么樣,比蛋殼好看多了吧?”蛤蜊正得意呢,一群水母游了進(jìn)來。
“海選在哪兒報(bào)名呀?我們要為水母耳風(fēng)暴預(yù)測儀報(bào)名參加海選。
水母耳風(fēng)暴預(yù)測儀:生命的守護(hù)神
水母的外形酷似一把打開的傘,“傘”上除了長有觸手外,還有一個(gè)細(xì)柄。這就是水母的耳朵了。海上風(fēng)暴來臨之前,海浪與空氣摩擦?xí)a(chǎn)生8~13Hz的次聲波。這種頻率的聲音人耳無法聽到,水母耳卻能清楚地聽到。水母耳的內(nèi)部有一塊極小的聽石。小聽石能感知次聲波的振動(dòng),并將之傳給水母耳壁內(nèi)的神經(jīng)感受器。次聲波的傳播速度比風(fēng)暴和波浪快得多,從聽到風(fēng)暴聲到風(fēng)暴來臨有一個(gè)時(shí)間差。水母得到預(yù)警,便能及時(shí)躲進(jìn)安全壁壘里。
科學(xué)家模擬水母的聽覺系統(tǒng),發(fā)明了水母耳風(fēng)暴預(yù)測儀,并把它安裝在船只的前甲板上。正常情況下,喇叭會(huì)做360。旋轉(zhuǎn),接收到風(fēng)暴的次聲波時(shí),喇叭便自行停止旋轉(zhuǎn),所指的方向就是風(fēng)暴前進(jìn)的方向。與此同時(shí),指示器上的讀數(shù)會(huì)告知風(fēng)暴的強(qiáng)度。
水母耳風(fēng)暴預(yù)測儀能提前15小時(shí)做出風(fēng)暴預(yù)報(bào)。對現(xiàn)代航海和漁業(yè)來說,它是生命的守護(hù)神。
“都說生命是無價(jià)的,我們?yōu)楸Wo(hù)人類的生命做出了巨大的貢獻(xiàn),新科技獎(jiǎng)我們水母當(dāng)之無愧。”
鯊魚霸爺齜牙咆哮:“誰敢跟我爭?”
以蛤蜊為代表的諸多貝類和螺類也紛紛表示:“我們?yōu)槌鞘薪ㄔO(shè)添磚加瓦,要沒有我們,哪來這么多漂亮的劇院、機(jī)場、博物館……(以下省略幾百字)”
“沒有我們就沒有現(xiàn)代潛艇;沒有現(xiàn)代潛艇,人類就無法探索海底世界。主持人,你們看著辦吧!”海豚代表灰魚斑點(diǎn)聯(lián)合發(fā)言。
這你一言、我一語的,誰也沒法說服誰。一時(shí)間演播室里硝煙彌漫。經(jīng)過漫長的討論、爭論、駁論……大伙兒終于達(dá)成了一致:評選以數(shù)量取勝,貢獻(xiàn)項(xiàng)最多的為大獎(jiǎng)獲得者。
統(tǒng)計(jì)了貢獻(xiàn)項(xiàng)后,淘氣章魚和飄逸水母傻眼了:這1:1:1:1:1的情況怎么弄呀?
“莫非得弄出五黃蛋才能擺平?”飄逸水母仰天長嘯。
“不用五黃蛋,有了聲吶系統(tǒng),完全能一招決勝負(fù)。”柯爺爺及時(shí)趕到,為他們解圍。
聲吶系統(tǒng):改變?nèi)祟惻c海洋關(guān)系的新科技
船只在水面航行時(shí),會(huì)通過瞭望觀察海面的情景。潛艇潛入水中后,眼睛就不好使了。既然眼睛指望不上,就只好寄希望于耳朵了。
第一次世界大戰(zhàn)時(shí),潛艇的重要性被突顯出來。圍繞著潛與反潛,交戰(zhàn)各方展開了激烈的角逐。最先用于反潛的是水聽器,也就是噪聲測向儀。艦船航行時(shí),機(jī)器和螺旋槳推進(jìn)器會(huì)發(fā)出噪聲。水聽器就是用來偵聽這種噪聲的。它有一個(gè)致命缺陷,即對噪聲的偵聽不分?jǐn)澄摇R驗(yàn)榫嚯x的關(guān)系,水聽器里聽得最清楚的不是敵艦,而是自身發(fā)出的噪聲。為了能聽清敵艦的聲音,只能冒險(xiǎn)降低航行速度,甚至停止航行。
人類科學(xué)家從海豚身上得到啟發(fā),利用超聲波反射來探測水下艦艇,這便是聲吶系統(tǒng)了。最簡單的聲吶系統(tǒng)由超聲波發(fā)生器和接收器兩部分組成。超聲波發(fā)生器向水中發(fā)出超聲波,遇到阻隔時(shí)超聲波會(huì)反射回來,由接收器接收。根據(jù)接收回波的時(shí)間間隔和方位,就能測出阻隔物體的方位和距離。就算潛艇關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī),也無法在聲吶面前遁形。
聲吶系統(tǒng)不但能用于發(fā)現(xiàn)敵艦,還能探測冰山、暗礁、沉船、海深、魚群等。它的發(fā)明徹底改變了人類與海洋的關(guān)系,使人類能自由地探索海底世界。
2:1,海豚勝出。事實(shí)勝于雄辯,在場各位沒有了異議。正當(dāng)柯爺爺為海豚頒獎(jiǎng)時(shí),一頭環(huán)海豹闖進(jìn)了演播室。
“我也有聲吶,我跟人類的關(guān)系也很好,憑什么功勞都記到海豚身上?我不服氣!”環(huán)海豹大吼一聲。
“我的聲吶頻率比海豚更低,作用范圍也更遠(yuǎn)。”大翅鯨的體形太龐大,無法游進(jìn)演播室,就從窗戶里伸進(jìn)一只大翅做代表。
“我也聽說很多海洋哺乳動(dòng)物都能發(fā)出水下聲吶,用其他海洋哺乳動(dòng)物的聲吶不行嗎?”淘氣章魚也納悶地問。
“估計(jì)是因?yàn)楹k嗦敾劭蓯郏秃酶卸确读税桑俊憋h逸水母嘀咕,“開后門可要不得。”
“這當(dāng)然是有原因的。”柯爺爺笑了。
噓,海豚聲吶有大秘密
水下聲吶雖非海豚所獨(dú)有的,它的靈敏度卻是獨(dú)一份的。科學(xué)家曾經(jīng)做過實(shí)驗(yàn):將海豚雙眼蒙住,放入插滿竹竿的水池。結(jié)果發(fā)現(xiàn)這頭海豚在竹竿間穿梭自如,完全不會(huì)撞上。也是,海豚在幾米外就能發(fā)現(xiàn)直徑僅為0.2毫米的金屬絲和1毫米的尼龍繩,發(fā)現(xiàn)竹竿對它們來說只是小菜一碟罷了。
在聲吶的幫助下,海豚不僅能發(fā)現(xiàn)幾百米外的魚群,還能知道不同的魚類。它們很聰明,能區(qū)分出黃銅、鋁、電木、塑料等不同材質(zhì)。科學(xué)家曾錄下海豚的聲音,試圖用錄音讓它們判斷失誤。結(jié)果很遺憾,海豚能區(qū)分出哪些回波是真的,哪些回波是錄音造假的。
海豚聲吶具有很強(qiáng)的抗干擾能力。如果發(fā)現(xiàn)有噪聲干擾,它們會(huì)提高所發(fā)出聲吶的強(qiáng)度,以蓋過噪聲,主動(dòng)降低噪聲的影響。“還有哪位要提出質(zhì)疑的?”柯爺爺笑瞇瞇地問道。
大伙兒紛紛表示心服口服。
“我宣布——2015年度‘海洋動(dòng)物與新科技大獎(jiǎng)’得主為海豚家族!大家祝賀它們!”柯爺爺為海豚頒發(fā)獎(jiǎng)牌,“在新的一年里,希望大家繼續(xù)為新科技的發(fā)展添磚加瓦。”
“這是必須的!”
“嗯,一定努力。”
“明年的大獎(jiǎng)一定是我的,誰也別想跟我搶!”
說得這么霸氣,肯定是那位酷愛恐嚇的霸爺了。飄逸水母撇撇嘴。
“好啦,祝愿所有正在看‘明星脫口秀’的朋友們,在新一年里開心成長。要像來參加海選的各位那樣,做身懷絕技的能人喲。”
新年快樂、新年快樂、新年快樂——重要的事情說三遍!