1793年夏季的一個夜晚,意大利科學家斯帕拉捷走出家門,放飛了關在籠子裏做實驗用的幾隻蝙蝠。隻見蝙蝠們抖動著帶有薄膜的肢翼,輕盈地飛向夜空,並發出自由自在的“吱吱”叫聲。斯帕拉捷見狀,感到百思不得其解,因為在放飛蝙蝠之前,他已用小針刺瞎了蝙蝠的雙眼,“瞎了眼的蝙蝠怎麼能如此敏捷地飛翔呢?”他下決心一定要解開這個謎。
在進行這項實驗之前,斯帕拉捷一直認為:蝙蝠之所以能在夜空中自由自在地飛翔,能在非常黑暗的條件下靈巧地躲過各種障礙物去捕捉飛蟲,一定是由於長了一雙非常敏銳的眼睛。他之所以要刺瞎蝙蝠的雙眼,正是想證明這一點。可事實卻完全出乎他的意料之外。
意外的情況更激發了他的好奇心。“不用眼睛,那麼蝙蝠又是依靠什麼來辨別障礙物,捕捉食物的呢?”於是,他又把蝙蝠的鼻子堵住,放了出去,結果,蝙蝠還是照樣飛得輕鬆自如。“奧秘會不會在翅膀上呢?”斯帕拉捷這次在蝙蝠的翅膀上塗了一層油漆。然而,這也絲毫沒有影響到它們的飛行。
最後,斯帕拉捷又把蝙蝠的耳朵塞住。這一次,飛上天的蝙蝠東碰西撞的,很快就跌了下來。斯帕拉捷這才弄清楚,原來,蝙蝠是靠聽覺來確定方向,捕捉目標的。
斯帕拉捷隨後又做了4次實驗,證明了他的判斷是正確的。於是他公布了自己的新發現,立即引起了人們的濃厚興趣。從此,許多科學家進一步研究了這個課題。最後,人們終於弄清楚:蝙蝠是利用“生物波”在夜間導航的。
蝙蝠在飛行的時候,喉內能夠產生生物波,生物波通過口腔發射出來。當生物波遇到昆蟲或障礙物而反射回來時,蝙蝠能夠用耳朵接收,並能判斷探測目標是昆蟲還是障礙物,以及距離它有多遠。人們通常把蝙蝠的這種探測目標的方式,叫做“回聲定位”。蝙蝠在尋食、定向和飛行時發出的信號是由類似語言音素的生物波音素組成的。蝙蝠必須在收到回聲並分析出這種回聲的振幅、頻率、信號間隔等的聲音特征後,才能決定下一步采取什麼行動。
靠回聲測距和定位的蝙蝠隻發出一個簡單的聲音信號,這種信號通常是由一個或兩個音素按一定規律反複地出現而組成的。當蝙蝠在飛行時,發出的信號被物體彈回,形成了根據物體性質不同而有不同聲音特征的回聲。然後蝙蝠在分析回聲的頻率、音調和聲音間隔等聲音特征後,決定物體的性質和位置。
蝙蝠大腦的不同部分能截獲回聲信號的不同成分。蝙蝠大腦中某些神經元對回聲頻率敏感,而另一些則對兩個連續聲音之間的時間間隔敏感。大腦各部分的共同協作使蝙蝠作出對反射物體性狀的判斷。蝙蝠用回聲定位來捕捉昆蟲的靈活性和準確性,是非常驚人的。有人統計,蝙蝠在幾秒鍾內就能捕捉到一隻昆蟲,一分鍾可以捕捉十幾隻昆蟲。同時,蝙蝠還有驚人的抗幹擾能力,能從雜亂無章的充滿噪聲的回聲中檢測出某一特殊的聲音,然後很快地分析和辨別這種聲音,以區別反射音波的物體是昆蟲還是石塊,或者更精確地決定是可食昆蟲,還是不可食昆蟲。