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斯帕拉捷:和蝙蝠“较劲”十几年

科普小知识2022-02-23 22:38:35
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超声波是指频率高于20000赫兹的声波。它穿透力强,在水中传播距离长,应用广泛,可用于测距、测速、清洗、焊接、杀菌等。事情必须从一件小事开始...

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公元1783年夏天的一个晚上,意大利北部的坎迪亚诺镇逐渐平静下来。人们成群结队地散步,享受凉爽。一个精神矍铄的老人提着一个裹着黑布的笼子,急匆匆地来到镇的北边,坐在长凳上,眯着眼恢复精力。

天黑时,老人脱下笼子的黑布,只看到笼子里有几只小蝙蝠。仔细看,这些蝙蝠没有眼睛——它们显然是瞎了!

老人慢慢打开笼子的门,让精灵们出去。

“哇!”当他看到蝙蝠轻快地来回飞来飞去,不时发出“吱吱”的声音时,他不禁大叫起来。然后,他喃喃自语,“当我弄瞎了他们的眼睛,我怎么能飞呢?唉,我们又要去抓蝙蝠了。”

带着忧郁的心情,老人带着一个空笼子回家了。

老人的名字叫斯帕拉杰。在此之前,他主要从事动物血液循环系统、动物消化生理等方面的研究。近十年来,他一直对蝙蝠很感兴趣。这必须从另一件小事开始。

斯帕拉捷:和蝙蝠“较劲”十几年

拉扎罗·斯帕拉杰肖像

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这也是一个夏天的夜晚。在意大利教堂祈祷后,斯帕拉杰走回艾米利亚耶稣神学院解剖一条大蚯蚓。当时,他不仅是一名科学家,还是该地区一名著名的牧师。教会的经济支持保证了科学研究的顺利进行。

当斯帕拉杰穿过一条明亮黑暗的涵洞时,他突然被从附近飞出的一团黑色吓了一跳。他仔细看了看,意识到那是一只蝙蝠。他本能地用皮包打它,不想让蝙蝠灵巧地避开它。

“这家伙的眼睛太亮了,他能在晚上*飞翔,还能躲开我的打击?”一个大胆的想法出现了,“如果蝙蝠的眼睛是瞎的,它能在夜空中*漫步吗?你会被打死吗?”

斯帕拉捷:和蝙蝠“较劲”十几年

蝙蝠捕食甜菜夜蛾,它们张开的嘴看起来很凶残。

这个想法对他来说不是一时兴起。事实上,几年前,斯帕拉杰开始研究翼手龙的飞翼。那时,他天真地想,如果人们的四肢被翼膜覆盖,他们难道不能飞吗?翼手目是蝙蝠的通称。它们是仅次于啮齿动物的第二大类哺乳动物,也是唯一具有真正飞行能力的哺乳动物。除了极地和海洋中的一些岛屿外,蝙蝠遍布世界各地,尤其是在热带和亚热带地区。经过一段时间的研究,斯帕拉杰基本上了解了蝙蝠翅膀的进化过程:它的翅膀是由皮肤(翼膜)连接在细长的爪子之间。由于他关于蝙蝠翅膀膜的论文没有引起法国科学界的注意,以及对其他动物的研究,对蝙蝠的进一步研究将被放弃。

"我想知道蝙蝠晚上是如何飞行的."斯帕拉杰想起了一些以前没有完成的事情,下定了决心。然而,他的“爱好”如此广泛,以至于他没有时间持续关注蝙蝠,一种看起来不可爱甚至有点可怕的动物。

结果,前文斯·帕拉齐回到家乡去抓蝙蝠,把它们弄瞎,放回夜空。

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斯帕拉杰在坎迪亚诺镇的实验失败后,他的朋友委托他研究蚯蚓。几年后,他想起了最初的实验,并转而研究蝙蝠。

斯帕拉杰抓住了几只蝙蝠,先是堵住它们的鼻子,然后割下它们的舌头,最后把颜料均匀地涂在它们身上。在普通人的眼里,这可能是残酷的,但作为一名科学家,斯帕拉杰确实采取了严肃而谨慎的科学态度,将少数蝙蝠作为实验动物,探索它们飞行的奥秘。

然而,斯帕莱杰的一系列“反飞行”行动没有效果。蝙蝠仍在夜空中轻快地飞翔。

斯帕拉捷:和蝙蝠“较劲”十几年

准备狩猎的蝙蝠

“现在只有蝙蝠的耳朵了。耳朵能看见东西吗?”斯帕拉杰想放弃。自从他第一次接触蝙蝠已经十多年了。经过深思熟虑,他最终决定再试一次。如果没有结果,我们再也不会碰蝙蝠了!

他用一块细布塞住蝙蝠的耳朵,然后选择在黑夜中释放它们。现在蝙蝠不走运了。他们在东方和西方相撞,很快从夜空中坠落。斯帕拉杰突然意识到,蝙蝠夜间飞行不是靠视觉,而是靠听觉来确定方向、观察目标和捕捉食物!

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由于种种原因,斯帕拉杰只发现了蝙蝠在夜间飞行并依靠听觉来确定方向的秘密,但没有从根本上回答“为什么”。然而,这足以引起科学界的注意。追随斯帕拉杰的脚步,他们终于揭开了蝙蝠夜间飞行和捕捉昆虫的神秘面纱:最初,蝙蝠会发出超声波,当碰到物体(如昆虫)时会迅速折回;蝙蝠的耳朵能接受这种波,它会知道物体的具体位置。科学家的进一步研究表明,蝙蝠可以听到高达300千赫/秒的声音,而人类通常听到低于14千赫/秒的声音。

斯帕拉捷:和蝙蝠“较劲”十几年

蝙蝠依靠超声波在夜间飞行。

人类对超声波的真正应用是在20世纪早期。科学家在物理学中发现了压电效应和反压电效应,从而解决了利用电子技术产生超声波的方法。从此,超声技术发展和推广的历史篇章正式开始。1922年,超声波疗法的第一项发明专利出现在德国。目前,超声波广泛应用于医学、军事、工业、农业等领域。特别是在医疗行业,医疗器械实验容器的清洗、消毒、灭菌和清洗都有超声波的功劳。因此,当我们走进医院时,我们应该默默地感谢与蝙蝠“战斗”了十多年的科学家斯帕拉杰。

斯帕拉捷:和蝙蝠“较劲”十几年

超声波的广泛应用(网络图)

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[个人简介]

拉扎罗·斯帕拉杰(1729-1799)是意大利著名的博物学家、生理学家和实验生理学家,出生于意大利坎迪亚诺镇。他对动物血液循环系统、动物消化生理等方面进行了深入研究。他的蝙蝠实验为“超声波”的研究提供了理论基础。他的研究成果主要收录在《动物再生略论》和《陆生蜗牛头部再生实验结果》中。