悲情国宝:“长江女神”白鱀豚生死全纪录(电子版)96
中 篇
“淇 淇”传
奇
三、神奇的白鱀豚声纳系统
应崇福院士南下专访“淇淇”记
1998年10月,我国著名声学家、中国声学学会名誉理事长、中国科学院资深院士应崇福在刚刚度过他的80大寿不久,便从北京乘火车抵达武汉,专程看望“淇淇”。作为中国超声学奠基者之一的应老,对用超声来探测环境寻找食物的“淇淇”“耳闻已久”18年,却一直未能“谋面”。
应崇福院士(1918—2011)
资料来源:中国科学院官网
现在,80高龄的应老终于见到了20岁的“淇淇”:
我们眼前的淇淇正在一个圆形池中游徊,池水清澈,可以见到淇淇润滑、丰满、矫健的流线形身材,嘴部伸着剑状扁长、多齿的吻。他在池中环池遨游,有时还侧着身,露出白色的腹部。
这是应老返回北京之后,怀着久久不能平复的兴奋喜悦之情撰写的“南下访‘淇淇’”一文中的一段精彩描述。
《南下访“淇淇”》配发的“淇淇”照片
摄影:邓京军
应崇福院士《南下访“淇淇”》一文
原载:《应用声学》1999年2期
应老“南下访‘淇淇’”这篇佳作被多家媒体和机构转载和评介。
应老在80高龄还要南下访“淇淇”,其实还有一个缘由。上个世纪末,中国科学院启动《院士科普书系》工程,组织学界大家群体撰写科普书,为国民科技素质教育提供系统而经典的读本。作为声学泰斗,应老也积极投入这项利国利民的工程。他在前言中介绍说,自己从1998年秋开始搜集写作资料,而起点就是到武汉访问心仪已久的白鱀豚“淇淇”。
2002年,应老的大作《我们身边的超声世界》问世。应老在这本心血之作的引言中就深入浅出地告诉读者,远在“万物之灵”的人类发现超声并作为检测手段加以利用之前,自然界的某些动物早已这样运用超声了,而且有的动物可能已运用了几十万年。在这些动物中,使用水平最高的大概是蝙蝠,而我国特有的白鱀豚也是使用超声的能手。
应崇福
著《我们身边的超声世界》
清华大学出版社2002年
应老在该书的第二章就“从‘淇淇’开始谈超声”,趣味盎然,先声夺人:
大约在1830年人类发现超声以后,才知道自然界有些动物早已会“说”超声、“听”超声和利用超声了。在这一章,在谈论人为的超声之前,我们先谈一下自然界的超声世界,借以引荐超声,并着重讲一讲我国独有的珍稀动物白鳍豚及其代表——“淇淇”跟超声世界的缘分。
……
在接触“淇淇”以前,人们并不清楚白鳍豚发射怎样的超声。“淇淇”便是我国开展对白鳍豚的研究中第一个研究对象。
应老接下来用非常通俗的语言介绍,超声是很普通的声音,只是它的频率高一些,高到人耳听不见。但是这种听不见是由人耳的生理结构确定的,并不是因为超声除频率外有什么特殊的本能造成的。可是,超声的高频率却给超声带来一些附加的、派生的性能,显示了几项特殊的技能。一项特殊的技能是让人耳听不见,另一项技能是容易形成窄小的声束,用手电筒作比喻,高频超声形成的窄声束,就类似手电筒所发射的窄光束一样。人类在面对不透光的环境时,可以利用这种较细的声束作为一种探测的手段。这种超常的本领,为超声增添了几分姿色。
那么,“淇淇”
和它的同伙们为什么用超声?它们用了怎样的超声?
应老在《我们身边的超声世界》以及“南下访‘淇淇’”一文中作了简明的介绍:
由于江水浑浊,“淇淇”不能靠视觉,它智慧地选用了听觉。而按照自然规律,这个“听”必须建立在超声的基础上,而不可能建立在可听声的基础上。
……
在淇淇等被捕之前,人们并不清楚,白鱀豚发射怎样的超声。有了淇淇等样本,人们才能实际测量。淇淇发射的超声信号是脉冲串序列,这一类用回声定位的声呐信号现称“的答声”。
……
“淇淇”所发射的滴答声,主要能量集中在40.40千赫和55.29千赫,这些声属超声范畴。
……
包括“淇淇”在内的豚类利用超声来查探环境、寻找食物,其实就是应用了声纳技术。对白鳍豚的声纳水平,看来研究得还不多,因此了解得不很充分。
应老虽然主要是介绍超声,但他笔锋一转,用心良苦地附带介绍起“淇淇”和白鱀豚所发射的可听声:
除发射上述超声脉冲串信号,用来探测环境外,我国学者发现,白鱀豚还会发射能量集中在声频范围,几乎是纯音的连续信号。研究表明,这种声信号是白鱀豚之间互通信息的信号,也可以是白鱀豚在独处时表达情感的方式。原来白鱀豚不仅要探测目标,捕食避敌,显然也要与同类联络,这时常常不知对方处于何方,因此需要覆盖面积大、传播距离远的工具,频率低的声音比较理想,而这种声音对人类讲是可听声。另一方面,白鱀豚有时要表达一下自己的感情或感觉,和人类一样有时要“喊”几声,这时他大概不想费力去发射超声。
白鱀豚发出的可听声总称“哨叫声”,以区别于上面讲的“的答声”。我国研究人员的研究表明,它们所发哨叫声,细分起来有呼唤声、呼救声、哞叫声、吱吱声等多种。呼唤声、呼救声是同类间联络的声音。哞叫声、吱吱声则是表达自身情绪的声音。
值得指出,在国外,在很长一段时间,鲸类学界认为,包括白鱀豚在内的淡水豚不发哨叫声。但我国的学者,从80年代早期便发现和证实白鱀豚确实发哨叫声……人们过去没有记录到淡水豚的哨叫声,也许原因之一是淡水豚确实不常发射哨叫声。由于对淇淇及同伙的研究工作,我国学者在淡水豚的学术问题上,也创立了新的见解。
这是学界大家介绍的有关白鱀豚声纳系统的最生动的科普知识。
次声、可听声、超声的频率范围及某些动物的发声频率
资料来源:应崇福院士《我们身边的超声世界》插图
应老在文章的最后深情地写到:
在当前,淇淇是人们能接触到的唯一白鱀豚……淇淇承受了几乎全是孤独的受拘生活,开朗地在小小的池内来回游荡,这一游便游了19年,以他的顽强、乐观的坚持生活,为我国了解白鱀豚的事业作出了功不可没的贡献。我们这次专程南下,很高兴能见到他,又很高兴听说他目前健康、壮好,可能还能再活19年……愿淇淇和他的同族们,在政府和全国人民的关怀下,在不多的专业工作者的积极照顾下,能顶住厄运,繁衍多福,在长江长存。
早在1996年,在由国内外著名物理学家撰写出版的《大学物理(当代物理前沿专题部分)》一书中,汪德昭院士和应崇福院士这两位中国声学泰斗与另外两位著名物理学家李启虎院士、张家騄研究员曾在合作撰写其中的“声学”专题里,特别写下了这样一段严谨中饱含感情的文字,介绍“水中国宝”白鱀豚和他们珍爱的“淇淇”。
在声学发展史中值得一提的还有生物声学。其中蝙蝠和白鳍豚是两种在仿生学中有重大价值的动物。20世纪初,美国生理学家葛拉姆包斯指出,蝙蝠会用喉头发射超声,而用耳朵接收回声,因而可以在黑夜中飞行与捕食。我国特有的一级保护动物白鳍豚是美国学者米勒1918年根据洞庭湖上的标本定名的。研究表明,它有非常独特的回声定位系统。1980年1月我国在洞庭湖上捕获一头白鳍豚,取名“淇淇”,现驯养于中科院武汉水生所.
2002年,在听到“淇淇”不幸辞世的消息后,应崇福院士在接受《应用声学》杂志编辑采访时表示,“急切希望当前更积极抢救国家珍宝,决不让‘淇淇’的答(超)声和哨叫(可听)声成为绝唱”。
应崇福院士《我们身边的超声世界》配发的“淇淇”彩照
摄影:邓京军
80岁高龄的应崇福院士南下访“淇淇”,与当年75岁高龄的汪德昭院士亲自带领声学所专家赶赴武汉为“淇淇”作声学实验可谓相得益彰。如今,两位声学泰斗都已作古,他们一生功勋卓著,也为我们留下白鱀豚现代传奇中的两段佳话。
据《声学学报》报道,1980年11月,我国另一位声学泰斗魏荣爵教授应邀到洛杉矶参加美国声学学会第100届会议,并在会上作了题为
“中华人民共和国的声学”报告,系统介绍新中国30年来声学研究的重要发展,在45分钟的报告中,一共放映了50多张投影和幻灯片,魏荣爵教授意味深长地把白鱀豚“淇淇”的幻灯片放在最后一张,作为报告的结尾,这是“淇淇”的影像第一次登上国际声学舞台。
魏荣爵院士(1916-2010)
资料来源:中国科学院官网
假如白鱀豚能够好好地活到今天,假如我们还有第二、第三个“淇淇”,中国开展的淡水豚声学研究必将在国际舞台上大放异彩,方兴未艾!但正如中科院水生所王克雄博士在“倾听豚语”一文中所说,随着航运业的快速发展,长江水下噪声污染日益严重,噪声的频率范围和白鱀豚哨叫声的频率几乎相同,并且强度更大,其结果是白鱀豚的通讯信号被噪声所“淹没”,白鱀豚个体之间的通讯被完全阻断。这是造成白鱀豚迅速走向灭绝的一个重要原因。
当代诗人浪行天下充满忧伤地赋诗“摇篮中的白鳍豚”:
她游动的地域,显然属于母亲河地带
一些普通的小事物,也能让她惊奇地发光
如果归属纲目,她应当是哺乳纲
帆影和桨声,带着乳香一起流淌在周围
是的,她还无力抵抗那些机械的轰鸣
针尖般锐利,随着她的年龄一点点
堆积着。面对着她突如其来的哇哇大哭
我曾想赋予更深的蕴含,或者说是对陌生世界的
热情或失落。“容忍是人生的第一课”
我这样劝慰着,提不出更多的反驳
但全错了,我对她的回声定位能力一无所知
当她妈妈熟悉的脚步声响起,一定是她这一生中
最美妙的乐曲。她淡蓝灰色的脊背猛地一翻
扎了个猛子,继而双臂上扬
构成对这世界一次热烈和空洞的拥抱
与“淇淇”朝夕相处20年的中科院水生所王克雄博士“仍期待着在将来的某个时候能头戴耳机听一听长江中白鱀豚发出的哨叫声,看着它们在悦耳的哨叫声中嬉戏、漫游”。
(待续)
欢迎光临“海翁伯的博客”,本博客致力于汇集记录最全面、最系统、最详实、最严谨的白鱀豚生命档案,以此追忆我们痛失的“水中国宝”,为拯救长江江豚,为保护中华白海豚鼓与呼。
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