這里是科學美國人——60秒科學
有一分鐘時間嗎?
如果你是一只海豚,醫生會要求你鼻子里充滿鼻涕 。因為一項新研究表明,一點粘液有助于這些海洋哺乳動物發出急速連續的咔噠聲并利用回聲進行定位 。
首先,我們要說明一下 。海豚實際上并不會發出這樣的聲音 。(海豚飛寶的笑聲)這種咯咯的笑聲出自一部電視電影,有人說那實際上是用澳大利亞笑翠鳥的叫聲偽造的 。
真正的海豚,像這些寬吻海豚,它們的聲音聽起來更像這樣 。(寬吻海豚的聲音)它們通過發出的咔噠聲、啾啾聲和口哨聲來進行導航、交流和捕食 。尤其高頻咔噠聲可以幫助海豚飛寶和它的同類進行定位,追蹤用作晚餐的魚類 。
海豚迫使空氣穿過氣孔之下的鼻道制造出聲音 。海豚的鼻區有被稱為背側黏液囊的唇形片狀瓣膜,通過振動和碰撞讓海豚能夠“講話” 。
現在,一個研究小組建立了一個可重現海豚叫聲特征的簡化模型 。他們發現,秘密成分是鼻涕 。
在瀏覽文獻時,海洋學家亞倫·索德偶然發現了一個模型,這個模型將聲帶描繪成由彈簧相連、可以儲藏和釋放能量的集塊,以及消散能量的阻尼器 。這一模型成功地復制了發聲系統的基本特征,如聲帶振動的頻率 。
索德的父親是美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的退休核物理學家,索德邀請他的父親萊斯特加入研究,幫助他使這個模型與海豚的鼻部解剖構造相符合 。當他們將模型產生的模擬聲音與海豚真實聲音的錄音進行比較時,他們發現,這個模型模擬的撞擊聲和延長形成的環狀結構就是海豚發出的咔噠聲的一部分 。這就是模型發出的聲音,不過我們放慢了速度讓大家可以聽清 。
最初的撞擊聲來自背側黏液囊的碰撞 。而回聲則來源于組織分離時產生的振動 。不過小索德認為,黏液囊必須要有足夠的粘性,一下靠攏又分開,才能產生這種聲音并達到正確的音量和音高 。這種粘性來自粘液 。索德在鹽湖城舉行的聲學學會上發表了這一研究成果 。
模擬聲音與海豚原聲的匹配度令人鼓舞,索德父子計劃繼續合作下去,完善他們的模型 。“我認為有些父子因足球而親密,而我爸爸和我是因為微分方程和撰寫這篇論文而親密起來的 ?!?br />謝謝大家收聽科學美國人——60秒科學 。我是我是凱倫·霍普金 。
譯文為可可英語翻譯,未經授權請勿轉載!