Александр Супин - Этот обыкновенный загадочный дельфин

А вот звуковой локатор дельфина если и сталкивается с такими ограничениями, то в значительно меньшей степени, чем наше зрение. Все дело в том, что очень многие материалы в значительной степени способны проводить звук, то есть они звукопрозрачны. Звуковые волны могут проникать в глубь предметов, пронизывая их насквозь. Поэтому и отражение звука происходит не только от поверхности предмета, но и от его внутренних деталей. Поэтому характер отраженного эха зависит не только от формы предмета и характера его поверхности, но и от его внутреннего строения, в том числе и от мате риала, из которого он сделан. А раз так, то, прослушивая эхо, дельфин получает сведения и о внешнем, и о внутреннем строении предметов — происходит нечто вроде звукового рентгена.

Поэтому дельфин без труда различает, например, два предмета одинаковой формы и одинакового внешнего вида, но сделанные из разных материалов: эти материалы по-разному отражают звук, и животное прекрасно все слышит. Оно легко отличает сплошное тело от такого же по внешнему виду, но полого: внутренняя полость тоже отражает звук, и благодаря этому дельфин узнает о ее существовании.

Кстати, если помните, в одной из предыдущих глав шла речь о том, что дельфин, встретив человека, сразу же узнает, что у него внутри есть заполненные воздухом легкие, такие же, как и у его сородичей. Тогда мы не ста ли останавливаться на вопросе о том, как именно он это узнает. Но теперь ответ ясен: заполненные воздухом легкие внутри нашего тела представляют собой полость, прекрасно отражающую звук. Поэтому, когда животное ощупывает своим локатором человека или другого дельфина, оно сразу же обнаруживает, что это — существа, дышащие воздухом.

Возможности дельфиньего локатора поистине огромны. Но как именно действует это замечательное приспособление? Самый основной принцип действия, как уже говорилось, хорошо известен: он основан на прослушивании эха, которое возникает при отражении предмета ми звуков, издаваемых самим дельфином. Но от пони мания основного принципа эхолокатора еще очень далеко до осознания всех деталей, которые и определяют удивительные возможности этого устройства.

В самом деле, ведь только на первый взгляд все получается легко и просто: издал звук, услышал эхо — и сразу ясно, что находится вокруг. Выше я уже предлагал читателю провести мысленный эксперимент: попытаться ориентироваться в комнате, прослушивая эхо от им же самим издаваемых звуков. Тогда мы остановились на том, что из-за ограниченных особенностей нашего слуха мы в большинстве случаев просто не расслышим, есть эхо или нет. Но это еще полбеды. Представим себе, что мы находимся в таком месте, где все-таки есть отчетливое эхо. То есть на самом-то деле, как уже говорилось, оно есть всегда, а когда мы говорим «есть эхо», это значит, что оно приходит с достаточно большой задержкой, чтобы не сливаться с исходным звуком, но при этом еще достаточно сильное, чтобы его можно было расслышать. Итак, эхо слышно. Ну и что? Можем мы с завязанными глазами определить, какие предметы нас окружают и какой из них создает эхо? Не тут-то было. В лучшем случае мы скажем, что раз эхо пришло с той или другой стороны, значит, там что-то есть. Но что именно представляет собой это «что-то»? Оказывается, совсем не так просто по характеру эха установить свойства окружающих предметов, «увидеть» их.

А вот дельфин каким-то образом умеет это делать, причем очень хорошо. И крайне важно установить, как именно он это делает. Ведь если мы поймем, как по отраженному звуковому сигналу животное распознает разные предметы, то это поможет усовершенствовать и сделанные человеческими руками локаторы — радары и сонары, «научить» эти приборы так же хорошо распознавать обнаруженные ими предметы. Кое-что в этой сложной проблеме постепенно становится ясным благо даря совместным усилиям многих ученых.

Когда лоцирующий звук, изданный дельфином, достигает какого-либо предмета, то характер отраженного звука (эхо) зависит от многих свойств этого предмета. Он зависит прежде всего от формы и размера предмета: каждая его грань, каждая его сторона отражает звук в ту или иную сторону, в зависимости от своего положения, и общая картина отраженного звука зависит от всей формы предмета. Зависит отраженный звук также и от характера поверхности предмета: гладкие поверхности, как зеркало, отражают звук в одном определенном на правлении, а неровные рассеивают звук в разных на правлениях. Зависит характер звука и от материала, из которого сделан предмет: разнообразным материалам свойственна присущая каждому из них способность отражать и поглощать звук. Наличие внутри предмета более плотных частей (например, скелет внутри тела животного) или, наоборот, менее плотных (полостей) вызывает дополнительные отражения звука, которые складываются с отражениями от поверхности и создают дополнительную окраску отраженного звука в целом. И целый ряд других свойств и признаков предмета тоже так или иначе влияет на характер образующегося эха. Вот и получается, что если к разным предметам приходит даже совершенно одинаковый лоцирующии звук, то отраженные от них звуки окажутся очень разными: от каждого предмета — свой особый. Таким образом, каждый из предметов приобретает как бы свой характерный звуковой портрет, звуковой образ.

Есть у дельфинов и другие возможности, благодаря которым они различают звуковые образы разных предметов. Чтобы рассказать еще об одной из них, вначале представим себе несложный опыт. Пусть перед нами находится несколько разных, наугад выбранных предметов: хрустальный бокал, железная ложка, деревянная чурка, стальной камертон. Возьмем тонкую палочку и легонько ударим по каждому из этих предметов. И каждый отзовется на удар своим, только ему присущим звуком: хрустальным звоном откликнется бокал, дребезжащим звяканьем — ложка, глухим стуком — деревянная чурка, протяжной чистой нотой запоет камертон. Каждый предмет звучит по-своему в зависимости от размеров, формы, материала и от многих других свойств. То есть любая вещь имеет свой особый «голос». Этот голос возникает потому, что легкий удар или толчок вызывает упругие звуковые колебания внутри самого предмета. Распространяясь внутри предмета, следуя иногда до вольно сложным извивам его формы, многократно отражаясь внутри от его наружных и внутренних поверхностей, неровностей, звуковые волны одних частот «раскачиваются», усиливаются; волны других частот, наоборот, ослабевают, и вся эта сложнейшая мешанина разных звуковых колебаний в различных пропорциях как раз и составляет характерный для данного предмета «голос». И по этому характерному звуку довольно легко распознать многие предметы: звон хрустального бокала мы никогда не перепутаем со стуком деревяшки.