Беседы о бионике - [72]
Некоторые исследователи предполагают, что действие локатора мормируса основано на принципе изменения электропроводности среды. Возможно также, что длиннорыл в результате длительной эволюции сумел "подобрать" для своего радиолокатора какой-то неизвестный пока инженерам диапазон электромагнитных волн, с помощью которых ему удается осуществлять радиолокацию под водой.
Загадку нильской рыбки предстоит решить совместными усилиями ученых, занимающихся радиотехникой и бионикой, — ведь не исключено, что мормирус "изобрел" принцип эффективного обнаружения, который неизвестен пока специалистам по локационной технике.
До сих пор мы говорили об активной локации, суть которой состоит в том, что обнаружение "целей" производится за счет энергии, затрачиваемой передатчиком локатора на "прочесывание" окружающего пространства. С помощью активных локаторов можно обнаружить любой предмет, лишь бы он был достаточно большим и находился достаточно близко.
Но природа не обошла вниманием и другой способ локации — пассивное обнаружение объектов, которые сами излучают энергию. За примерами далеко ходить не нужно. Органы слуха позволяют устанавливать присутствие звучащего (т. е. излучающего энергию звуковых колебаний) предмета и определять направление на этот предмет. Органы зрения дают нам возможность обнаружить тело, испускающее видимый свет. Глаза — весьма совершенные пассивные локаторы, однако с их помощью человек не может увидеть предметов, испускающих, например, инфракрасные (тепловые) лучи. А некоторые животные могут.
Глубоководные кальмары, помимо обычных глаз, наделены еще так называемыми термоскопическими глазами, т. е. органами, способными улавливать инфракрасные лучи. Термоскопические глаза расположены по всей нижней поверхности хвоста. Они устроены так же, как обычный глаз, но снабжены светофильтрами, задерживающими все лучи, кроме инфракрасных.
Рис. 8. Между ноздрей и глазом у ядовитых змей шитомордиков имеются большие ямки. Стрелкой показано углубление, напоминающее дополнительную ноздрю
Своеобразными термолокаторами обладают и змеи. У некоторых ядовитых змей между глазом и ноздрей с каждой стороны находится по довольно большому углублению, и поэтому кажется, что у них четыре ноздри (рис. 8). Такие змеи водятся в Америке (гремучие змеи) и в Азии (щитомордики). Исследования представителей этого семейства дали ученым основания утверждать, что "ямки" на голове змеи представляют собой какой-то орган чувств.
Было установлено, что каждое углубление разделено тонкой перегородкой на две части — наружную и внутреннюю. Разделяющая их перегородка очень тонка и вся пронизана нервными волокнами. Безусловно, это орган чувств. Но каких? На сей счет было сделано очень много предположений, и только недавно выяснилось, что лишняя пара "ноздрей" и служит термолокатором.
Проделали такой эксперимент. Змею ослепили и лишили обоняния. Затем к ее голове поднесли не включенную электрическую лампочку. Змея не обратила на нее никакого внимания. Но когда к голове змеи поднесли горящую лампочку (по соображениям "чистоты" эксперимента она была обернута черной бумагой, не пропускавшей свет), змея сделала молниеносный бросок и укусила теплую "жертву". Змея не могла увидеть лампочку, но тем не менее она не промахнулась. Сразу же было предложено и объяснение устройства термолокаторов. Было решено, что во внутренней камере сохраняется температура окружающего воздуха, а в наружной возникают изменения температуры, вызванные тепловым излучением "целей". Нервные волокна, пронизывающие всю перегородку, улавливают разницу температур и передают ее в мозг — змея узнает, где находятся более теплые, чем окружающий воздух, предметы.
Термолокаторы змей приспособлены для ночной охоты. С их помощью змея обнаруживает мелких теплокровных зверьков и птиц. У змеи слабые зрение и обоняние и неважный слух. На помощь змеям пришел еще один орган — термолоцирующий. Не звуки и не запах, а тепло тела выдают змее ее жертву. Ученые установили, что термолокатор змей реагирует на разность температур в 0,001° Ц. Такая чувствительность сделала бы честь любому прибору для наведения ракет на цель по испускаемому ею тепловому излучению.
Лучшие из современных технических термолокаторов имеют чувствительность порядка 0,0005° Ц, так что здесь инженеры оказались сильнее природы. Чувствительность таких устройств определяется в первую очередь качеством болометра (приемника инфракрасного излучения), зачерненная поверхность которого сильно меняет свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Роль такого болометра у змеи играет, очевидно, мембрана между обеими камерами. Есть все основания считать, что она более чувствительна к инфракрасному излучению, чем пленка болометра. В самом деле, поверхности, которые собирают тепловые лучи и фокусируют их на болометр термолокатора и на чувствительную перегородку змеи, очень сильно различаются по величине. Зеркало чувствительного термолокатора, фокусирующее падающее на него излучение на болометр, может иметь в диаметре больше метра, тогда как диаметры "ноздрей" — теплового локатора змеи — не превышают сантиметра. Таким образом, площади этих поверхностей различаются на четыре порядка. А чувствительность технических термолокаторов больше термолокатора змеи только в два раза, а это значит, что перегородка змеи чувствительнее пленок современных болометров в несколько тысяч раз. Вот где следует искать путей повышения чувствительности технических систем такого рода! Но, увы, принцип работы болометра змеи пока неясен.
