Этот обыкновенный загадочный дельфин
Шрифт:
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 благодаря 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
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 довольно 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.
Дельфины используют и эту особенность предметов для их распознавания. Только ему вовсе не обязательно прикасаться к каждому предмету палочкой, как в только что описанном опыте. Роль палочки выполняет все тот же локационный импульс, издаваемый дельфином. Ведь этот импульс очень короткий, настоящая «звуковая пуля» — об этом уже писалось выше. Когда такой короткий импульс достигает какого-либо предмета и «ударяет» по нему, он действует точно так же, как палочка в нашем опыте. Дельфин «простукивает» своими импульсами окружающие его предметы, и они послушно откликаются своими характерными голосами. Акустики называют эти ответные звуки-голоса «вторичным эхом» в отличие от обычного, «первичного эха», которое является просто отражением звука от поверхности предмета.
Российский ученый-акустик Николай Дубровский впервые предположил, что для распознавания предметов дельфин пользуется не только первичным, но и вторичным эхом. И не только предположил, но и доказал это экспериментами. Он обучал дельфина различать, пользуясь своим локатором, разные предметы, а потом, искусно варьируя формой предметов и материалом, из которого они были сделаны, добивался того, чтобы какие-то пары предметов имели практически одинаковое первичное эхо, но разное вторичное, а какие-то другие пары — наоборот. Наблюдая, насколько успешными были действия дельфина в разных ситуациях, установили, какими свойствами получаемого эха пользуется дельфин.
Сейчас уже точно доказано, что дельфины прекрасно слышат и первичное, и вторичное эхо, точнее, они слышат их комбинацию — целостный «звуковой портрет» предмета. И чуткое ухо животного прекрасно различает эти звуковые портреты, звуковые образы предметов. По ним оно и распознает все элементы окружающей обстановки.
Но дельфин умеет не только слышать тончайшие оттенки «звуковых портретов» и по ним распознавать детали окружающей обстановки. Он может и разнообразно управлять звуками, которые посылает локатор животного, тем самым улучшая его работу. Если нужно, например, обнаружить предметы, находящиеся на большом расстоянии, дельфин издает звуковые импульсы, обладающие громкостью пистолетного выстрела: ведь пока звук преодолеет расстояние до удаленного предмета и вернется обратно, он заметно уменьшится, а пока эхо преодолеет этот же путь в обратном направлении, оно станет еще тише; поэтому, чтобы можно было услышать достаточно громкое эхо, излученный звук должен быть очень
Может меняться и частота издаваемых звуковых импульсов, и другие их характеристики. Ведь иногда разные предметы удобнее прощупывать разнообразными звуками, чтобы получить наиболее полные сведения о свойствах этих предметов. И дельфин умело пользуется своими возможностями. Как осветитель в театре, регулируя свет и включая то одни, то другие софиты, добивается, чтобы в каждой сцене было выделено, высвечено самое главное, чтобы луч света позволил во всех деталях рассмотреть лица и костюмы актеров, так и дельфин, регулируя работу своего звукового прожектора, «высвечивает» самые главные, самые важные для него свойства предметов.
Кстати, оказалось, что это не так уж легко — надежно доказать, что дельфины могут существенно менять характер издаваемых ими локационных импульсов. Казалось бы, что тут сложного: стоит лишь установить в бассейне, в котором плавает дельфин, подводный приемник звуков — гидрофон и записывать звуки, издаваемые животным при локации. Наберется достаточно большая коллекция таких звуков, и выяснится: то ли все звуки более или менее одинаковые — это значит, что дельфин не умеет варьировать свои локационные сигналы, то ли они различаются в зависимости от ситуации — значит, умеет. Но на самом деле все не так просто. Что зарегистрирует опущенный в бассейн гидрофон — это зависит не только от того, какой звук издал дельфин, но и от того, на каком расстоянии от него, на какой глубине расположен гидрофон, а на какой — дельфин, как повернута голова животного и каково оказалось положение гидрофона относительно головы, и от многих других обстоятельств, которые все время меняются, когда дельфин движется и ищет нужный предмет с помощью своего эхолокатора. Учесть все эти изменения довольно трудно. Достаточно дельфину чуть-чуть повернуть голову, и звук достигнет гидрофона уже несколько иным, даже если на самом деле животное издало точно такой же звуковой импульс. Чтобы проконтролировать в таких исследованиях положение головы дельфина относительно гидрофона, используют кино- и видеосъемку, но все равно точно учесть эффект малейших движений головы нелегко.
Российский акустик Евгений Романенко и его сотрудники решили эту задачу радикальным способом: вместо того чтобы пытаться точно определить положение головы дельфина относительно гидрофона, они обеспечили постоянное положение приемника относительно головы, укрепив его (точнее, даже несколько гидрофонов) прямо на голове животного. Для этого им пришлось сконструировать специальный портативный магнитофон, который дельфин, специально этому обученный, мог носить на своей спине. А от магнитофона шли провода к миниатюрным гидрофонам, прикрепленным маленькими присосками к разным местам на голове животного. Дельфин быстро приучался носить на себе всю эту амуницию, которая не доставляла ему большого беспокойства. Он, как обычно, пользовался своим локатором. И тогда включался магнитофон, который регистрировал звуки такими, какими они были непосредственно около головы животного. При этом акустики решали сразу два вопроса. С одной стороны, как бы ни вертел головой дельфин, положение каждого из гидрофонов относительно его головы оставалось постоянным. Тут уж была полная уверенность: если звуки, записанные таким способом, окажутся разными, то это может происходить только потому, что характер звуков меняет сам дельфин. С другой стороны, гидрофонов-то было несколько, так что, сравнивая полученные от них записи, можно было заодно установить, как характер записанных звуков зависит от положения гидрофона относительно головы.
Когда расшифровали сделанные таким способом магнитофонные записи, сомнений не осталось: дельфин может перестраивать работу своего звукового прожектора в зависимости от того, какие предметы и как он хочет прозондировать их своим звуковым лучом.
Глава четырнадцатая
Как разговаривать с закрытым ртом?
Лучше скажи мало, но хорошо.
А как вообще дельфины издают звуки? Вопрос, казалось бы, праздный. Ведь почти все млекопитающие животные и человек имеют прекрасный голосовой аппарат, и устройство этого аппарата хорошо известно. С его помощью издаются все звуки, необходимые для взаимного общения и для других целей. Почему же и дельфину не располагать голосом, способностью издавать все необходимые ему звуки?
Но в том-то и дело, что дельфин не может пользоваться таким же голосовым аппаратом, как наземные животные. И все это опять из-за того, что дельфины дышат воздухом, но живут в воде.