Sóng siêu âm của loài dơi

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Tiếng vọng. Tiếng vang. Các sóng dội lên và phản hồi lại.

 

GIÁO SƯ:    Đó chính là những nguyên tắc giúp ra-đa và hệ thống định vị bằng siêu âm hoạt động. Nhưng nếu quý vị nghĩ những điều này được phát minh ra trong thế kỷ hai mươi, thì quý vị sẽ thực sự ngạc nhiên đấy.

 

GIÁO SƯ:    Các nhà nghiên cứu mang máy tính xách tay vào những khu rừng nhiệt đới để học hỏi những giáo viên bất thường: những con dơi. Loài động vật có vú biết bay kỳ lạ này có một hệ thống định vị bằng âm thanh mà các nhà khoa học vẫn còn đang phải nghiên cứu.

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Nếu tôi nhớ không lầm, siêu âm là một dạng sóng âm tương đương với sóng radar.

 

GIÁO SƯ:    Đúng vậy. “Sóng radar” được đặt tên bằng cách viết tắt cụm từ tiếng Anh “RAdio Detecting And Ranging,” nghĩa là dò tìm và xác định khoảng cách bằng sóng vô tuyến.  

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Nói cách khác, hệ thống này sử dụng sóng vô tuyến để dò tìm vật thể, và xác định khoảng cách cũng như tốc độ của vật thể đó. Một bộ phát sóng vô tuyến phát đi các chùm sóng ngắn. Nếu chùm sóng đó va đập vào một vật thể, một số sóng sẽ dội lại vào một bộ thu sóng vô tuyến. 

 

GIÁO SƯ:    Đúng vậy. Nhờ xác định được hướng sóng vô tuyến dội lại, thiết bị ra-đa có thể cho biết vật thể đang ở đâu. Bằng cách đo khoảng thời gian từ lúc sóng được phát đi cho đến lúc nó dội lại, ra-đa tính toán được vật thể đang ở cách đó bao xa.   

                   Có rất nhiều sự biến cách và cải cách, nhưng vừa rồi là nguyên tắc căn bản của kỹ thuật này.

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Tại sao các kỹ sư ứng dụng nguyên tắc ra-đa vào sóng âm, và phát triển hệ thống định vị bằng siêu âm?

 

GIÁO SƯ:    Bởi vì trong một số điều kiện, sóng vô tuyến truyền đi không được chính xác, ví dụ như dò tìm tàu ngầm dưới nước.  

                   Siêu âm, Sonar, là từ viết tắt của SOund Navigation And Ranging, nghĩa là dò tìm và xác định khoảng cách bằng siêu âm. Con người nghĩ rằng mình đã phát minh ra kỹ thuật này trong Thế chiến II, cho đến khi khám phá ra loài dơi đã sử dụng nó nhiều thế kỷ rồi!    

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Tôi có đọc rằng một nhà khoa học người Ý đã nghi ngờ loài dơi có sử dụng một loại kỹ thuật nào đó, từ những năm 1770. Lazzaro Spallanzani [lah-ZAR-roh spal-lan-ZAH-nee] đã quan sát thấy loài dơi định vị trong bóng đêm chính xác như con người định vị giữa ban ngày.  

 

GIÁO SƯ:    Nghĩ rằng loài dơi có thể có đôi mắt cực tinh tường đến mức có thể nhìn rõ trong môi trường không đủ ánh sáng cho con người, ông đã thí nghiệm bằng cách bịt mắt một số dơi. Những con dơi này bay tránh được các chướng ngại vật lúc bị bịt mắt cũng như lúc không bị. Spallanzani đưa ra thí nghiệm khó hơn bằng cách đặt thêm chướng ngại vật, bao gồm cả những sợi chỉ mảnh. Dù vậy bằng cách nào đó những con dơi bị bịt mắt vẫn xác định được, và tiếp tục bay mà không bị va chạm.

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Cũng vào khoảng thời gian đó một nhà nghiên cứu người Thụy Sĩ phát hiện ra nếu ông bịt tai dơi lại, chúng sẽ đâm vào các chướng ngại vật. Không nhà khoa học nào có được những thiết bị hiện đại như chúng ta có ngày nay, vì vậy họ đã không hình dung ra được câu trả lời đầy đủ về phương pháp định vị của dơi. Họ chỉ đơn giản ghi nhận lại những điều gây tò mò đó.

 

GIÁO SƯ:    Không lâu trước Thế chiến II, hai nhà khoa học người Mỹ tại Đại học Harvard [HAR-vurd] University nghiên cứu vấn đề này. Họ phát hiện ra loài dơi phát ra và nhận lại những sóng âm có tần số quá cao nên con người không thể nghe được, vào khoảng 35,000 Hertz.

                   Nghiên cứu sâu hơn, họ thấy rằng dơi phát ra âm thanh theo từng chùm ngắn, khoảng 1/100 giây. Khi bay qua một khu vực trống, chúng phát ra khoảng năm chùm xung ngắn, ngắt đoạn trong một giây. Khi đến gần một chướng ngại vật, chúng tăng lên khoảng sáu mươi chùm xung trong một giây, để đảm bảo có thể phát hiện ra mọi nguy hiểm và né tránh.

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Chẳng phải dơi thường bay theo bầy sao?

 

GIÁO SƯ:    Đúng vậy.   

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Nếu cả nhóm cùng định vị bằng cách phát ra các tín hiệu siêu âm, vậy làm thế nào chúng tránh được việc nhầm lẫn với nhau?

 

GIÁO SƯ:    Mỗi con dơi phát sóng ở một tần số chỉ khác nhau một chút, cứ như là có một cục kiểm soát tần số đã cấp cho chúng vậy. Và đôi tai của mỗi con dơi chọn lọc tốt đến mức chúng không hề nghe thấy âm thanh từ những con dơi khác, hay ít nhất chúng có thể phớt lờ những âm thanh đó và tập trung vào âm thanh của mình.

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN:      Thật kinh ngạc!

 

GIÁO SƯ:    Họ cũng khám phá ra rằng miệng và tai của dơi đều có chức năng định hướng. Miệng phát ra âm thanh chỉ theo một hướng, và tai lắng nghe theo chính hướng đó. Việc giảm nhiễu sóng còn phức tạp hơn, các tần số cao này yếu dần và biến mất trong một khoảng cách ngắn hơn các sóng mà con người có thể nghe được.

Vì vậy chúng ta tự hỏi làm sao loài động vật có vú tí hon này có thể biết được phải dùng tần số nào!

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Làm sao chúng có thể tạo ra 5 đến 60 âm thanh trong một giây, và vẫn thở? Làm sao chúng có thể ăn côn trùng chúng bắt được trong khi đang bay, trong khi việc chúng có bay an toàn hay không phụ thuộc vào việc chúng phải mở miệng, và phát ra các xung âm?                 

 

GIÁO SƯ:    Các nghiên cứu về loài dơi vẫn đang được tiếp tục. Một bài báo đăng trên tờ New York Times mở đầu: “Khi mặt trời lặn, hai nhà bảo tồn thiên nhiên, Bruce [BROOS, man’s name] và Carolyn [KAIR-oh-lin, woman’s name] Miller [MIL-ur], bước chầm chậm vào rừng nhiệt đới Belize, mang theo một chiếc bàn gấp và máy tính xách tay được bọc ni-lông để ngăn lũ bọ bám vào bàn phím.

                   “…Trong 15 phút, các đốm sáng tốc độ cao chạy ngang qua màn hình ra-đa trên máy tính… Các đốm sáng thu lại các tín hiệu siêu âm do loài dơi phát ra khi chúng di chuyển lướt qua trong bóng đêm, định vị các chướng ngại vật và con mồi. Hệ thống do Úc sản xuất của các nhà nghiên cứu này có khả năng xác định các tín hiệu quá cao đến mức tai người không thể nghe được, đã giúp hiện thực hóa việc nghiên cứu loài động vật có vú thường bị hiểu lầm này bằng cách bắt lấy âm thanh, chứ không phải bắt lấy chúng.”  

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Đó là một sự cải thiện quan trọng. Cho đến bây giờ, các nhà nghiên cứu phải cố bắt lấy chúng bằng lưới hoặc bẫy. Kỹ thuật này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu làm được nhiều điều hơn là chỉ đếm số dơi bắt được.  

 


GIÁO SƯ:    Bài báo viết tiếp: “Cho đến nay Millers đã thống kê được âm thanh riêng biệt của 17 trong số 37 loài dơi ăn côn trùng được biết đến ở Belize. Một khi âm thanh của tất cả chúng đã được xác định, một nhà khoa học có thể lắp đặt một thiết bị vào ban đêm và cho biết khá nhanh đó là loài dơi nào.”

                   Chẳng hạn như, các chuyên gia từng nghĩ rằng loài dơi lông xù là cực kỳ hiếm. Nhưng các thông tin mới cho thấy chúng khá phổ biến ở Belize. Trước đây, người ta nghĩ rằng dơi mũi lá là loài chính bởi vì chúng thường bị bắt khi bẫy lưới. Bây giờ người ta biết loài dơi ăn sâu bọ cũng có số lượng rất lớn.

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Những thông tin đó có giúp các nhà lãnh đạo đưa ra kế hoạch khai thác gỗ và phát triển nông nghiệp mà không khiến các loài dơi quý hiếm bị tuyệt chủng không?

 

GIÁO SƯ:    Vâng. Điều bất lợi của phương pháp nghiên cứu bằng âm thanh này là nhà nghiên cứu không chỉ nghe âm thanh mà còn phải nhìn thấy trực tiếp từng loài ít nhất một lần, nếu không họ không thể biết được âm thanh nào là của loài nào. Điều đó không hề dễ dàng. Một chiếc bẫy nằm giữa một khu vực nghiên cứu 50.000 hec-ta chỉ giống như một chiếc tem thư giữa khu rừng rộng lớn.

                   Các nhà nghiên cứu phát hiện dấu vết âm thanh một loài dơi chưa xác định giữa rừng trong hàng tháng. Khi bắt được chúng, họ để chúng bay quanh nhà bếp, vốn cũng có chức năng là một phòng thí nghiệm. Khi chúng bay quanh chiếc quạt trần, các nhà khoa học bật thiết bị dò tìm dơi và lập tức nhận ra mẫu âm mà họ đã nghe trước đây.

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Như vậy họ có thể biết loài nào đã phát ra mẫu âm mà họ nghe được trước đó.

 

GIÁO SƯ:    Đúng vậy. Sau nhiều đêm lắng nghe và phân tích âm thanh, nhóm nghiên cứu đã thuộc lòng giai điệu của từng loài dơi. “Chúng tôi ngồi bên máy vi tính, và xác định từng loài dơi,” bà Miller nói. Chồng bà có thể xác định được một số loài sau khi nghe chỉ hai âm.

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Chúng ta có thể tóm tắt bằng cách nói rằng, nhiều nhà khoa học giỏi nhất trên thế giới vẫn phải ngạc nhiên bởi hệ thống định vị siêu âm của loài dơi. Vậy mà loài dơi nhỏ bé đã mang theo và sử dụng bộ máy phức tạp này hàng ngàn năm rồi.  

                            

GIÁO SƯ:    Và chúng ta có thể hỏi: Ai đã thiết kế và tạo nên bộ máy đó cho chúng? Và ai đã dạy chúng sử dụng bộ máy đó?

                   Có thể sinh vậy bay có khả năng định vị vượt trội hơn cả con người này có thể giúp chúng ta tìm ra câu trả lời.     

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Ý giáo sư là gì?

 

GIÁO SƯ:    Có thể hệ thống định vị siêu âm của loài dơi đưa chúng ta khám phá ra có một Thực thể còn thông minh hơn loài dơi hay con người rất nhiều.  

                   Có thể nhà khoa học nổi tiếng Lord Kelvin đã đúng khi nói: “Nếu bạn suy nghĩ đủ kỹ càng, bạn sẽ bị khoa học ép phải tin vào Đức Chúa Trời.”

 

NGƯỜI PHỎNG VẤN: Vậy đó là ngụ ý của giáo sư khi nói: “Có thể sinh vật bay có khả năng định vị vượt trội hơn cả con người này có thể giúp chúng ta tìm ra câu trả lời.”


Họ và tên (*) Email (*)
Hiển thị email
Nội dung
 

Phải chăng con người chỉ là loài động vật?
Đức Chúa Trời có dùng sự tiến hóa không? Thưa giáo sư, có phải Đức Chúa Trời dựng nên con người đầu...
Biểu tượng của Tiến Hóa - Jonathan Wells Chúng ta đều đã thấy những bức hình vẽ những sinh vật trông...
Cuốn sách thứ hai của Darwin
Tham gia trận chiến tưởng tượng
Cộng sự thầm lặng của Darwin ... người đồng sáng tạo học thuyết tiến hóa, Alfred Russel...
   Đăng nhập | Đăng ký