说到雷达的发明,很多人会想到曾在小学语文教科书中学过的一篇课文《蝙蝠与雷达》。这篇课文提及,科学家通过反复实验研究,发现蝙蝠嘴里可以发出超声波,超声波遇到障碍物会反射回来,传到蝙蝠的耳朵里,蝙蝠据此来改变飞行方向。课文明确写道,“科学家模仿蝙蝠探路的方法,给飞机装上了雷达”,不过与蝙蝠发出超声波不同,雷达通过天线发出的是无线电波。
我们现在知道,蝙蝠判断方位的方式叫作回声定位。那么问题来了:雷达真的是模仿蝙蝠的回声定位发明的吗?蝙蝠发出的超声波和雷达发射的无线电波是不是一回事呢?让我们一起回到100多年前,看看历史上到底发生了什么。
蝙蝠回声定位的发现在18世纪,一位名为斯巴兰扎尼的意大利生物学家对这个问题产生了兴趣,并进行了实验研究。他先是把蝙蝠关在完全漆黑且没有任何障碍物的房间里,发现蝙蝠几乎不会飞了。
但这似乎说明不了什么,万一是房间太黑,蝙蝠看不见,不敢飞呢?于是他又设计了进一步的实验。当他将蝙蝠致盲或将其鼻子遮蔽后,再放入有障碍物的房间中,结果发现它们仍然可以自如地飞行;当他将蝙蝠的耳朵塞起来以后,发现蝙蝠就很容易撞到障碍物了。由此他推断,蝙蝠是通过听觉来导航的。
雷达是一项重要的军事发明,得益于电磁波理论和技术的进步。德国物理学家赫兹在1888年证明了电磁波的存在,无线电报、无线电收音机、无线电广播相继问世。对于电磁波会被物体反射的现象,赫兹早就注意到了。1897年,俄国科学家波波夫提出了在海上利用无线电波探测目标的设想,但并未付诸实践。因为那是在电磁波研究的早期阶段,尚未投入应用。
总的来说,雷达的发明与改进是技术不断进步的表现。由于雷达的研制后来跟军事活动牵涉甚多,基本上是在保密条件下开展的,可以说是在几个不同国家同时获得发展进步的。值得一提的是,“雷达”这个名词一直到20世纪40年代中期才出现,英文Radar是Radio Detection And Ranging这几个单词的缩写。
通过梳理这段历史,我们可以发现,蝙蝠回声定位的发现与雷达的发明是两个独立的事件,就现有的证据而言,无法证实后者是受到前者的启发。由于斯巴兰扎尼的实验结果长期被忽视,直到20世纪40年代才被格里芬等人揭晓谜底,而彼时雷达已经在军事中获得实际应用,这就让雷达的发明受蝙蝠回声定位启发的说法难以自圆其说。