Когда мы говорим о звуках насекомых и различаем среди них песни любви, призывы или выражение негодования, мы, сами того не замечая, спекулируем на этом. Мы как бы метем пыль за дверью. Пытаясь разгадать, что означают звуки животных в различные времена года, почти наверняка мы считаем важным что-то такое, чему сами животные не придают значения. Только благодаря ассоциациям мы способны наслаждаться тем, что отличаем мягкий шум крыльев бабочки бражника, парящей над цветком в сумерки, от более сильного жужжания колибри, навещающей тот же цветок на рассвете. Звуки эти можно услышать только летом, когда есть и цветы, и птицы, и бабочки.
Когда мы были в тропической Америке, где всегда стоит лето, нас заинтересовало, имеют ли какой-нибудь смысл звуки, издаваемые «сверчковыми бабочками» Ageronia. Эти насекомые отдыхают на стволах деревьев, свесившись вниз головой, и бесшумно помахивают крыльями, как бы демонстрируя ярко-синие пятна. Через каждые несколько минут в воздух стремительно взлетает самец; он громко, как будто каблуками, прищелкивает крыльями. Затем он возвращается к своему месту на стволе, исполнив один или два пируэта. Безусловно, он взлетает, чтобы привлечь внимание самки. Но волнует ли самку этот звук, столь похожий на щелканье пальцев? Может быть, для бабочек он значит не больше, чем для голубей удар крыльев, когда эта птица впервые поднимается в воздух? Когда Чарльз Дарвин был в Бразилии, он наблюдал, как пара таких насекомых гонялась друг за другом. Дарвин «отчетливо слышал щелкающие звуки, подобные треску при движении зубчатого колеса под пружинной защелкой. Треск продолжался с короткими перерывами, и его можно было слышать за двадцать ярдов [10]».
|
|
Даже когда звук просто сопровождает действия животного, он тоже может служить определенной цели. Назойливый писк комара — результат быстрого движения его крыльев при полете. Мы достаточно хорошо его знаем и, заслышав писк, съеживаемся, ожидая укуса. Самцы комаров воспринимают этот звук, улавливая его особо чувствительными участками своей антенны. Длинные волоски на антенне вибрируют в унисон со звуками крыльев самок того же вида. Самцов комаров — переносчиков тропической лихорадки — сильнее всего привлекают колебания от 500 до 550 в секунду; их подруги производят соответствующий звук биением крыльев со скоростью от 449 до 603 взмахов в секунду. Самец улавливает эти звуки даже на фоне громкого шума. Однако иногда одураченные самцы прилетают целыми тучами к электростанциям, у которых гудение генераторов имеет соответствующую высоту. У основания охлаждающих устройств каждого большого трансформатора можно найти миллионы таких комаров. Опустившись на горячую вибрирующую поверхность, они мгновенно изжариваются.
Но самый ужасающий из всех звуков, производимых насекомыми при полете, можно услышать во время сезонного нашествия мигрирующей саранчи на Ближнем Востоке и во многих частях Африки. Эти полчища были «восьмой напастью», поразившей египтян в День Моисея. Дарвин, описывая свои впечатления от саранчи, которую он повстречал на равнинах Патагонии, цитирует «Апокалипсис»: «…шум от крыльев ее — как стук от колесниц, когда множество коней бежит на войну». Затем он добавляет: «Или точнее как завывание сильного ветра в корабельных снастях». Во время полета эти насекомые производят относительно слабый звук, который мы все же можем услышать. Однако, когда огромная, как туча, стая садится на землю или поднимается вверх, колебания воздуха становятся почти оглушающими. Мы ясно слышали эти звуки в Африке, их не мог заглушить даже рев летящего самолета, на котором мы находились. А из окна нам было видно, как рано утром поднимается с опустошенных полей саранча, и кажется, что обретает крылья сама выжженная солнцем земля.
|
|
По-видимому, возникающие при полете саранчи звуки (с частотой 17–20 колебаний в секунду) представляются важными для самих насекомых. Отдельные особи, которых искусственно оглушили, не проявляют ни малейшего интереса ко всей стае, поднимающейся вверх. Однако вся масса насекомых сразу же покинет землю, если им начнут проигрывать записанные на пленку звуки взлета. Можно ли заставить саранчу летать до полного изнеможения и таким образом уничтожить ее? Этим вопросом сейчас занимается Международная контрольная комиссия по борьбе с саранчой. Утверждают же китайцы, что они избавились от домовых воробьев («рисовых птичек») при помощи оглушающего шума гонга и огневых хлопушек.
Когда Вильям Батлер Итс писал о «гудящей от пчел поляне», он воспевал не что иное, как шум от вибрации пчелиных крыльев. Итс упивался этими звуками, как многие и до и после него. Мы в состоянии различить легкие изменения в звуке, издаваемом пчелой, когда она в поисках нектара перелетает с цветка на цветок. Это тихие, низкие звуки, совсем непохожие на сердитое жужжание тех же насекомых, когда они сильно встревожены. Звуки меняются и с ростом семьи, когда она готовится к роению. В 1959 году один инженер-электроник изобрел и испытал специальное предупреждающее устройство, которое прикреплялось к улью. Как только звук в улье достигал высоты, соответствовавшей высоте жужжания пчел перед роением, микрофон и усилительная система воспринимали эти колебания, автоматически опознавали их и посылали пасечнику домой предупреждение.
|
|
Медоносные пчелы воспринимают и звуки летящих насекомых. Пчелы-сторожа, которые стоят у входа в улей, не обращают внимания на прилетающих рабочих пчел. Но они очень чувствительны к тону звука пчел-воришек, даже если эти пчелы находятся достаточно далеко. Наблюдая летом за пчелами, мы можем по звуку отличить прилетевшую к цветку рабочую пчелу от трутня, хотя у него такая же окраска, форма и размеры тела. Несмотря на их поразительное сходство даже в поведении, маскирующийся трутень выдает себя звуками. Однако иной раз насекомые имитируют даже звуки. Недавно был обнаружен случай «звуковой мимикрии», когда муха делала 147 взмахов крыльями в секунду, летая поблизости от ос, которым она подражала. Частота взмахов крыльев этих ос — 150 ударов в секунду, и человек с нормальным слухом не в состоянии различить шум от полета осы и похожий на него шум мухи. По-видимому, питающиеся мухами птицы делают ту же ошибку и избегают этих мимикрирующих мух.
Во все времена года на протяжении многих миллионов лет самыми характерными из звуков наземных животных были и остаются звуки насекомых. Только около 150 миллионов лет назад к ним присоединились звуки живых существ, имевших язык и легкие — те элементы, которые Аристотель считал необходимыми для голоса. Все произошло почти так, как если бы насекомые многих тысяч видов были теми сказочными дудочниками, которые вывели позвоночных животных из морей, рек и болот на землю и в воздушный океан — к тем «домам», где они обитают сегодня. Тогда и появились птицы и млекопитающие, которые, чирикая и крича, стали охотиться за насекомыми. Каждую весну к их хору присоединялись лягушки и жабы, которые до сих пор сидят на этой диете.
Выход из воды на землю повторяется неизменно, каждый год. Проходят весенние дни, и амфибии, которые были молчаливыми головастиками, отращивают лапки и вбирают в себя плавательный хвост. Тем не менее они всегда возвращаются к прудам и болотистым берегам, чтобы исполнить весеннюю хоровую симфонию, которая доставляет человеку большое эстетическое наслаждение. Многие ваши соседи, которые совсем не считают себя натуралистами, восхищаются кваканьем крошечных лягушек, чьи звонкие голоса раздаются после таяния снега и льда. Температура воды едва поднимается выше нуля, а квакающий самец уже зовет свою подругу, чтобы дать жизнь новому поколению, которое, как всегда, начнет свое развитие со стадии водного вегетарианца — головастика.
Ночные серенады рассказывают нам о приближении весны, о том, что болотный симплокарпус открыл для ранних насекомых удивительные цветы, что на березе и ольхе, «подобно курильнице», качаются наполненные пыльцой сережки, что волчья канадская стопа скоро раскроет плащевидные листья и качающиеся белоснежные почки превратятся в распустившиеся цветы.
А когда к лягушачьим концертам присоединятся трели бородавчатых жаб, к солнцу потянется свежая зеленая листва бесчисленных оттенков. Несколько позднее в это время года можно услышать взрывчатые трели лягушек. Позже всех раздаются звучные «ронк, ронк… ронк» — это выступают на сцену лягушки-быки, которые постоянно живут в одних и тех же прудах, пока их потомство не вырастет до 10 сантиметров и не превратится в насекомоядных басистых обитателей суши.
В тропиках, где каждый месяц идут весенние дожди, хоровое пение земноводных является неотъемлемой частью ночи — каждой ночи. Жители здешних мест наслаждаются этим пением, а на некоторых островах Вест-Индии они с большим удовольствием слушают и певцов, привезенных из чужих краев. На Ямайке мы встретили «свистящую лягушку» с Мартиники, которую привезла с французского острова на британский леди Блейк, жена бывшего губернатора Ямайки. Она была настолько очарована своеобразными сдвоенными звуками, которые издавала эта маленькая древесная лягушка, что попросила выпустить несколько таких певцов в Лигванской Долине, возле дома губернатора. Теперь эти свистуны расселились и на соседней территории, во дворе Университетского колледжа Вест-Индии, и чувствуют себя там превосходно. Их научное название Eleutherodactylus martinicensis, воспроизведенное на бумаге, в два раза длиннее их тела, и посетители, пытающиеся обнаружить певца, никак не могут поверить, что столь крошечное существо может издавать такие громкие звуки. Дети показали нам металлические коробки водяных счетчиков, расположенные перед жилыми домами, на лужайках, где эти свистуны проводят свой день, и помогли поймать нескольких лягушек, чтобы мы понаблюдали за ними вечером. С наступлением темноты серые шейки лягушек время от времени раздуваются, наполняясь воздухом, и подготавливают тем самым вокальный механизм к мощному «Бо-пиип» («Bopeep»).
В соответствующее время года можно испытать подобное удовольствие и у себя дома, в зоне умеренного климата. Летними вечерами в Новой Англии повсюду можно услышать звуки, напоминающие щебетанье птиц, — короткую громкую трель серой древесной лягушки, пятисантиметровой родственницы весенних квакш. Этот звук повторяется с перерывами в несколько секунд, поэтому каждый человек с фонарем в руках может увидеть незаметное прицепившееся к дереву земноводное, когда оно во время трели раздувает свою лимонно-желтую шейку, выставляя ее напоказ.
В юго-восточных штатах водятся древесные лягушки несколько большего размера. С лесных холмов они посылают сигналы, состоящие из 9–10 хриплых звуков. Но весной и летом после дождей лягушки переселяются к самой воде и там издают отдельные резкие звуки. Эти брачные хоры лающих древесных лягушек как бы состоят из своеобразных трио, подобно самодеятельным неслаженным вокальным ансамблям, где каждый поет, как вздумается. Члены этого трио выбирают ведущего и следуют «определенному порядку кваканья» — какая-то лягушка всегда выступает запевалой, выкрикивая «тунк», а другая неизменно дожидается своей очереди, чтобы закончить «песню».
Барабанные перепонки у жаб и лягушек расположены симметрично по обе стороны головы. Животные каждого вида проявляют особую чувствительность к «своим» звукам. В одном пруду очень редко спариваются разные виды, а следовательно, редко появляются гибриды. Однако такие гибриды можно получить в лаборатории. Их голоса очень похожи на голоса обоих родителей: значит, они рождаются со своими песнями, а не учатся им у других.
Земноводные обращают внимание на многие звуки окружающего их мира, не только на брачные призывы. Достаточно малейшего шороха в кустах, чтобы хор умолк и воцарилось бы долгое молчание. А если послышится пронзительный писк лягушки, пойманной змеей, они тут же стремительно прыгнут в воду и спрячутся там среди придонных растений. Там, где водится много питающихся лягушками змей, даже при звуке человеческих шагов по земле лягушки с пронзительными криками прыгают в воду. Может пройти полчаса в безмолвном ожидании, прежде чем несколько самых смелых лягушек отважатся нарушить напряженную тишину и осторожно квакнуть, как бы проверяя, исчезла ли опасность.
Змея, которая охотится на лягушек или насекомых и мышей, вряд ли слышит звуки, производимые этими животными. Змеи не имеют наружных ушей и, по-видимому, не могут слышать даже шипения своих сородичей. Даже когда гремучие змеи шипят, вероятно, они предупреждают об угрозе только других животных. Однако все тело змеи выполняет роль уха, оно чувствительно к малейшим колебаниям земли. Змеи всегда так хорошо слышат шаги приближающегося человека или пасущейся коровы, что успевают ускользнуть незамеченными.
Мы, живущие в зоне умеренного климата, редко сознаем, как нам повезло: ведь мы слышим множество различных животных, чьими голосами звенят наши берега, поля и леса. Кроме стрекотаний насекомых и голосов поющих амфибий, мы наслаждаемся еще более разнообразными виртуозными песнопениями птиц, которых не услышишь в других краях. Дрозды и иволги, как и многие другие птицы, могут проводить зиму в тропиках или в южном полушарии. Однако там они почти безмолвны. Только к северу от тропического пояса совершают они свой брачный обряд, воспитывают птенцов и защищают семейную территорию, распевая изумительные песни.
Птица может взять одновременно целых четыре различных ноты или в такой быстрой последовательности пропеть их, что человеческое ухо не в состоянии уловить каждый звук. Благодаря магнитофону стало возможным записать на пленку пение птицы и проиграть эту пленку в четыре или в восемь раз медленнее, дивясь при этом мастерскому исполнению песни. Обыкновенный крапивник поет одну песню немногим более семи секунд, повторяя ее почти без вариаций бесконечное число раз, и в каждой такой песне можно различить 130 звуков. Лесной же дрозд, исполняя свою трехчастную песню, все время расцвечивает ее новыми вариациями, быстро меняя высоту звуков в диапазоне частот 1640–8900 колебаний в секунду. У одного лесного дрозда записали 55 песен, и ни в одной из них он не повторился. Абсолютно новая мелодия прозвучала в двух вариациях первой части, пяти вариациях второй и девяти вариациях третьей. Несколько звуков, почти целая октава, были исполнены за 0,02 секунды совершенно слитно.
Дрозды, которые живут на опушках лесов во всех уголках земного шара, справедливо считаются самыми знаменитыми певцами среди птиц. Обычно они перепархивают в кустах с одной ветви на другую, совершенно неразличимые на фоне опавших листьев. Большинство из нас, наверное, не заметили бы этих птиц, если бы не их голоса. На самом деле, ведь известностью пользуется не столько сама птица, сколько ее песня. Прочитав пышную оду Китса, посвященную соловью, трудно представить себе, что это всего лишь маленькая коричневая птичка с красноватым хвостом, европейский двойник американского дрозда-отшельника. Пока еще ни одно беспристрастное жюри не решило, какая из птиц самый блестящий певец — соловей, дрозд-отшельник или дрозд-хама из Индии, которого там очень почитают. Это происходит, вероятно, потому, что голос каждой птицы лучше всего звучит в родном лесу, а эти птицы живут так далеко друг от друга.
Звуки у птиц возникают в основном в нижней части гортани (syrinx), непохожей на наш голосовой аппарат (larinx). Это образование расположено глубоко в грудной полости и осуществляет свою функцию с помощью мышц, регулирующих высоту и качество звука. Пока еще никому не удалось до конца понять, как работает этот сложный музыкальный аппарат, хотя его структура находится в определенном соотношении с характером исполняемых песен. Только у ласточек было обнаружено пять различных типов нижних гортаней, отличающихся друг от друга числом и расположением мышц и вибрирующих мембран.
Помимо этих необыкновенно разнообразных голосовых сигналов, наши пернатые друзья производят еще дополнительные звуки, очень важные для поддержания связи друг с другом. Весной можно услышать звуки, напоминающие барабанную дробь, которую выбивает куропатка (граус) на сухом стволе дерева, стуча по нему крыльями с частотой 40 ударов в секунду. Для ритмичного постукивания по сухому пню или цинковой крыше дятлу требуется особая твердость клюва и мозг, почти нечувствительный к таким резким ударам. Однако эти звуки различаем и мы, и сами птицы. Красноголовые и краснобрюхие дятлы перестукиваются друг с другом. Стоит самцу позвать свою самку из дупла на рассвете, как она прилетает к нему с места своего ночлега. Усевшись у входа в дупло самца, она слушает стук, доносящийся из глубины дупла. Затем она присоединится к нему и начнет постукивать по наружной стороне дупла. Доктор Лоуренс Килхэм, который в течение многих лет наблюдал за этими птицами в окрестностях Вашингтона, считает, что взаимное перестукивание служит укреплению их брачных уз, а также выражает согласие по поводу выбранного для гнезда дупла.
Слушая звуки окружающих нас животных в различные времена года, мы еще больше узнаем о жизни каждого из них. Мы научились различать значимые звуки в лае собаки или в предупреждающем крике зарянки — «кошка!». Однако мир каждого животного отличается от нашего мира так же, как и звуки, издаваемые им. Мы должны быть очень осторожны в своих суждениях; не нужно приписывать животным человеческие мотивы поведения и человеческое понимание жизни. Некоторые песни птиц свидетельствуют лишь об избытке у них энергии, которую они тратят без особого смысла. И все же не следует забывать, что зачастую звуки животных представляют собой код, нередко скрытый в огромном количестве других, никому не понятных деталей. У каждого животного есть собственная кодовая книжка, своя шкала значений. Из всего диапазона звуков, доносящихся до их слуха, животные выбирают лишь те, которые имеют для них особый смысл. Чтобы расшифровать код, мы должны научиться распознавать эти звуки и определять, какое значение они имеют для самого животного. Только тогда человеку станет понятен действительно простой язык животного.
Глава 7
Значение эха
Одной из наших ценнейших способностей является умение определять, откуда приходит звук. Даже если закрыть глаза, мы по слуху мысленно представим картину окружающего нас мира и уловим происходящие в нем изменения. Действительно, звук имеет определенные преимущества перед светом, помогая нам узнавать о происходящем вокруг. Звук свободно путешествует, огибая всевозможные препятствия, и рассказывает о событиях, которых мы не видим. Отражаясь от больших поверхностей, он в виде эха попадает в наши уши, и мозг подсознательно использует и эту информацию.
Благодаря способности улавливать направление звука мы стали прекрасной мишенью для коммерческих фирм, занимающихся распространением стереофонической музыки; они рекламируют особое оборудование, которое, по их утверждению, в обычной жилой комнате воспроизводит объемное звучание целого оркестра. Но наши уши слишком чувствительны и не создают эту иллюзию, если мы, конечно, не пожелаем слушать музыку через наушники, держа голову неподвижно в фиксированном положении. Стоит нам повернуть голову, как эта иллюзия исчезнет и нам покажется, что оркестр, который мы слушаем, сместился и снова находится прямо перед нами.
Слушая «живой» оркестр в концертном зале, мы получаем удовольствие еще и оттого, что можем видеть любой инструмент, привлекающий наше внимание. Мы поворачиваем голову и смотрим направо, где находятся ударные инструменты, а потом налево — наблюдаем за арфистом, наслаждаясь теми незначительными изменениями звука, которые улавливаем при малейшем повороте головы. Фактически мы поворачиваем голову до тех пор, пока звук от какого-либо оркестрового инструмента не достигнет обоих ушей почти одновременно, с разницей в одну десятитысячную долю секунды.
Мы обладаем удивительной способностью обнаруживать любую большую чем 0,0001 секунды разницу во времени между приходом звука к одному, а затем к другому уху, совершенно не сознавая, как это происходит. Очутившись в часовом магазине в тот момент, когда бьют часы, мы «автоматически» угадываем, от каких часов к нам доносится тот или иной звук. Человек с завязанными глазами, которого поставили в центр круга диаметром 15 метров и разрешили свободно поворачиваться, может точно указать, какой из восемнадцати музыкантов, стоящих в кругу на равном расстоянии друг от друга, взял более длинную ноту.
Поистине удивительна способность наших ушей и мозга, работающих сообща, улавливать задержки звука, превышающие 0,0001 секунды. В Олимпийских играх подсчет результатов ведется с точностью до 0,1 секунды, а на скачках даже до 0,2 секунды. Однако наш мозг без труда определяет, что звук приходит к одному уху несколько раньше, чем к другому. Фактически наибольшая возможная разница равна 0,001 секунды; она имеет место, если источник звука находится точно справа или слева от нас. После того как звук достигнет одного уха, ему требуется еще 0,0001 секунды, чтобы преодолеть расстояние около двадцати сантиметров: обогнуть голову и попасть в другое ухо.
Стремясь создать иллюзию настоящего оркестра, как бы расположенного вдоль стены в нашей жилой комнате, инженеры-акустики обычно помещают чувствительные микрофоны в концертном зале по обе стороны сцены. Звуки фортепьяно или арфы попадают в левый микрофон значительно раньше, чем в правый, а звуки ударных инструментов улавливаются в обратном порядке. Когда эти два микрофона соединены с помощью раздельных электрических цепей с динамиками, находящимися у нас дома, мы слышим щипок струны арфы в левом динамике раньше, чем в правом. Нам кажется при этом, что арфа находится слева. Но если мы повернемся лицом к левому динамику, то звук все равно будет достигать обоих ушей неодновременно.
Инженеры не могут уничтожить помехи, возникающие в результате отражения и реверберации звуков от стен нашей комнаты и находящейся в ней мебели, хотя наши уши улавливают их и говорят нам о том, что мы не в концертном зале. Самое большее, что может дать стереофоническая техника, — это перенести нашу жилую комнату на середину концертного зала и позволить нам слушать оркестр, находящийся на сцене, через два или несколько небольших отверстий в стене комнаты, то есть через динамики, расположенные слева и справа. Это ощущение совершенно непохоже на восхитительную иллюзию, которую можно создать в комнате, когда мы слушаем концерт через наушники, а воспринимающие звук микрофоны расположены на сцене концертного зала на таком же расстоянии, какое существует между нашими ушами. Однако до сих пор еще не найдено технического решения этой задачи.
Единственная реальная польза, которую мы извлекли из всех попыток создать «эффект присутствия» в концертном зале, заключается в том, что мы полнее осознали, с какой замечательной точностью наш мозг улавливает разницу во времени между приходом звука к правому и левому уху и насколько велика его способность интерпретировать эхо-сигналы. Даже слепые, которые избегают столкновений с препятствиями, полагаясь не на зрение, а исключительно на прочие чувства, редко сознают, насколько приобретенные ими способности зависят от слуха. Они часто думают, что ощущают стоящие на их пути предметы через поры кожи. Однако если им заткнуть уши, то так называемое лицевое зрение, на которое претендуют многие слепые, полностью исчезнет.
Большинству людей хорошо известны эхо-сигналы, которые врываются в открытые окна автомобиля, несущегося по шоссе с неизменной скоростью. Эти звуки являются в основном «белым шумом», состоящим из суммы звуковых колебаний различных частот, создаваемых двигателем, шинами, а также корпусом автомобиля, которые отражаются от различных встречающихся на пути препятствий. Это непрерывное, хорошо различаемое шипение, если машина идет по туннелю, или короткие, периодически повторяющиеся звуки, отбрасываемые бетонными дорожными столбами, или же более длительные, отраженные от других машин, стоящих по обочинам дороги. Если немного потренироваться, то можно с закрытыми глазами прекрасно ориентироваться на знакомой дороге. По различным звукам мы сумеем распознать большой автомобиль на стоянке, малолитражку, иностранную машину, мотоцикл или просто пешехода, который собирается перейти дорогу. Пешеход звучит «громче», если он несет в руках свертки, отражающие звук. Однако каждый из этих отраженных сигналов достигает наших ушей лишь на какое-то мгновение.
Без особой тренировки мы можем добиться даже большего, если закроем глаза, оставив уши открытыми. Если взять в одну руку металлический «щелкунчик», которым пользуются иные лекторы, чтобы дать сигнал о перемене диапозитива, а другой рукой накрыть его так, чтобы звуки направлялись от нас, уши не услышат самих резких щелчков, а уловят лишь эхо, отраженное от зданий. Используя такой щелкунчик в маленьком параболическом рупоре, человек может обнаружить на расстоянии метра деревья диаметром около 15 сантиметров. Но и это кажется примитивным по сравнению с удивительным умением слепых ловить эхо своих шагов или постукивания палочки или способностью летучих мышей избегать препятствий в виде проволоки толщиною с человеческий волос и охотиться ночью за крошечными насекомыми.
В молодом лесу крик отражается в виде эха от многих стволов деревьев. Однако мы редко слышим подобные эхо, потому что наше ухо игнорирует их. При помощи магнитофона мы можем воспроизвести запись этих звуков в обратной последовательности — сначала эхо, а потом уже крик. Эхо становится слышимым, и можно совершенно отчетливо различить, что оно имеет большую частоту колебаний, чем сам крик. Это происходит потому, что высокочастотные звуки хорошо отражаются от тонких деревьев, тогда как низкочастотные реверберируют и рассеиваются по всем направлениям. Эхо «белого шума», отраженное от небольших препятствий, находящихся на пути этого шума, имеет бóльшую частоту колебаний по той же причине, по какой небо имеет голубой цвет. Белый свет солнца представляет собой смесь низкочастотных (красный цвет) и высокочастотных (голубой цвет) колебаний. Молекулы воздуха рассеивают световые колебания более низкой частоты и отражают остальные — в основном голубые, которые и воспринимаются глазом. Если бы мы слышали эхо «белого шума» в виде более регулярных колебаний, возможно, мы тоже назвали бы его «голубым».
Одним из самых существенных свойств, которое присуще всем видам колебаний (морские, звуковые, радио- или световые волны), является следующее: их частота связана с длиной волны обратно пропорциональной зависимостью. Чем выше звук и больше частота его колебаний, тем короче длина волны. Однако для получения достаточно хорошего эха необходимо, чтобы отражающее препятствие было в два-три раза больше, чем длина ударяющейся о него звуковой волны. Иногда это бывает особенно заметно на морском берегу, где волны спокойно проходят мимо тоненьких столбиков или буйков и отражаются лишь от длинного мола. Если мы хотим, чтобы звуковая волна отразилась от небольших препятствий, а затем намереваемся при помощи эха определить, на каком расстоянии и в каком направлении находятся эти препятствия, нам нужно использовать по возможности самые короткие волны и, следовательно, самый высокий звук. Летучие мыши еще 50 миллионов лет назад открыли для себя эти преимущества высокочастотных колебаний, тогда как человек начал применять подобную технику лишь в конце 30-х годов в военных приборах, получивших название сонар (по начальным буквам английских слов «Sound Navigation and Randing») [11].
Конечно, звуковые волны намного короче морских. Частота звуковых колебаний среднего до достигает 256 колебаний в секунду; эти колебания имеют длину волны 1,3 метра, и потому отчетливое эхо этого звука можно получить только от такой большой отражающей поверхности, какую имеет, например, рекламный щит. Высокочастотные сигналы, которые издает металлический «щелкунчик», вероятно, имеют ту же высоту, что и звуки, расположенные на пять октав выше среднего до; длина их волны равна четырем сантиметрам, а это значит, что они хорошо отражаются от деревьев со стволами толщиной в 15 сантиметров. Крик летучей мыши, который мы не можем слышать из-за чересчур большой высоты звука, содержит колебания с частотой до 130 000 в секунду и длиной волны до 2,5 миллиметра. Маленький рот летучей мыши может прекрасно сконцентрировать эти короткие волны в виде узкого пучка, а уши — услышать их эхо, отраженное от находящихся впереди препятствий.
Не так легко заметить летучих мышей, потому что они летают только в поздние сумерки и ночью, к тому же высоко над землей. Из великого множества разновидностей млекопитающих, покрытых шерстью, летучие мыши по количеству видов и общей численности превосходят всех, кроме грызунов. В странах с умеренным климатом они питаются исключительно насекомыми, хватая их на лету или с поверхности листвы. Среди летучих мышей, обитающих в тропиках, встречаются насекомоядные виды, а также питающиеся фруктами, нектаром, рыбой, а в Новом Свете водятся даже вампиры, сосущие кровь.
Всем тем крупным летучим мышам (за исключением одного вида), которые питаются фруктами, для ориентации необходимо зрение. Если их ослепить, они становятся беспомощными. Исключение составляют Rousettus, обитающие в районах от Бирмы до Экваториальной Африки; при достаточной освещенности они пользуются зрением, но могут ориентироваться и при помощи слуха, улавливая эхо-сигналы от щелкающих звуков, которые они издают с помощью языка. Эти звуки, исходящие из уголков рта животного, представляют собой высокочастотные эквиваленты звуков «тс-тс», которые производит человек с помощью языка и сосущих движений губ, когда хочет выразить свое неодобрение. Сигналы Rousettis' а, а также его прекрасный слух помогают ему избежать столкновений с вертикально натянутыми проволоками диаметром всего лишь 1 миллиметр.
Все без исключения мелкие летучие мыши ведут себя так, будто они слепы. Они прекрасно ориентируются в полной темноте, если у них не повреждены органы слуха, и поэтому можно сказать, что они «видят ушами». Среди них встречаются и такие, которые издают очень тихие звуки, отчего их и называют «шепчущими летучими мышами». Другие исследуют окружающее пространство с помощью высокочастотных звуков одного тона. Кроме этих видов, существуют и такие, как, например, обычные насекомоядные летучие мыши, обитающие в средней полосе Америки, которые испускают сильные ультразвуковые крики различной высоты: в течение 0,05 секунды высота этих сигналов падает почти на целую октаву, и это обычная для них вариация, благодаря которой их стали называть частотно-модулирующими летучими мышами (ЧМ летучие мыши).