本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
12頭瓜頭鯨擱淺，3頭死亡的瓜頭鯨已經進行了冷凍。但剩下的9頭鯨有些聲吶系統出現了問題，回到大海可能還會發生“自殺式”衝灘，需要先進行救治。那麼聲吶系統的原理是什麼？對於鯨魚來說意味著什麼？為何會引發自殺式衝灘呢？
夜晚的實驗
小學有一篇課文《夜晚的實驗》：18世紀義大利科學家斯帕拉捷好奇“蝙蝠為什麼夜晚可以在障礙物中靈活地穿梭，捕食飛蛾？”於是，他便抓了些蝙蝠，然後矇住眼睛，結果蝙蝠依然穿梭自如。多次實驗後，他發現堵上了耳朵或嘴巴，蝙蝠就會失去避障能力。
後來的科學家發現蝙蝠利用嘴巴發出超聲波，透過耳朵接收反射聲波發現障礙物，這就是“回聲定位”。聲吶（SONAR）是“Sound Navigation And Ranging”的首字母縮寫，意為“
利用聲音進行導航和測距
”，也就是“
回聲定位
”。回聲定位是一些生物看清世界的方式，就像陸地上大多數動物以及人類，透過接收外界射來的光，來判斷獵物離我們有多遠，老虎是否潛伏在草叢中，足球落點在哪裡。
黑暗中的眼睛
不過，用眼睛看世界有一個關鍵點，必須要有光源。例如太陽輻射出七色光，它們混合在一起為白光，白光灑在森林之中，植物將七色光中的一部分光吸收，而將剩餘光反射出來，這些光在我們看來是綠色的，所以葉子是綠色的。
（正常人類感光細胞能接收的電磁波波長：400~780nm）
插播小知識：實際上，萬物根本沒有顏色。我們的眼睛接收到的光是一類電磁波，稱為“可見光”。不同電磁波的差別是“波長不同”，而非“顏色不同”。顏色只是我們眼睛中的感光細胞、神經以及大腦給我們造成的假象。
這個過程就像你透過資料線給列印機發送一堆程式碼，而印表機呈現的是一幅帶有色彩的畫。我們看樹葉是綠色的，是因為樹葉反射出的電磁波波長為495–570nm（綠光波段）。
如果洞穴中不存在可見光，對於人類來說伸手不見五指，但並不代表環境中真的沒有光。洞穴中，人類37℃左右的體溫會時刻向外輻射波長為10000nm左右的紅外線。對於能感知紅外線的生物來說這就是光，例如蛇對紅外線極為敏感，即使溫差相差0。002℃都能被它清晰地感知到。
鯨魚的選擇
不過，電磁波並非動物唯一的選擇。鯨魚是一種哺乳動物，屬於偶蹄目，鯨下目。6000萬年前，它們的祖先石炭獸是一種半水生動物，與其後代之一河馬的生活習性很像。鯨魚這個分支則在5400萬年前完全潛入水下，最終遊向大海。
對於鯨魚來說，深海漆黑一片。它們的祖先賦予的陸地感光波段積重難返，為了躲避當時的天敵、捕食獵物，它們急需在演化上尋找一種新的解決方案。
聲吶系統：氣囊壓縮空氣——猴唇體振動產生超聲波——瓜狀體聲學脂肪將聲波放大——聲波遇到障礙物返回特定頻率聲波——下頜聲學脂肪接收回聲頻率並反饋到後面的耳蝸——將頻率轉換成神經訊號傳送到大腦皮層進行成像
2400萬年前，由大量偶發性變異累加產生的聲吶系統脫穎而出，因為聲波在海水中的傳播速度是空氣中的四倍。鯨魚發出的聲波，在海洋中擴散，碰到魚群或者障礙物就會反射回來，它們透過接收到的聲波頻率，在大腦中構建影象。其原理與人類的視覺系統的基本原理相似，只不過媒介變成了聲波。因此，聲吶系統就是鯨魚在深海的眼睛。系統中無論哪個環節出現問題，鯨魚都有可能變成“瞎子”。
鯨魚戲語
我們演化出聲吶系統前，並不知道未來會出現人類這個物種。除了弄出大量漁網和垃圾，他們還會獵殺鯨魚；潛艇與海上鑽井經常會發出高強度的聲波，把我們搞瞎，這就像把強光懟在他們眼睛上；他們還會在用機器構建聲吶牆，讓我們本能地為了躲避聲吶遊向海灣，衝上沙灘，前不久法羅群島，175頭領航鯨同伴就是這麼被人類屠殺的；
除了外因，我們偶爾會生病。當聲吶系統出現問題會做出錯誤的判斷，將淺灘判斷為安全區域，發起衝擊。如果有人發出求救聲，我們也會義無反顧地衝過去，哪怕
那裡
是淺灘，因為我們很團結。好在有些人類會幫助我們，醫治好我們，再將我們送回大海。
