むかし、イタリアの 学者が、コウモリを つかって じっけんを しました。コウモリの 目を ぬので おおって、まっくらな 中を とばせても、コウモリは かべに ぶつからずに とびまわれたのです［1］。

ところが、コウモリの 耳を ふさいで しまうと、とびたつ ことすら できなく なりました。目では なく、耳で 音を 聞いて、まわりの ものを たしかめて いる らしい ことが、あとの じだいに なって わかりました［1］。

昔、イタリアの学者ラザロ・スパランツァーニが、コウモリを使って実験をしました。コウモリの目を布でおおって、真っ暗な中を飛ばせても、コウモリは壁にぶつからずに飛びまわれたのです［1］。

ところが、コウモリの耳をふさいでしまうと、飛び立つことすらできなくなりました。目ではなく、耳で何かを感じとっているらしいと、その後の学者たちがつきとめました［1］。

目をおおわれたら、ふつうの動物は動けなくなる。ところが18世紀、イタリアの博物学者ラザロ・スパランツァーニは、コウモリに目隠しをしても、真っ暗な中でも障害物を避けて飛行できることを実験で確かめた。視覚を奪ってもコウモリの飛行に問題はなかった［1］。

では、何が飛行を支えているのか。耳までふさぐと、コウモリは飛び立つことさえできなくなった。スパランツァーニは、コウモリが視覚以外の何らかの感覚を使っていると結論づけたが、それが聴覚だとまでは特定できなかった。その後の1798年、スイスの学者ルイ・ジュリーヌが同様の実験を重ね、コウモリが夜間の飛行や狩りに聴覚を使っているという結論に達した［1］。

コウモリが 耳で 何かを して いる らしい と わかってから、なが年、その しょうたいは なぞの ままでした。人の 耳には、コウモリの 声が ほとんど 聞こえなかったからです［2］。

1938年、アメリカの 学生 ドナルド・グリフィンは、人には 聞こえない 高い 音を とらえる きかいを つかって、コウモリを しらべました。すると、コウモリは とんで いる あいだじゅう、ずっと 高い 音(ちょうおんぱ)を 出しつづけて いる ことが わかったのです［2］。

コウモリが耳で何かをしているらしいと分かってから、長年、その正体はなぞのままでした。人の耳には、コウモリの声がほとんど聞こえなかったからです［2］。

1938年、アメリカの学生ドナルド・グリフィンは、人には聞こえない高い音をとらえる機械を使って、コウモリを調べました。すると、コウモリは飛んでいるあいだじゅう、ずっと高い音(超音波)を出しつづけていることが分かったのです［2］。

聴覚が関わることは分かっても、コウモリは何を聞いているのか。その正体は長らく不明だった。手がかりになりうる説は、1920年に出ていた。イギリスの生理学者ハミルトン・ハートリッジが、コウモリは人間の可聴域を超える超音波を使っているのではないかと理論的に提唱したのである［2］。

この説を確かめたのが、ハーバード大学の学生だったドナルド・グリフィンである。1938年、物理学者ジョージ・ピアースが開発した超音波検出器を使ってコウモリを調べ、コウモリが常時、超音波域の音声を発していることを実証した。その後、グリフィンは生理学者ロバート・ガランボスと共同研究を進め、コウモリの口をふさぐと障害物を避けられなくなることなどを確かめて、コウモリが超音波の反響で周囲を把握していることを証明した。この現象は、1944年までにグリフィン自身によって「エコーロケーション(反響定位)」と名付けられた［2］。

コウモリは、口や 鼻から、人には 聞こえない 高い 音を 出します。その 音が、木や むしに ぶつかって はね返って きます。コウモリは、はね返って くるまでの 時間で、そこまでの きょりを はかって いるのです［3］。

音が すぐに はね返れば、近くに 何か ある ということです。時間が かかれば、遠くに 何か ある ということです。かべに 向かって 音を 出して、はね返って くるまでの 時間で きょりを はかるような ものです（ただし ほんとうは ボールでは なく、音を つかって います）。コウモリは この しくみで、大きさや、それが むしなのかどうかまで、聞きわけて いると いわれます［3］。

コウモリは、口や鼻から、人には聞こえない高い音を出します。その音が、木や虫にぶつかってはね返ってきます。コウモリは、はね返ってくるまでの時間で、そこまでの距離をはかっているのです［3］。

音がすぐにはね返れば、近くに何かあるということです。時間がかかれば、遠くに何かあるということです。コウモリはこのしくみで、大きさや、それが虫かどうかまで、聞き分けているといわれます［3］。

超音波を出しただけで、なぜ周囲が分かるのか。コウモリは口(種によっては鼻)から超音波を発し、周囲の物体に反射して戻ってくるまでの時間から、対象物までの距離を計測する。音が返ってくるまでの時間の長短が、そのまま距離の情報になる［3］。

距離だけではない。反響音の強さや周波数の変化からは、対象物のおおよその大きさや形、飛んでいる昆虫の種類までも判別できるとされる。獲物に接近すると発する音の間隔を短くし、より精密な位置情報を得ようとする行動も知られている［3］。

コウモリと 同じ しくみを、海の 中で つかって いる どうぶつも います。イルカです。イルカも、人には 聞こえない 高い 音を 出して、まわりの ようすを しらべて います［4］。

イルカの おでこには、しぼうで できた「メロン」と よばれる まるい ぶぶんが あります。イルカは、はなの あなの 下で 音を 作り、それを このメロンで まとめて、前方へと おくりだして いるのです［4］。

コウモリと同じしくみを、海の中で使っている動物もいます。イルカです。イルカも、人には聞こえない高い音を出して、まわりの様子を調べています［4］。

イルカのおでこには、脂肪でできた「メロン」と呼ばれる丸い部分があります。イルカは、鼻の穴が変化した部分に空気を送って音を作り、それが頭の中を通ってメロンに伝わります。メロンは、音をレンズのように集めて、前方へまっすぐ送りだしているのです［4］。

同じしくみは、空の上だけのものではない。ハクジラ類に属するイルカも、超音波によるエコーロケーションを行う。イルカは頭部にある「音声唇(フォニックリップ)」という、鼻の穴が変化してできた構造に空気を送り込み、振動させることで超音波のクリック音を発生させる［4］。

では、その音はどこへ向かうのか。発生した音は鼻腔内の脂肪体を振動させながら頭部を通り、「メロン体」と呼ばれる音響脂肪のかたまりに達する。メロン体はレンズのように音波を集束させ、形を変えながら前方へ指向性の高いビーム状に放射する役割を果たす。反射して戻ってきた音は下顎の骨を通じて内耳へ伝わり、獲物や障害物の位置を把握する［4］。

アメリカに、ダニエル・キッシュと いう 人が います。子どもの ころから、目が 見えない かわりに、口を 「チッ」と ならして、まわりの ようすを たしかめる ように なりました［5］。

この 音が かべや 車に あたって はね返って くるのを 聞きわける ことで、キッシュさんは、りょうりを したり、りょこうを したり、ひとりで 出かけたり して います。この 力は、れんしゅうすれば 人に 教える ことも できると いいます［5］。

アメリカに、ダニエル・キッシュという人がいます。子どものころから、目が見えないかわりに、口を「チッ」と鳴らして、まわりの様子をたしかめるようになりました［5］。

この音が壁や車にあたってはね返ってくるのを聞き分けることで、キッシュさんは、料理をしたり、旅行をしたり、ひとりで出かけたりしています。この力は、練習すれば人に教えることもできるといいます［5］。

この感覚は、人間にも使えるのか。その実例が、アメリカのダニエル・キッシュである。キッシュは幼いころに視力を失った。子どものころから舌打ちによるクリック音を自力で発するようになり、その反響を空間情報として認識する術を身につけていった［5］。

聞こえ方の中身は、コウモリと同じ考え方で説明できる。クリック音は物体にあたって反射し、その反響を耳でとらえて脳がイメージに変換する。キッシュは視覚障害者支援団体「ワールド・アクセス・フォー・ザ・ブラインド」を主宰し、この技術を他の視覚障害者に指導している。研究によれば、エコーロケーションは訓練によって習得可能な技能であり、熟練者では視覚に関わる脳の領域が反響音の処理に使われていることも報告されている［5］。

コウモリや イルカの しくみは、人間の どうぐにも いかされて います。「ソナー」と よばれる きかいは、音を 出して、はね返って くる 音で、水の 中の ものを さがします［6］。

1912年に、大きな 船が こおりざんに ぶつかって しずむ じこが ありました。この じこで、海の 中に かくれた ものを さがす ぎじゅつが、つよく ひつように されるように なりました［6］。

コウモリやイルカのしくみは、人間の道具にも生かされています。「ソナー」と呼ばれる機械は、音を出して、はね返ってくる音で、水の中のものをさがします［6］。

1912年、大きな船(タイタニック号)が氷山にぶつかって沈みました。この事故で、海の中に隠れた障害物を探す技術の必要性が、強く意識されるようになりました［6］。

音で探る発想は、人間の道具にも受け継がれた。きっかけの1つが、1912年のタイタニック号沈没事故である。この事故は、海面下に隠れた氷山などの障害物を探知する技術の必要性を強く印象づけた。そこで1915年、フランスの物理学者ポール・ランジュバンは超音波を使う探知装置の研究を始めた。超音波を出したり受け取ったりする装置の研究を進め、1917年には石英を使う方法を試し、1918年に特許を出願した［6］。

この技術は、どう広まったのか。第一次世界大戦では、敵潜水艦を探知する必要性からこの技術が急速に発展した。まず、水中で出ている音を聞き取る装置(のちのパッシブソナー)が実用化され、1915年には陸上の聴音局が、1916年以降は艦艇でも使われるようになった。いっぽう、自ら音を発して反響をとらえる能動型のソナーは、1918年までに試作・試験が進んだ段階で、実際に広く使われるようになったのは戦後のことである［6］。

目を とじて、へやの かべに 向かって 手びょうしを すると、かべに 近い ときと、遠い ときで、聞こえる 音が ちがう ことに 気づくかもしれません。

目を閉じて、部屋の壁に向かって手拍子をすると、壁に近いときと、遠いときで、聞こえる音の感じがちがうことに気づくかもしれません。静かな場所と、物が多い部屋でも、聞こえ方は変わってきます。

静かな室内で目を閉じ、壁や家具に向かって手拍子を打つと、物との距離や、壁と開いた空間との違いによって、返ってくる音の質がわずかに変化することに気づけるかもしれない。慣れてきたら、目を開けたまま、立ち止まって手拍子の音を聞き比べるのもおもしろい。エコーロケーションの動画や研究を紹介する資料も公開されている。