鳥獸如何運用地磁場（人類也在其中？）

地球，其核心是不斷流動的鐵水，被一個廣袤而壯觀的磁場所包圍。它就如同地球所庇護的氧氣或水一樣，是地球不可或缺的一部分，保護著地球免受太陽向我們噴射的太陽風的侵害。

而且，就像水和氧氣一樣，地球上的生命形式已經進化到能夠利用這一資源。在進行低技術含量的徒步旅行時，我們可能需要攜帶指南針，但許多鳥類、魚類、哺乳動物等，卻採用了更直接的方式。

如果說有哪個關於鳥類的成語是完全誤導人的，那就是 『頭腦簡單（bird-brained）』。的確，我們那些有翅膀的夥伴有時會直直地撞上玻璃窗，或者在不到兩年的時間裡導致高達一億人死亡，但它們其實並不笨。它們中的一些會做數學，另一些能製造工具來解決實際問題。

而且，事實證明，它們中的大多數還能 『玩轉』 量子物理。

德國奧爾登堡大學的生物學家亨裡克·莫里特森（Henrik Mouritsen）是2021年一篇關於歐洲知更鳥如何感知地球磁場的論文的共同作者，他說：『我從未想過，有一天我們會開始理解鳥類體內發生的量子力學機制。』

他在2021年6月的《自然》播客中表示：『我們不知道鳥類到底看到了什麼，因為我們無法問鳥類。』

然而，研究人員認為，鳥類不僅利用地球磁場來導航，它們很可能還能以某種方式真正 『看見』 磁場。而這種能力的關鍵，確實就是量子物理。莫里特森解釋道：『我們和其他人都在鳥類的眼睛中發現了隱花色素，而且看起來候鳥體內的隱花色素4比雞體內的同一種分子對磁場更敏感。』

儘管隱花色素這個名字很神秘，但它們並不是什麼分子怪物。它們是蛋白質，在植物和動物中都很常見。在它們在磁感受中的作用被發現之前，它們主要因在調節晝夜節律中所起的作用而為人所知。但在鳥類中，它們似乎還發揮著其他作用。

凱瑟琳·J·吳（Katherine J. Wu）在2019年美國公共電視網（PBS）《新星》欄目一篇關於這個主題的文章中解釋道：『目前的工作假說是這樣的：當一個光粒子，即光子，照射到鳥類的隱花色素時，其能量可以擾動蛋白質內部的分子。這種幹擾會使一對分子進入一種不穩定的狀態，這種狀態非常脆弱，甚至地球磁場微弱的能量脈衝都能影響它。』

朋友們，這就是所謂的量子糾纏：一種不穩定的狀態，在這種狀態下，兩個粒子即使在物理上被分開，也會緊密地聯絡在一起。赫瑞瓦特大學（Heriot-Watt University）研究鳥類磁感知的量子科學家埃裡克·高格（Erik Gauger）告訴《新星》欄目：『你只能將這兩個粒子放在一起描述，不能單獨描述其中一個。』

接下來發生的事情，嗯，有點類似於我們的大腦如何判斷聲音的來源。就像我們兩隻耳朵接收聲音的微秒級時間差能讓我們知道聲音的方向一樣，鳥類對周圍磁場的感知也取決於時間，只不過，這裡指的是這些糾纏粒子在被磁場強制轉換到另一種狀態之前，處於某種狀態的時間長短。

然而，奇怪的是，好吧，其實整件事都很奇怪，但更奇怪的是，嗯，這在理論上似乎不應該發生。鳥類會被強度只有地球磁場千分之一的人造無線電頻率擾亂方向，這意味著量子對糾纏的時間比通常可能的時間要長得多，長達五個數量級。

高格告訴《新星》欄目：『看來大自然找到了一種方法，能讓這些量子態的存在時間比我們預期的要長得多，也比我們在實驗室裡能做到的要長得多。沒有人認為這是可能的。』

當鳥類利用地球磁場的力量穿越漫長的遷徙路線時，其他動物對磁場的利用則更，嗯…… 平常一些。

2013年發表在《動物學前沿》（Frontiers in Zoology）雜誌上的一篇論文解釋道：『考慮到狗以及紅狐、郊狼和灰狼等近親物種非凡的歸巢能力，認為狗具有磁感受能力是合理的。』

論文作者寫道：『受到此前在其他動物身上的觀察啟發，我們在狗進行各種活動時監測它們的自發排列方向，最終將重點放在排洩（包括排便、排尿和做標記）上，因為這項活動似乎最有研究價值。』

沒錯，我們在談論的就是狗糞。從生理上講，狗可以利用整個地球的地磁場，而它們用它來…… 上廁所。

具體來說，它們上廁所時會面朝北方。或者南方也行；總之，論文報告稱：『在磁場平靜的條件下，狗在排便時表現出對南北方向的高度偏好。』

為什麼呢？誰知道呢。說真的，狗顯然確實會沿著羅盤的主軸方向排便，但研究人員無法確定它們是有意識地這麼做，即它們是否像鳥類一樣能 『看見』（或者，對狗來說更有可能是 『聞到』）地球磁場，並相應地調整自己的方向，還是說這更多是一種潛意識行為。

研究人員寫道：『這項研究是真正的盲測。甚至連研究的協調人員都沒有想到，狗的排列方向表達可能會受到地磁情況的影響，尤其是磁偏角如此微妙的變化。』

現在，狗對地球磁場的利用可能是最有趣的，但它們絕不是唯一利用磁場的動物。事實證明，奶牛可能也更傾向於南北方向排列（它們也沒用磁場做太多事，但它們是奶牛，所以這也不足為奇），鹿、野豬也是如此，而鯉魚則稍微有些例外。

至少，狐狸對磁感受有更機靈的用途。2011年的一篇論文解釋道：『紅狐捕食小型動物時會表現出一種特殊的行為，稱為「捕鼠」。狐狸會高高跳起，從上方突襲獵物。』

你可能見過這種場景，很可愛。但你可能沒有注意到的是 —— 除非你手裡有指南針 —— 它們跳躍的方向，事實證明，它們跳躍的方向幾乎肯定是東北方向。

論文報告稱：『覓食的狐狸跳躍方向大致為東北方向。它們的攻擊方向與一天中的時間、季節、雲層覆蓋和風向無關。』

狐狸不僅似乎更偏愛這個方向軸，而且沿著這個方向它們也更成功。報告發現，向東北方向跳躍的狐狸，成功的機率接近四分之三；而向西南方向跳躍的狐狸，也就是同一方向但面朝相反方向，成功的機率是五分之三。其他任何方向呢？成功率不到18%，也就是大概五六次才有一次成功。

所以，很明顯，磁感受能力並不是隻有有翅膀的動物才能享受。但我們知道你在想什麼：如果人類最好的朋友都能感知地球磁場，哪怕只是為了上廁所，那我們人類呢？

在研究物種對世界的感知方面，人類有一個很大的優勢，那就是我們可以直接問人們感受到了什麼。那麼，你現在能看到任何磁場嗎？

好吧，也許這個問題有點簡單了。加州理工學院（Caltech）尼科和瑪麗蓮·範·溫根（Nico and Marilyn Van Wingen）地球生物學教授約瑟夫·基爾施文克（Joseph Kirschvink）領導了一項2019年的研究專案，該專案聲稱找到了人類具有磁感受能力的證據。他說：『作為一個物種，我們並沒有失去數百萬年前祖先所擁有的磁感官系統。』

基爾施文克當時告訴《衛報》：『我們是地球磁生物圈的一部分。』

現在，與我們那些四條腿和兩隻翅膀的朋友不同，這種感覺並沒有表現為某種定向超能力，也沒有讓我們所有的廁所都朝著同一個方向。但基爾施文克和同事們發現，把一個人放在鋁製籠子裡，並向他們的大腦發射奇怪的電磁幹擾，我們的腦電波就會開始 『失控』，他如是解釋。

但這是否意味著人類有某種磁感受 『感官』 呢？這就更值得商榷了。

北卡羅來納大學教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）磁感受方面的專家肯尼斯·洛曼（Kenneth Lohmann）沒有參與這項研究，他告訴《衛報》：『考慮到許多其他動物都能感知地球磁場，人類也有可能具備這種能力。』

然而，洛曼也表示：『發現大腦活動在弱磁場作用下有微妙變化是一回事，要證明人們真的能有意義地檢測和利用磁場資訊又是另一回事。』