導航已經成為我們生活中不可或缺的一部份，無論是使用手機地圖還是汽車導航，我們都依賴這些技術來幫助我們找到方向。有些人甚至在離開導航後，就變得「路癡」。曾夢想仗劍走天涯，卻發現手機忘在家……寸步難行！
與此形成鮮明對比的是，信鴿能夠在離家1000多公裏的地方依然能準確返回，究竟是什麽讓它們具備如此出色的導航能力？
信鴿是靠什麽「導航」的？
信鴿是一種具有卓越導航能力的鳥類，能夠前往遙遠的地方飛行並準確返回。這種能力主要依賴於幾種生物學特征和環境因素：
1. 對地磁場的感知：
信鴿出色的導航能力首先與其對地磁場的感知密切相關。
海龜、柯吉拉、候鳥等眾多遷徙動物能走南闖北，每年可旅行上千公裏。美國學者發現，綠海龜對不同地理位置間的地磁場強度、方向的差別十分「敏感」，它們能透過地磁場為自己繪制一張地圖。
研究表明，信鴿的兩眼之間也有一塊特殊凸起區域，能夠感應地球的磁場。這塊區域被稱為「磁感受器」，透過它，鴿子可以感知地球磁場的方向和強度。把鴿子看作是電阻為1000歐的半導體，它飛行時，翅膀切割磁力線,因而在兩翅之間產生感應電壓。鴿子按不同方向飛行，切割磁力線方向不同，所以產生的感應電壓大小不同，就可以辨別方向。
信鴿的方向感知器官
（圖片來源：Wikipedia）
2. 視覺線索：
除了對地磁場的感知，信鴿還能夠利用視覺線索進行導航。它們可以利用周圍環境的特征，如山脈、河流和建築物等，作為定位的參考點，這與人們透過道路的特殊標誌記住路線的原理類似。另外，在晴朗的天氣中，信鴿還可以透過觀察太陽的位置來校正自己的飛行方向。與之類似地，人們在野外也可以透過觀察太陽辨別自己行進的方向。
3. 生物鐘的作用：
信鴿的生物鐘也扮演著重要角色。鴿子的生物鐘使它們能夠感知時間的流逝，實際上就像是它們體內的一種「時鐘」。這種「時鐘」使信鴿能夠根據太陽的移動來調整飛行路徑。無論是夏天還是冬天，或者在不同的天氣條件下，它們都能依靠這種能力準確地飛回自己的巢穴。
4. 對偏振光的感知：
信鴿還有一種「看光」的特殊本領——它們能看見偏振光，這是一種人眼看不見的光線。當陽光穿過大氣層時，會與空氣中的水分子和塵埃顆粒發生作用，導致光線的方向發生變化，這種變化後的光線就被稱為偏振光。簡單來說，偏振光就像是光線「按某個方向排列整齊」了。信鴿的眼睛可以辨識這些「排列整齊」的光線方向，從而判斷出太陽的位置，即使太陽被遮住了也沒關系。
舉個例子，當人站在沙灘上時，即使看不到大海，也能透過腳下的濕沙子知道海水就在附近。同樣的道理，信鴿即使看不見太陽，也能透過偏振光感知到太陽的位置，從而保持正確的飛行方向。這種能力就像「內建的導航系統」，讓它們不容易迷路，哪怕是天氣不佳也能安全地回到家。
信鴿判別方向的方式
（圖片來源：作者自制）
所有的鴿子都具有送信的本領嗎？
雖然信鴿以其出色的導航能力而聞名，但並不是所有的鴿子都有送信的本領。信鴿是經過特殊培育和訓練的品種，具備更強的方向感和歸巢能力。普通的野鴿和其他鴿子可能無法達到同樣的能力。
信鴿的選擇和訓練過程通常包括以下幾個方面：一是品種選擇：信鴿的品種選擇是關鍵。優秀的信鴿通常具備較強的歸巢能力、飛行耐力和良好的健康狀況。因此，在繁育過程中，養殖者會選擇那些具有優良基因的鴿子進行配對。二是訓練過程：除了先天的個體差異，後天的訓練也同樣重要。訓練通常從短距離開始，而後逐漸增加飛行距離，使鴿子適應不同的環境和條件。合理的訓練能夠讓鴿子在極長的距離內準確找到回家的路。
為什麽很多人離開導航就是路癡呢？
與信鴿的出色導航能力相比，許多人在沒有導航的情況下卻顯得十分迷茫，缺乏方向感。這是因為我們的大腦導航系統不像信鴿那麽厲害，而這種「路癡」現象其實和以下幾個原因有關：
1. 大腦方向感不強；
人的大腦裏有一群專門幫我們感知方向的神經元，叫方向細胞。它們負責處理空間方向資訊，就像指南針一樣能告訴我們東南西北的方位。但是，有些人的方向細胞可能不夠靈敏，所以在陌生環境裏容易迷路，分不清東西南北。簡單來說，就是因為這些人天生對方向感比較「鈍」。比如有些人開車時，哪怕只轉了幾次彎，就完全搞不清自己是朝哪個方向走了。這就是因為他們的方向細胞沒能及時「校準」路線。
2. 空間感知能力差；
除了方向感，大腦裏還有一類叫位置細胞的神經元，專門幫我們記住自己在空間裏的位置。這些細胞就像一個內部的「定位系統」，幫我們知道自己現在在哪兒、從哪兒來、要到哪裏去。但是，如果位置細胞的功能弱，哪怕是走過同一條路很多次，也可能覺得每次都像是第一次來，完全沒有「熟悉感」，導致迷失方向。因此，這類人經常會在熟悉的地方迷路。比如有人去超市後，出來時經常找不到自己的車停在哪兒，就是因為位置細胞沒能幫他在腦海裏形成一個清晰的空間地圖。
3. 視覺記憶能力差；
導航還和視覺記憶有關，視覺記憶是指個體對所見事物的記憶能力。許多人其實是靠「看地標」來認路的，比如看到熟悉的建築物、路牌、樹木，才能知道自己曾經走過這條路。如果一個人的視覺記憶能力差，那即使路過明顯的地標，他也可能沒註意到，或者很快忘了。因此，下次再走同一條路時，就會覺得一切都很陌生，像從沒來過一樣。
結語
信鴿憑借其獨特的生物學特征和環境感知能力，能夠在遼闊的空間中準確導航，返回家中。而人類則由於方向細胞、位置細胞及記憶能力等因素的影響。如果這些「大腦GPS」的功能不夠好，迷路就變成了一件很常見的事。
了解這些差異不僅有助於我們更好地認識信鴿的導航機制，也能夠為提高人類的方向感提供啟示。透過對自身空間認知能力的鍛煉，比如多看地圖、記路標、嘗試不用導航找路，我們或許也能在未來的生活中慢慢提升「導航本領」，減少「路癡」的發生。
出品：科普中國
作者：張文華（中國科學院地質與地球物理研究所研究生）
監制：中國科普博覽
