信鸽传信原理是什么？

emm，这事吧，达尔文时代就开始考虑了，不过到现在也还没有个盖棺定论的解释。

在撰写《物种起源》一书的过程中，达尔文就试图揭示家鸽的驯化过程，由于古文明的记载语焉不详，达尔文并不能推断这种鸟类被驯化的具体时间，但它的野外祖先确实如此毋庸置疑——生活在欧亚大陆上的原鸽，拥有许多和家鸽相似的外貌和生活习性，由于这种野鸟常常栖身在岩壁洞穴里，达尔文又将其称为“岩鸽”。

对于原鸽这样的筑巢定居的野生鸟类而言，辛苦找到的岩洞当然不能随意舍弃，每日觅食后的归巢行为自然也就容易被理解，但达尔文敏锐的发现，当原鸽被人类驯化之后，这种归巢行为却发生了本质的变化——即便将一直家鸽带到远离鸽舍几百公里外的陌生地点，它们也能准确的返回家中。

这两者的区别可绝非只是距离的远近这么简单。野生原鸽归巢的天性完全可以依靠对周边环境的熟悉来实现，这就像生活在城市中的我们通过周边的地标找到某个地点一样——当我要从家中前往电影院时，大脑会记忆起前往电影院路途上的重要标志物：从家里出门直走，经过某银行大楼后右拐，再经过某商场左拐就到了。野生原鸽记忆路线的方式也是如此：从觅食点沿着小河前进，经过一片桦树林后向旁边的山上飞就可以归巢。在这些寻路过程中，银行大楼、商场和小河、桦树林都起到地标的作用，这种导航方式也被统称为“地文导航”。

当然，地文导航的方式并不仅仅适用于这种短距离的导航，许多候鸟动辄几千公里的迁徙路程一样是以这样简单地方式实现的。每年全球数以亿计的候鸟迁徙，大多按照 8-9 条固定的迁徙路线（Flyway）进行，其中途径我国的“东亚 - 澳大利亚迁徙路线”最能体现出地文导航的重要性。以沿着这条线路迁徙的黑尾塍鹬为例，当它们从西伯利亚飞入我国境内后，总是会途径吉林省向海湿地，而后飞向天津北大港湿地、山东黄河三角洲湿地、江苏盐城湿地，然后沿着东南沿海一路飞向台湾澎湖。这些重要湿地和海岸线不仅给黑尾塍鹬标定了路线，也往往成为它们歇脚补给的驿站，它们长达一万公里的迁徙之旅，实际上是由无数个驿站间的短途旅行串联而成的。

人类使用地文导航，甚至可以取得比候鸟更辉煌的成就，我们远途行驶所用的道路，其实就是一种串联起出发点和目的地的路标，而道路旁边的指示牌，更是可以方便的指明目的地的方位，这种使用外界资源来界定路标的方式显然比候鸟更为高效。除了人类之外，一种小型啮齿类动物——小林姬鼠（Apodemus sylvaticus）居然也掌握了这门诀窍，研究者发现，当小林姬鼠前往完全陌生的环境中觅食的时候，它们总是会在途中摆放上一些颜色鲜亮的树叶、或造型独特的木条，由这些标志物串联起的“高速公路”，就是它们归家的保障。

从目前的记录来看，信鸽返巢的距离自然不能和黑尾塍鹬相比，在被主人携带着前往放飞点的过程中，它显然也没有机会像小林姬鼠一样留下记号，但它们却也可以在几百公里之外返回家中，甚至创造出不亚于候鸟的奇迹：目前的信鸽返巢世界纪录是由我国浙江苍南的一只信鸽保持的，它在 2005 年从新疆飞回浙江，航程达到了惊人的 4300 公里。

这就是令达尔文困惑不解的谜团了。

“兵鸽鸽”也用指南针？

遗憾的是，1882 年，达尔文与世长辞，其一生揭开了许多自然界的谜团，但信鸽的神秘却一直未曾参透，巧合的是，正是在这一年，法国人 Camille Viguier 把研究的视线聚焦在信鸽身上。他指出，信鸽远途归巢的行为无疑表明这种鸟类拥有一种绘制地图的能力，当主人把它们从家中带往放飞地点的路上，它们就在默默的绘制一幅地图，而这幅地图的绘制方式应该与地磁场有关。

Viguier 的推测其实来自于人类自己的经验。当没有现代导航技术之前，人类前往一些完全陌生又没有标志物的区域（比如沙漠、大洋）是非常危险的，为了给自己留一条返程的路径，人们往往会记录方向、距离等重要参数，这些简单的参数就可以形成最基本的地图，我国古代的渔民所使用的《更路薄》就是其中的代表，在我国海南发现的《立东海更路》上，就有关于前往西沙海域的记载：

“自大潭过东海，用乾巽使到十二更”

这句话是什么意思呢？大潭就是今天海南的琼海潭门港，“东海”即西沙海域。就是说从潭门港出发，往东南方向行驶了 12 个更（一更 60 里），就可以到达西沙群岛海域，。

按照这个逻辑，被主人装在笼中的信鸽，也可能从出门的一刻就开始记录自身的运动轨迹，但在 Viguier 看来，信鸽的“绘图方式”可能远比人类更高级——它们或许可以直接测量起飞地点和家的磁场差异，并由此定位出两者之间的方向。

Viguier 的磁场论在此后的许多年里备受追捧，并得到了许多实验的辅证：在对 20 羽信鸽进行的磁干扰测试中，将其中的 10 只翅膀上绑上小磁铁，另外 10 只绑上同样重量的铜片，从一个地点放飞后，带有铜片的鸽子中有 8 只在 2 天内返回，带有磁铁的鸽子只有 1 只在 4 天后返回。另有解剖学的研究表明，鸽子上颌又许多富含铁的晶胞，这被认为是它们感受磁场的重要器官。

但“磁场论”也并不是完全无懈可击的，其最大的软肋就是地磁场并不稳定。当我们仔细观察指南针时，总能发现指针并不是正南正北的，自从 1831 年人类第一次发现地磁北极点之后，就立刻发现了每年的磁北极点都在变化，从 1831 年到 1904 年，短短 73 年间，地磁北极就移动了 50 公里，而这种移动在 1975 年之后更是大大增速，现在每年的移动更是超过 40 公里，更严重的是，地磁场还会发生反转，有学者认为，这种反转大概 50 万年就会发生一次。而鸽子上颌的晶胞，也在 2012 年的研究中被证明只是一些富含铁的巨噬细胞，这种免疫细胞不太可能和导航产生联系。

如此看来，磁场应当是鸽子导航中的一种因素，但绝非鸽子导航奥秘的全部。

那是一道光，指引我方向

这不禁让人们联想到自然界中另一种常见的导航参照物——光。在蜜蜂、飞蛾等昆虫身上，光都是用来指引方向的重要参数，白天的太阳光被空气中的大气粒子和尘埃散射后，会形成一定的偏振特性，而昆虫的复眼能敏锐的察觉到这些偏振光，借以判断自己距离巢穴的方位和距离。

夜晚飞行的昆虫更是将星光、月光作为引路的明灯，我们常说的飞蛾扑火，其实也是对于这种现象的一种误读——夜间飞行的昆虫会时刻观察自己的飞行路线与星光的角度，如果一直按照这个角度飞行，就可以飞出一条最省力的直线，但人类的火光和灯光距离昆虫太近，并不能被视作像月光那样的平行光源，而是以灯泡为中心呈现发散状，被人造灯光干扰的昆虫依然按照一定的夹角朝着灯光飞行的话，就很容易飞出一条等夹角的螺旋线，最终越来越靠近灯光。也就是说，绝大多数昆虫并不是因为喜欢光亮而飞向灯泡，如果是这样的话，它们早就直勾勾的朝着月亮越飞越高了。

当然，鸟类的眼睛和昆虫不同，它们是否能察觉到偏振光还有待商榷，但的确有许多鸟可以利用阳光来导航：在将帝企鹅带到茫茫冰原上释放后，在阳光充沛的天气下，它们总是可以笔直的返回巢穴区域，而一旦遇到阴天，它们就会到处乱走或干脆停滞不前，等待天晴后又可以按照正确的方向继续前进。

不过，星辰光线导航还有一个重大的难点——无论是白天的阳光还是晚上的星光，它们都会随着地球的自转而不断移动，想要依靠光线给自己定位，必须要有一套准确的生物种系统，并由此来准确的计算出此时的星光所代表的方向，更何况，星辰光线还要受到天气的影响，但即便是在阴天，许多信鸽依然可以成功返航，显然，星辰光线也不是问题的最终答案。

Em……是故乡的香气吗？

嗅觉是另一种生物界常见的导航手段。生活在北美河流中的美洲鳗鲡是我们餐桌上常见的河鳗（日本鳗鲡）的近亲，作为一种洄游鱼类，它们总是要返回到大西洋腹地的百慕大海域繁殖，其洄游距离常常达到 5000 公里，而指引它们回到繁殖地的，正是“家乡的味道”。现有的研究表明，美洲鳗鲡在进入海洋后，就可以嗅到百慕大地区特有的味觉信息，沿着这股特殊的味道，它们逆着洋流南下，最终来到百慕大。回到河流繁殖的鲑鱼也拥有同样的能力，一些鲑鱼甚至可以分辨出家乡河流中不同支流的味道区别。在对信鸽的实验中，将 48 只鸽子进行手术后释放，其中的半数只保留嗅觉神经，另外半数只有三叉神经（被认为与磁场有关），结果表明，拥有嗅觉神经的鸽子返回巢穴的能力更强。

未尽的探索

那么，究竟信鸽是依靠哪种方式来导航的呢？非常遗憾，达尔文的困惑直到今天也没有一个确切的答案，而从信鸽超凡的导航能力来看，它们可能拥有以上的所有能力——在近距离的放飞时，它也会如同野生祖先一样依靠目视寻找标志物导航，当来到陌生环境后，磁场、光线和味道相符相称，让信鸽足以应对各种复杂的环境。

这则故事难免让我们感慨。人类驯化信鸽的历史悠久，而且至少在 4000 年前，我们就已经开始利用其归巢的能力传递信息，然而当今天的“飞鸽传书”已经被更先进的通讯设施所替代后，我们居然还没能探明这种古老的通讯方式背后的奥秘。这其实正是人类对自然认识的现状——当我们愈发自大的认为自己成为万物的灵长、地球的主宰时，不妨抬头看看翱翔的信鸽，它或许会提醒我们，应当对自然的无穷保持好奇，应当对造物的精妙心存敬畏。