在地磁力场中
“到底是谁在这儿搞恶作剧?”金特·贝克尔教授在位于柏林的联邦材料检验局的实验室中生气地说道。前一天晚上,他收到了50只从非洲送来的白蚁蚁后,并将其放进了一个玻璃盒中。它们原本横七竖八地躺在盒子里,但次日清晨,它们的脑袋不是朝东就是朝西。
教授小心翼翼地将盒子倾斜了45度,可20分钟后,这些小昆虫再次恢复到了脑袋朝东或朝西的位置。“这种动物完全就像是活的磁针!”教授惊讶地感叹道。在此后的几周里,他找到了确凿的科学证据证明:白蚁的确能感应到地球磁场。
1963年,一场愤怒的浪潮席卷动物学界。一些所谓严谨的学者辱骂贝克尔教授,给他扣上了集市上的江湖骗子、占卜师、催眠术师、超自然魔术师等帽子。可到头来,他们最终还是相信了地球磁场是一种实在的物理力量,而绝非巫术或魔法。
这一事件打破了动物学领域的沉寂,各地的动物学家第一次敢于着手在其他动物身上观察它们的磁力感应之法。
法兰克福的沃尔夫冈·威尔奇科(Wolfgang Wiltschko)教授便是其中之一。早在1958年,他就意外地发现了一些令人瞠目结舌的现象。那时,在他所在的动物学研究所的地下室生活着几只知更鸟(欧亚鸲)。入秋后,它们便开始在夜里不安地在笼中飞来飞去。它们好像都想朝西南方向飞,也就是飞往西班牙——它们通常的秋季旅行目的地。如今,定位研究者将其称为“定向迁徙兴奋”。
可这些鸟是如何在漆黑的地下室内辨别出它们的旅行方向的呢?威尔奇科教授冥思苦想,在排除了太阳或星体影响的可能性后,只剩下了一种假设,那就是地球磁场在指引着知更鸟。如果这是真的,那将是一种前所未闻的现象。
可是,用什么来证明这一猜想呢?威尔奇科教授在第一个实验中将知更鸟放进了一个内部隔绝地球磁场的保险库中。他观察到:这时,所有鸟儿都像发疯了似的朝各个方向乱冲。
在第二个实验中,教授将知更鸟放到两个一人高的电磁线圈之间。线圈会产生人造磁场,并无序转动。如果人造北极指向东边,小鸟会突然不再朝西班牙方向飞,而是改朝英格兰方向飞。
从美国到日本,多地的动物研究所中立刻掀起了一股实验热潮。研究者们在知更鸟的头上绑上一块小型条形磁铁,用以干扰它们的磁场感应能力。可是,这些鸟儿却没有因此受到丝毫影响。倒是许多科学家被弄糊涂了:这一实验反驳了存在磁场感应能力的说法。
法兰克福的磁感研究者们因此感到绝望,但其他大学送交的相关报告记录了在不同动物身上发现的罕见的磁性反应:
·在高强度的磁场环境中,化脓菌的繁殖速度要比平时快很多。
·若将果蝇置于高强度的磁场环境中,其繁育的后代数量会大大增加。
·在高强度的磁场环境中,蜜蜂不再建造圆盘形蜂房,而改为建圆柱体蜂房。此外,它们在用蜂语交流时还会遇到理解问题。
·鳗鱼在深海里借助“内置磁罗盘”调整航线。
·高强度磁场还会对家鼠、野鼠和猿猴产生影响。在白细胞数量减少的同时红细胞数增加。家鼠出现掉毛的情况,加速衰老、提早死亡。身患癌症的黑鼠则能通过磁场痊愈。
简而言之,证明磁场会影响动物生活的例子数量呈井喷式增长,这一事实已无可置疑。
可是,还有一个疑问仍未得到解答:是什么使得知更鸟的磁场感应能力不受研究者绑在它们头上的条形磁铁的干扰呢?
威尔奇科教授给出了以下答案:
知更鸟的“磁罗盘”工作原理与我们熟知的军用罗盘的指针完全不同。它只对地球磁场的强度起作用,而完全感应不到其他微弱或微强的磁场——仅凭简单的中学物理知识,我们无法理解这一概念。如果不了解磁场感应能力的工作方式,那么,这个问题将一直是我们知识的一个盲区。
另外,知更鸟的“罗盘指针”不仅能指向两侧,还能指向下方。首先,它会测量地球磁场磁力线与地球表面的夹角,由此构成所谓的倾角罗盘。在地球两极上时,它的“指针”会直直地指向地面;在赤道上时,则会精确地与地表齐平。“磁针”垂指的方向代表了磁极的方向。指向越倾斜,就说明知更鸟离磁极越近。
这听起来确实有些复杂,所以鸟类学家认为“磁罗盘”只是一个在紧要关头有着重要意义的辅助工具,因为当“太阳罗盘”或“星体罗盘”因天气原因失灵时,它们的旅行还得继续。
如今,在许多教科书上,我们还可读到这样的结论:在迁徙时,候鸟只借助“磁罗盘”寻找目的地的方向。但实际上,在天气条件允许的情况下,候鸟首先会通过观察太阳或星星的位置来保持航向。就像一位旅行者在看了一眼指南针后发现:从现在开始,自己得朝着一棵大树的方向进发了。依据与星体之间的角度保持方向并不是一件简单的事情,因为太阳和星体在空中皆处于运动状态,鸟类还得将它们的移动考虑在内。这话虽然听起来很合理,但其实是错误的。威尔奇科教授于1984年纠正了这一观点。据其所言,鸟类拥有三种不同的导航系统,即太阳罗盘、星体罗盘和磁场罗盘。尽管三者间可能存在相互的影响,但它们都能完全独立自主地运作。鸟类的情况与宇宙航行技术十分相似:在一个导航系统失灵的情况下,马上就会有另一个导航系统顶替上来。
还有一个问题:鸟儿们从何得知它们要飞往何方才能到达气候微暖的西班牙呢?直至不久前,定位研究者还假设,夜行及独行的鸣禽天生便具有辨别复杂的星体关系的能力——这是一个相当不确定的猜测!
现在,可以明确肯定的是:“只有”在地球磁场中判断方向的能力才是幼鸟从“鸟蛋里带来的车票”。每只在孵卵器中人工孵化、由人类抚育长大并且从未接触过同类的雏鸟在秋日里也会本能地察觉到那条地磁航线能将它带往冬天的栖息地。在这之后,它们才开始学习认识能在夜间指引道路的星象。
一个新的问题又出现了:信鸽无法将有关归途的情况遗传给后代,那么,在陌生之地,它们是如何确定返乡航线的呢?
热衷于大胆假设的威尔奇科教授推断:被装在汽车里运输的鸟儿无法看见天空,但它们会记住自带的“磁场罗盘”所指明的旅行方向。它们自由后,便能很轻松地找到方向,顺利回家。
至于鸟类是用哪种感官来判断磁场的,目前学界仍未找到答案。认为“磁场罗盘”可能位于松果体之内的猜想被证明是错误的。与此同时,科学家发现了某些动物体内带有极小的条形磁铁细菌,也证实了在海豚的大脑中存在着几个立方毫米的磁性物质。相信更多令人兴奋的发现即将出现。