地球,以其不断移动的铁水核心,被广阔而光辉灿烂的地球所包围。。它就像它所保护的氧气或水一样,是地球的一部分,保护地球免受太阳风向我们喷射的影响。
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而且,就像水和氧气一样,地球上的生命形式已经进化到可以利用这种资源。我们在低技术含量的徒步旅行中,我们可能需要带上指南针——但许多鸟类、鱼类、哺乳动物等都选择了更直接的路线。
磁感受的大佬:鸟类
如果有一个鸟类习语完全具有误导性,那就是:“鸟脑”。当然,我们的长翅膀的兄弟有时或者不到两年就杀死了多达 1 亿人– 但实际上并不是愚蠢的。其中一些可以;其他人可以来解决实际问题。
事实证明,他们中的大多数人都可以研究量子物理学。
德国奥尔登堡大学生物学家、论文合著者 Henrik Mouritsen 表示:“我从未想过我们会开始了解鸟类体内的量子力学机制。”关于欧洲知更鸟如何感知地球磁场。
“我们不知道这只鸟到底看到了什么,”他告诉记者2021 年 6 月自然播客,“因为我们不能问那只鸟。”
尽管如此,研究人员认为鸟类很可能不仅利用地球磁场来导航——它们实际上还利用地球磁场来导航。看领域以某种方式。事实上,这种能力的关键是量子物理学:“我们在鸟类和其他鸟类的眼睛中发现了隐花色素,”Mouritsen 解释道,“看起来来自候鸟的隐花色素 4 比来自鸡的相同分子对磁性更加敏感。”
尽管它们的名字很神秘,但它们并不是什么分子恶魔。它们是蛋白质,在植物和动物中都很常见,而且在它们发挥作用之前被发现后,它们最出名的是它们在调节昼夜节律中所发挥的作用。但在鸟类中,它们似乎也在做其他事情。
“目前的工作理论是这样的:当光粒子或光子撞击鸟类隐花色素时,它的能量会扰乱蛋白质内的分子,”Katherine J. Wu 在一篇文章中解释道。2019 年 PBS Nova 文章关于这个问题。 “这种扰动使一对分子陷入不稳定状态,这种状态非常脆弱,甚至可能受到地球磁场微妙的能量脉冲的影响。”
那朋友们,这就是所谓的:一种不稳定的状态,其中两个粒子即使在物理上分离后也变得错综复杂地联系在一起。 “你只能将两者放在一起描述,”赫瑞瓦特大学研究鸟类磁感应的量子科学家埃里克·高格(Erik Gauger)告诉 Nova。 “你无法单独描述一个。”
然后发生的事情是——嗯,这有点类似于我们的大脑如何确定声音的来源。正如我们的耳朵接收声音的微秒时间差可以帮助我们了解声音来源的方向一样,鸟类对周围磁场的理解也依赖于时间——只不过,在这里,时间是这些纠缠粒子在被磁场迫使进入另一种状态之前处于一种状态的时间量。
但奇怪的是——好吧,所有这一切都很奇怪,但是更奇怪的是事情是,嗯,这实际上是不可能的。弱至地球磁场强度 1/3,000 的人造无线电频率就可以扰乱鸟类,这意味着量子对纠缠了很长时间。方式比通常可能的时间更长——比如,五个数量级更长。
“大自然似乎找到了一种方法,可以让这些量子态的寿命比我们预期的要长得多,也比我们在实验室中能做到的要长得多,”高格告诉诺瓦。 “没有人认为这是可能的。”
做了一次尝试:哺乳动物
鸟类利用地球磁场的力量广阔的迁徙路线,其他动物对它有更多,呃……平淡无奇的用途。
“考虑到狗和红狐、郊狼和灰狼等密切相关的物种非凡的归巢能力,预期狗具有磁感受能力是合理的,”解释道一张纸,早在 2013 年就发表在《动物学前沿》杂志上。
作者写道:“受到我们迄今为止对其他动物的观察的启发,我们监测了狗在各种活动中的自发排列,并最终集中于排泄(排便和排尿,包括标记),因为这项活动似乎是最有希望的。”
没错:我们正在谈论。狗由于其生物学特性而能够接触到整个地球的地磁力场,因此可以利用它……去洗手间。
具体来说,他们用它去洗手间朝北。或向南;无论哪种方式,“在平静的磁场条件下,揭示了排便期间对南北对齐的非常显着的轴向偏好,”该论文报告说。
为什么?谁知道呢。不,说真的:狗显然肯定做沿着指南针的主轴拉便便,但研究人员无法判断它们是否有意识地这样做——它们是否像鸟类一样,可以“看到”(或者,对于狗来说,更可能是“闻到”)地球磁场,并适当地排成一行——或者这是否更像是一种潜意识的事情。
“这项研究确实是盲目的,”研究人员写道。 “没有人,甚至是该研究的协调员,假设排列的表达可能受到地磁情况的影响,特别是磁偏角这种微妙变化的影响。”
现在,狗可能对地球磁场有最有趣的利用,但它们远不是唯一利用地球磁场的模糊动物。事实证明,奶牛也可能(他们并没有真正用它做太多事情,但他们是牛,所以这并不奇怪)一样鹿、野猪,还有鲤鱼(稍微有点反常)。
至少,狐狸在磁感受方面有更狡猾的用途。 “红狐狩猎小动物时会表现出一种称为‘捕鼠’的特定行为,”解释道2011年论文一篇; “狐狸跳得很高,这样它就能从上面吓到猎物。”
你以前见过这个;很可爱。但你可能没有注意到——除非你手边有指南针——他们跳跃的方向,事实证明几乎肯定是东北方向。
论文报道称:“四处寻找的狐狸往往会沿着指南针大致东北方的方向跳跃。” “袭击的方向与一天中的时间、一年中的季节、云量和风向无关。”
狐狸似乎不仅更喜欢这条轴线,而且沿着这条轴线也更成功。报告发现,狐狸向东北方向跳跃的成功率接近四分之三;那些向西南方向跳的人——即同一个方向,只是面向另一个方向——在五局中获胜了三局。还有其他方向吗?成功率不到18%。就像五六次中就有一次。
所以,显然,磁感受是你不需要有翅膀才能享受的东西。但我们知道你在想什么:如果人类最好的朋友能够感知地球的磁场——即使只是为了拉屎——也可以我们?
落后者:人类
在所有物种中,人类在研究他们对世界的感知时拥有一大优势,即我们实际上可以询问他们的感受。那么:你现在能看到磁场吗?
好吧,也许这有点简单。 “作为一个物种,我们并没有失去我们的祖先(数百万年前)所拥有的磁感应系统,”加州理工学院地球生物学教授、也是2019年研究项目声称找到了人类磁感受的证据。
“我们是地球磁生物圈的一部分,”科什维克告诉我们卫报当时。
现在,与我们的四足和两翼朋友不同,这种感觉并没有表现为某种方向超能力或我们所有的面向一个方向。但基尔什维克和同事发现,当一个人坐在铝制笼子里,并向他们的大脑发射奇怪的电磁干扰时,我们的脑电波就会开始“崩溃”,他解释道。
但这是否意味着人类具有某种磁感受“感觉”?这更值得商榷。
北卡罗来纳大学教堂山分校的磁感受专家肯尼思·洛曼(Kenneth Lohmann)没有参与这项研究,他告诉《卫报》:“鉴于许多其他动物可以感知地球磁场,人类当然也有可能做到。”
尽管如此,洛曼说,“发现大脑活动对弱磁场的微妙变化是一回事,而表明人们确实以有意义的方式检测和使用磁场信息则是另一回事。”









