为什么鸽子无论飞到哪里都能回到自己的家？

问个问题：当你平时出远门去到一个陌生的地方后，是怎样回家的呢？绝大多数人的答案都会脱口而出：“导航！”

随着我国卫星技术的蓬勃发展，现在地图导航已经走进千家万户，帮助千千万万个分不清东西南北的小伙伴摆脱迷路的烦恼。

但是，在导航技术问世之前，大家是怎么找到路的呢？

古人最开始凭着一张问不烦的嘴和一双跑不断的腿，慢慢摸索，只是费些时日。后来出现了很多可以参照的工具，其中最重要的莫过于地图和指南针。人们使用手绘地图来辅助导航，这些地图以地标、特定的路线和方向指示为基础，虽然做工粗糙，但极为有用。

除此之外，人们还可以通过观察动物和植物的行为来判断方向。例如，候鸟的迁徙方向、蚂蚁的行走路线和树木的生长方向等都可以提供有用的导航线索。

那么，没有现代导航设备，动物是如何找到方向的？人为什么不行呢？

动物是如何导航的？

每当初春晚秋，天空中常会呈现候鸟迁徙的壮观景象；即使在阴雨天，蜜蜂也能借助“8”字舞来指示蜜源的方向与位置；鸽子无论飞到哪里，都能回到自己的家……动物们在辨认方向这方面完全超越人类，可谓是八仙过海、各显神通。

“火眼金睛”的视觉导航系统

视觉是动物辨别方向最常利用的感觉之一，例如，候鸟可以利用地标、太阳位置和星座等来确定飞行方向，这叫作动物的星月导航系统，也被称为天文导航。

利用这类导航方式的代表动物有旅鸟、海龟和昆虫等。迁徙的鸟类往往会利用夜空中的星星和星座的位置来确定方向；海龟孵化后会寻找月球的光影反射在海面上形成的路径，然后沿着这条路径爬行到达海洋；一些昆虫如蜜蜂和蚂蚁观察太阳和月球的位置，利用它们的运动来确定自己的方向。

那我们所熟知的飞蛾扑火又是怎么一回事呢？仅仅是因为飞蛾喜欢光亮吗？关于这个问题，之前主要有光线导航误导、化学信号干扰、遗传编程三种猜想，后来经过科学家的长期试验和观察，终于解开了飞蛾扑火的神秘面纱：这其实是根据月光进行定位才引发的。

在夜间飞行活动时，飞蛾等昆虫是依靠月光来判别方向的。当飞蛾看到灯光时，会把它错误地当成月光。一般情况下，飞蛾同月球保持固定角度，就可以使自己朝一定的方向飞行。然而，由于灯光距离较近，于是飞蛾只能绕着灯光打转，螺旋飞翔的过程中使得飞蛾到火光的距离越来越近，直至被火苗吞噬。所以飞蛾扑火只是火源干扰了飞蛾的方向判断，并不是飞蛾径直飞进火苗中的。

此外，一些动物还可以通过观察地面上的纹理模式、风向标志和自然地貌等来辨别方向。

“耳聽八方”的听觉导航系统

一些动物，特别是海洋中的动物，可以利用声音的传播和接收来辨别方向。例如，鲸鱼可以利用声波在海水中的传播速度和方向来导航；一些昆虫和鸟类可以通过听觉感知地面上的声音和风向来确定方向。

“洞察秋毫”的嗅觉导航系统和磁场导航系统

一些动物，特别是哺乳动物，可以通过嗅闻空气中的气味来确定特定区域的方向。例如，狗可以通过追踪气味的浓度和方向来找到特定的目标。

某些动物还具有地磁感应能力，它们可以感知地球磁场的方向并据此导航。例如，候鸟可能依赖地球磁场来确定飞行的方向。

本领的来源

动物是如何具备这些本领的呢？是与生俱来的，还是通过后天训练形成的呢？其实在自然界中，二者兼有之。

生性使然

一些动物天生具备辨别方向的能力。这是因为它们身体内部存在着导航和定向的生物指南针。例如，候鸟、海龟和一些昆虫可以利用地磁感应来确定方向，这些能力是动物在遗传层面上拥有的，它们通过神经系统中特定的感知器官与环境相互作用。

习惯使然

另一些动物可能需要通过后期学习和经验形成辨别方向的能力。它们通过观察和学习环境中的视觉、声音、嗅觉和其他感官信号来确定方向。长期生活的环境中所包含的气味、声音和画面等，都会在动物的脑海中留下印象。

然后，动物会将外界获取的信息与脑海中的信息进行对比，并在两种信息不断接近的过程中寻找归途。例如，年轻的候鸟需要跟随成年候鸟的迁徙路线来学习和记忆正确的方向，昆虫也可以通过观察太阳位置和风向来找到食物或筑巢的方向。

人类如何辨别方向

虽然人类生来不具备大多数动物识别方向的本领，但是我们凭借远超其他动物的记忆力和分析能力弥补了在这方面的缺陷。

人类可以记住生活中的诸多参照，并以此来判别方向。太阳东升西落，正午时刻的太阳总是准确地指向正南方，夜晚的北极星位于正北，房屋一般坐北朝南，树木南侧的叶子比北侧的叶子更浓密……

就算在城市里分不清东西南北，但大家都知道“上北下南左西右东”，因此，当把右手边朝向朝阳的时候，整个人在地图上的投影正好就是“面北背南左西右东”，自然也就能找到自己的方向。

◎ 撰文|北京科学中心

◎ 来源|数字北京科学中心