一、概论

　　对鸟类来说，迁徙和归巢并不难，因为在它们的眼球里有潜在的“罗盘”和时钟。它们感知着自己体内的罗盘和时钟，对下一个行为作出连锁反应，自然地被引导到目的地。

　　二、推论

　　我对动物的生态和行为很感兴趣，广泛涉猎了这方面的一切新书。有时我会醉心于鸟的情感或昆虫的生命之中，把自己当成一只鸟或昆虫，以新奇的目光观察周围的世界。在这些读物当中，我曾经跟燕子一起横跨无垠的大海，与白鹳一起飞越连绵的群山。不知不觉，我仿佛已经找到了候鸟探知方向的秘诀。“打住吧”——也许人们会讥笑我。当展开创造之翼尽情翱翔时，大海和山峰从下面缓缓移过，只有太阳永远吸引着我的目光。我盯住太阳，从日出到日落不停地飞。我越来越清楚地感觉到，引导我飞行之躯的正是太阳。

    太阳每天东升西落，时时刻刻变换着在天空中的位置。它是怎样为鸟类指引方向的，并没有引起人们的注意。鸟类不仅用眼睛注视太阳，它们瞳孔中的视野更为广阔。这跟人类两眼视轴重合、把视线集中于一个中心是完全不同的。

    设想一：鸽子的眼睛是天文台的天体穹顶

    究竟有谁探索过，鸟类是怎样用圆圆的瞳孔去追随太阳的呢。在天文台的穹顶中，赤道仪上的天体望远镜装有时钟，它追着太阳从东到西不停地旋转，并从下向上、再从上向下变换着仰角。穹顶是不动的，它垂直水平，两轴固定于一定的方向。鸟类也是这样，视线不停地追逐着太阳，眼球垂直水平，两轴固定在一定的方向上。恐怕鸟类的眼睛就是有这样一种装置：当它盯着太阳时，不论清晨还是傍晚，一只眼总是向着正南，嘴（体轴）向着正西或正东。

    A.“动物具有以太阳定位的能力”。这一点毫无疑问，并且不断为事实所证明。可是，即便知道了现在地点的南北方向，还需要有时钟，才能知道目的地的方位角。这样：B.“生物体内具有报告时间的时钟装置？——生物钟。”这一点也越来越为人们所共识。但A和B只是给了我们线索，它们与鸟类的迁徙和归巢究竟怎样产生联系的问题还没有解决。

　　设想二：鸟类用天文观测推知方位和时刻

　　构成方位和时刻的要素，就是太阳与地球的相对位置。这对人和鸟类都一样。没有其它能起作用的因素。这样，我们就可以设想，鸟类是用天文观测方法来推知方位和时刻的。说鸟类懂得天文学和几何学，实在令人难以置信，但我可以用许多事实加以证明。

    设想三：眼球是接收时刻间隔的唯一窗口

    从第一和第二个设想出发，前面谈到的A就很明确了。用天文观测方法来探知现在地点的方位，人类是难以空手做到的，而对鸟类来说却是轻而易举。

　　关于B，就不是肉眼可以看清楚的了。尽管如此，能够将时刻直接告诉视觉的，唯有从地面看到的太阳的运行。“时刻感”与“时间感”稍有不同，而唯一能够接收它的窗口就是眼球。为了将时刻进行更细微的等分，人使用了各种仪器，而鸟类只能用眼睛。

　　设想四：时钟和罗盘组合在同一个眼球内

    只有在同一个眼球里，时钟和罗盘才可能组合在一起，这不仅是“推理的可能”，而是指“实在的可能”。我曾发明过一种小小的科学玩具，叫“天文教学器”，并获得了专利。这是一个非常简单的装置……

　　在一个透明的半球上接收太阳的直射光线，找出我们头顶太阳轨道的运行方式，便可立即读出方位、时刻、纬度和日期。其实，这是我把过去设想的鸟类眼球的构造，加以模型化的结果。做出实物之后，鸟类眼睛里的罗盘和时钟的组合，在我的头脑中更加形象化了。

　　设想五：方位与时刻是纵横关系

    以第二和第三个设想为基础，我展开了第五个设想：方位和时刻是纵与横的关系。方位和时间在眼球里，就像一个滚动着的正方体，纵和横可以随时转换。剩下的问题就是查阅生物学文献，在微观世界中做进一步的研究了。

　　设想六：从瞳孔外圈射进的光束固定成一个圆环

　　视网膜是反映各种视觉图像的屏幕，网膜上各个点都有独自的位，可以清楚地分辨哪个点受到了刺激。鸟类很可能是这样的：从圆型眼睑的边缘或瞳孔外圈射进的光束，不知不觉地留下烙印，在网膜上形成一个固定的圆环，并且有某种光觉每天在圆环上巡回一次。

　　把这些大大小小的构想综合起来，就形成了前面的概论，以后我还会逐一进行说明。希望我的新观点能够对今后的研究有所启示，并得到有关专家的补充和修正。

　　三、鸽子的习性

　　A.鸽子的单眼视觉

　　对鸽子进行观察首先发现的是：当鸽子看我们时，头（嘴）的方向很少冲着这边，而是以左或右侧脸，用一只眼睛看。鸟类中的枭、鸱鸺和鹦鹉等的脸较平，双眼都冲着一个方向，与人类一样是“双眼视”。人眼的视野是200度，枭的视野是160度。眼珠都能灵活转动。鸽子和其他许多鸟都是“单眼视”，它们的双眼位于头部两侧相反的方向，两只眼睛分别看东西。鸽子的耳孔隐藏在眼睛下边的羽毛里。没有耳壳，也是左右各冲一方的“单耳听”。双眼视是捕捉一个视像的左右一致，而双耳听是捕捉一个声音的左右差异。因此，双耳各冲一方的鸟，听觉是“立体声型”？也许判定方向的性能更高。鸟儿虽小，耳膜神经却多达4000根，而人只有2400根。这一点请大家记住。

　　B.鸽子眼球的动作和视角

　　人眼是细长的，黑眼珠左右转动的余地多，鸽子却几乎不能向上或向旁边斜视。鹈鹕和野鸭有“可动视”，而鸽子的动眼肌的作用很小，只是在注视一个物体时，如果头部稍晃，能维持视像不至模糊。鸟类一般都有柔软灵活的颈骨，大约有8-24块。鸽子有14块。鸽子的颈骨形似菱角，周围被肌肉包着，向前向后都弯曲自如。而当肌肉收紧时，却不能左右弯曲或扭动。即使是活的鸽子，只要收紧颈部肌肉，就能使头与身体严格地保持同一方向。由于有了弯曲自如又可软又可硬的长颈，鸽子的眼珠是不需要转动的。鸽子的白眼球本来就只是细窄的环状，眼球转动的余地很小，在扁平而硬的角膜周围，又罩上了硬骨质的眼窝。这种结构倒是不让眼珠随便转动的。从侧面看，鸽子的眼球是向外凸出的，没有凹眼的鸽子。所以即使眼珠不转，鸽子的单眼视角也有160度，并且越过正中线15度与另一侧重合。也就是有30度的双眼视野。人的单眼视野是：上方60-70度，下方70-80度，内侧60-70度，外侧90-100度。鸽子两眼看物最清楚的“中心窝”部分，虽然不能重合地注视一个物体，但其分解度很高，并能分别对准不同的注视点。因此视觉的质是无可挑剔的。变色龙虽能双眼分别转动，但这样的单眼视不利于太阳定位。鸽子能双眼分别看东西，而且眼珠不转，这一点是十分重要的。

　　C.鸽眼的远近感和立体感

　　单眼能否分清物体的远近感和立体感呢？鸽子飞行时速可高达60公里以上，超过人的100米跑纪录的两倍以上。人平时用双眼视来获得立体感，但如果稍微动一下头部。单眼也能得到很好的远近感和立体感，高速飞行的鸽子也一定是这样。即使在地面上，鸟类头部的动作也极为敏捷。像上了发条似地不停地在活动。这种习性也是为了维持身体的平衡和对天敌的警戒。鸽子在停立时，头部的动作也是“过分地”快，它们恐怕就是用这种方式去捕捉视觉对象的。头部晃动会使视线分散。鸟类的头是以注视物为中心，像画弧似地迅速移动，使视线越来越狭窄集中。

　　D.鸽子保持眼睛水平的能力

　　无论在地面还是在栖架上，鸽子最通常的姿势是颈部直立，嘴部水平稍微向下，这时连接两个眼角的眼裂总是水平的，我把这称为“鸽子的水平姿势”。由于鸽子的眼睛是圆圆的，所谓“眼角”和上下眼睑不能分得很清。与人不一样，鸽子的眼睑像是绢绉，拉动自如。在眼睑下面还有一块瞬膜。鸽子虽然很少眨眼，但瞬膜的开闭却是迅速而频繁。

    瞬膜只有一块。它从上前方往下后方刷过眼球，还常常半途而返。它不断地湿润因高速飞行而干涩的角膜，并且可以缓解迎风的眼睛过冷。最重要的是在飞行当中，薄薄的瞬膜可以挡住并擦去灰尘。人的眼裂细长，眼皮上下开闭很方便。鸽子却是从酒腺的位置向斜后刷下。与灰尘飞来的方向一致，像雨刷般迅速地将灰尘拭去，其合理性真是令人赞叹。在高速飞行中高速关闭，而且是向45度下后方，这样就比上下关闭快一倍，灰尘也就绝不可能附着在角膜上了。眨眼本来的作用，就是在注视一个物体时，不停地抹去将要模糊的视觉。而这一动作又快得不留痕迹。我们常常可以看到向阳处的鸡，关闭瞬膜作瞑想状。但鸽子却不用瞬膜来防止眩目。这一点并不意外，野鸟与家禽不同，需要时刻提防天敌，可能已经养成耐晃眼的能力了。

    鸽子除了吃食和梳羽等动作外，无论引颈高瞻或缩头蹲伏时，头部总是准确地保持水平。在颈部伸缩时也不例外，头总是灵巧地沿着垂直线上下移动。鸽子的身体由弯曲的双脚支撑，这种姿势既省力又能保持平衡。鸽子在地面或飞行中保持头部水平的能力，作为判定方位的基础，是一种极为重要的习性。

　　E.鸽子的重力补偿动作

　　将鸽笼猛地提起，作为对重力的补偿，鸽子会忽地蹲下；将鸽笼猛地放下时，鸽子会啪地展开翅膀使身体浮起。就是像晃秋千那样摇动鸽笼，鸽体尤其是头部的水平补偿也不会被破坏。鸽子在飞行时，以双翼和尾羽为支撑，空气会对鸽子的动作产生阻力，为保持平衡鸽体也会有相当的摇动。但颈部能够自由伸缩上下运动，既调整了与胴体的平衡，又使头部一直保持水平。除了拔高或急降时，鸽子的头总是水平的，通过观察或照片，我们会发现许多飞鸟都不例外。

　　鸟类的头部都呈优美的流线形。特别是当其嘴轴与气流基本平行、稍向前下方时，空气的阻力最小。鸽子在飞行时，对胴体而言双翼是帆，尾羽是舵，头部是一个独立的引水艇，具有引导主船的作用。鸽子身边是纵横无际的风，但不论顺风还是逆风，直接与鸽体接触的主气流是由鸽子的前进造成的。为了飞行稳定，鸽子的颈部将流线形的轴调整到与主气流平行。飞行中头与眼，都像静止了似地准确地保持着水平。在下篇中我们将继续来探讨鸽眼在导航方面所起的作用。