追尋第六感

眼皮跳，吉兇之兆；外祖母風濕痛，快要打風；索羅斯背痛，跌市將臨。

視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺之外，不同人不同情況都有不同的第六感，一些難以科學拆解的感覺。不少動物都有第六感，我所指的，是牠們對地球磁場的感應。和人類的第六感一樣，動物的「磁覺」（magnetoreception）非常神秘，我們知道其存在，卻對其運作所知甚少。

蜜蜂、果蠅、帝王蝴蝶、三文魚、鯊魚、海龜、龍蝦、蠑螈、鼴鼠（mole rat，一種活在地底的齧齒類）、鴿子和候鳥都有磁覺；雖然未經證實，但我敢推測，大部分在地底生活和需要在海中或天空作遠距離活動的動物都有磁覺。感應地球磁場除了分辨方向，也可分辨地域，地殼的鐵礦物分佈處處不同，故每地的磁場都有其獨特的「面貌」。「磁覺」只是統稱，以磁場辨別方向和辨認地點是兩種不同的能力，有些動物只懂其一，有些兩樣皆通，就像指南針（方向）和地圖（磁場面貌）是兩件獨立的工具。

怎知道動物有磁覺呢？舉例，候鳥到了遷徙季節，便有飛往目的地的「衝動」；這股「衝動」之強烈，即使困在鳥籠，候鳥也會朝着目的地的方向躍躍欲飛。鳥籠周圍，用電流製造一幅人工磁場，若果候鳥所朝的方向隨着人工磁場的方向改變，便證明其有感應磁場的能力。不遷徙的動物又怎樣？以龍蝦為例，牠們慣於某地覓食，研究人員從覓食地捉了幾隻龍蝦回實驗室，然後人工模仿一處覓食地以北的磁場，龍蝦誤以為身在北方，遂向南游；再模仿覓食地以南某處的磁場，龍蝦再次「被騙」，向北游。這些實驗原理簡單，動物的舉止隨人工磁場改變，便是磁覺的證據；反過來，不為磁場所「動」，卻不代表沒有磁覺，有感覺不一定有行動。

較準繩的測試，是訓練動物在不同磁場下作不同的選擇。再舉例，把一隻鴿子放進一條隧道，隧道兩端都有平台；假設，當人工磁場開啟，「正確答案」是右邊的平台；當人工磁場關閉，「正確答案」是左邊的平台。實驗開始時，鴿子不知道「正確答案」，但每次踏上「正確」的平台，便有食物獎勵，反之被懲罰。有磁覺的鴿子，經過多次「實習」，應能漸漸領悟何謂「正確」。沒有磁覺的動物，無論「實習」多久，仍然一竅不通。

以上的行為實驗確定了動物磁覺的存在，但是地球的磁場微弱，生理上如何接收呢？

每種感覺都有接收外界刺激的「接收器」，視覺靠視網膜，聽覺靠耳朵內精密的小骨和小管，磁覺又是怎樣接收呢？經過 40 多年的研究，我們仍未知道；人類沒有磁覺（或沒有意識到），固然是研究的一大障礙，磁覺的性質也是重要因素。磁場能夠穿透生物組織，理論上，接收器可以在身體任何位置，亦不用外露；此外，既然整個身體「浸」在磁場之中，需不需要接收器也成問題，感應機制可能覆蓋一大片身體組織，又或是一連串的化學反應最終不知怎樣刺激哪條神經。對於感應磁場的生理機制，我們所知甚少，現時有兩套猜想，一靠物理，一靠化學。

很多動物體內都有些鐵氧化物，如 Fe₃O₄，尤如一粒粒微細的磁石，鴿子上喙的某處也發現這類物質，科學家切去連接此處與腦袋的神經，鴿子頓時失去磁覺。這實驗證明了兩點：（一）那條被切去的神經與磁覺有關；（二）上喙是磁場接收機制的一部份；一些更深入的問題，如鐵氧化物在接收機制內的角色、如何把訊息轉化為神經脈沖傳至腦袋等，仍在理論揣測的階段。其中一個猜想，是這些微細磁石與神經細胞之間有細毛連接，當磁石轉動或移動，通過細毛便能「觸動」神經，不過這只是未經證實的猜想，是否合符現實，仍屬未知。

用磁石探測磁場，是物理；以化學方法又如何呢？地球的磁場如此微弱，哪些化學作用受其影響？的確，要找如此「敏感」的化學反應不容易，起碼在中學化學教科書內找不到。原來，一種牽涉 radical pair 的化學反應是受磁場影響的，即使如地球般微弱的磁場。假設分子 A 受日光照射，激發一粒電子「跳槽」至分子 B，A 和 B 就是一個 radical pair；電子喜歡「成雙成對」，原本屬 A 的一對電子，如今一粒「跳槽」至 B，故 A 和 B 都有一粒「單獨」的電子，這是一個不穩定的情況；換句話說，radical pair 是一個不穩定的組合，接下來的化學反應怎樣走，取決於那兩粒「單獨」電子間的互動。電子的「spin」可以向上或向下（這是一個量子特性，不必深究），兩粒「單獨」電子的 spin 有時同向，有時反向；radical pair 將會進行什麼樣的化學反應，便受這個同／反向的狀態影響。磁場影響電子的 spin，從而影響兩粒「單獨」電子的同／反向，亦即能影響 radical pair 的化學進程。若身體懂得「分析」這一連串化學作用的產物，便能「推斷」磁場，亦即能夠感應磁場了。

那究竟 A 是什麼分子，B 是什麼分子，radical pair 可能進行什麼化學反應，反應後的產物又是什麼呢？這些都沒有必然答案。體內如有任何東西受日光刺激後釋放電子，都可以是 A；任何東西能夠接收 A 的電子組成 radical pair，都可以是 B；若果這個 radical pair 根據電子的同／反向進行不同的化學作用，便可能是磁覺的基礎。科學家已經發現符合以上條件的蛋白，這些蛋白亦存在於候鳥的眼睛之內，因此他們懷疑候鳥能夠「看見」地球磁場的「線」。

又是那一句，無論是鐵氧化物還是 radical pair，作為磁覺機制，這些頂多是合理推測而已，符合現實與否仍有待查明。某類動物同時擁有此兩種機制也可以，有第三、第四種我們從未想過的機制也說不定。總之，我們對磁覺的了解，比「一知半解」更不濟，希望科學家能夠善用他們的第六感，盡快解開磁覺的謎團。

（2010 年 3 月 25 日 信報副刊）

後記：今天見報的版本，把第三段拆開為兩段，如下：

蜜蜂、果蠅、帝王蝴蝶、三文魚、鯊魚、海龜、龍蝦、蠑螈、鼴鼠（mole rat，一種活在地底的齧齒類）、鴿子和候鳥都有磁覺；雖然未經證實，但我敢推測。

大部分在地底生活和需要在海中或天空作遠距離活動的動物都有磁覺……

不對。那一大群動物擁有磁覺是肯定的，不是我的「推測」。我所「推測」的，是「大部分在地底生活和需要在海中或天空作遠距離活動的動物都有磁覺」。特此聲明。

References:
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