How Migrating Birds Use Quantum Effects to Navigate
從鳥類眼睛裡，可以找到鳥類精準遷徙的秘密！研究指出，鳥類眼睛會因為光線刺激而產生兩個不成對的電子，又稱為「自由對基」（radical pairs）。由於量子效應的作用，自由對基會隨著地球磁場產生型態轉變，讓鳥類可以藉此「看見」磁場線，更能精準辦認自己的位置。
解開鳥類遷徙的秘密
長期以來，人們對候鳥如何橫越海洋進行遷移感到好奇，在科技不發達的過去，人們曾認為鳥類會進行冬眠、或者在冬季轉變為不同的物種。但在衛星科技的追蹤下，研究人員發現鳥類會在冬季橫跨上萬公里，到遠方進行築巢與孵育，即使是年幼的鳥類也有這樣的行為。
而它們是如何找到正確的遷移路徑？科學家指出，候鳥體內有生理時鐘，能準時告訴鳥類「該遷徙了」的消息，同時，鳥類體內的基因更會影響遷移的路徑，所以數千萬計的候鳥遷移時，即使是同一種鳥類也會出現不同飛行方向。
而且鳥類後代更會從父母遺傳到遷移方向，例如，如果一隻往西南方向遷移的候鳥與東南方向的候鳥進行交配後，它們的後代則會出現向南遷徙的傾向。
此外，科學家發現，除了如水手般靠著天體導航之外，鳥類更具備感應地球磁場的能力，宛如在體內建立GPS系統。而最新實驗報告指出，鳥類眼中有自由基對，能產生量子效應，意味著它們能夠「看見」地球的磁場線，並利用這些資訊來繪製遷移的地圖。
量子在眼睛裡打轉
自由對基為兩個不成對的電子，隨著電子向量的不同。會有「單重態」（此對電子呈現相反方向）與「三重態」（此對電子呈現相同方向）之間來回變動。科學家舒爾滕認為，這種微妙的量子效應受到地球磁場的影響，所以鳥類能藉由此對電子的變化模式來辦別方向。
自由對基通常在分子吸收光線時形成，所以學者研判鳥類感應磁場的羅盤應該位於視網膜上。研究發現，在夜間遷徙的鳥類在使用地球磁場導航時，一個名為「Cluster C」的大腦區域特別活躍，此區也是鳥類接受與處理視覺資訊的部分。如果「Cluster C」功能失調，鳥類還是能透過天體確認大致方向，但就無法用地球磁場來精準定位。
許多科學家對自由對基的假設抱持著反對意見，認為「沒有證據顯示，地球這樣微小的磁場（比冰箱磁鐵弱10到100倍），影響化學反應」。牛津大學研究員蒂梅爾則透過實驗證明，鳥類體內特定的分子在曝露於光線下產生了自由對基，而此反應產生的自由對基對微弱磁場的反應相當強烈，間接反駁了科學家的反對意見。
https://www.scientificamerican.com/article/how-migrating-birds-use-quantum-effects-to-navigate/