“磁覺”讓人擁有“第六感”？我預感自己暴富是不是要成真了

出品：科普中國

製作：張昊(大阪大學)

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

人們常常用“第六感”這個說法來形容在某些方面擁有的特殊直覺，比如影視作品中的第六感常常指對未來的預知能力，然而第六感的存在卻從來沒有得到過科學研究的證實。不過，在今年3月19日美日聯合科研團隊發佈的一項關於人類感知地磁場能力的研究成果中卻顯示部分人可能擁有視覺、聽覺、觸覺、味覺以及嗅覺之外的第六感——磁覺。

這項成果在世界各國都引發了公衆和媒體的興趣，那麼，地磁場到底是一個怎麼樣的存在？這項研究到底是如何實施的？結論科學性和可信度有多高？不少人天生路癡，這是不是因爲他們感受地磁的能力偏弱？

地磁場，仍然充滿未解之謎

通過對地球岩石的分析，科學家發現地磁場至少在35億年之前就已經產生了，而整個地球的歷史也不過46億年。人類對地磁場的系統研究大約從大航海時代開始，歐洲殖民者在航海的同時也收集了世界各地的地磁場方向等數據，並加以收集整理。中國人的先民早在上千年前就注意到了地磁現象，並以此爲依據發明了早期的羅盤。

描繪於大航海時代的世界地圖，創作於16世紀，來源：公有領域

數據顯示，地球表面的磁場分佈與地球內部存在一根假想棒狀磁鐵的磁場分佈類似。不過，棒狀磁鐵在數百攝氏度下加熱後就會失去磁性，而地球內部溫度又可能高達數千攝氏度。因此，人類很早就意識到地球磁場應當來自地球內部，且其產生原因很難用地心存在棒狀磁鐵加以說明。

20世紀中期，隨着對地球內部結構瞭解的深入，科學家們提出了地磁產生的可能解釋。我們知道，地球是由地殼、地幔、地核三部分構成的一個類似雞蛋的球殼結構，其中的地核部分主要是由鐵、鎳等金屬元素構成，且包括外地核和核內地核兩部分。外地核以流體爲主，而內地核以固體爲主。

由金屬元素構成的地核應該是電的良導體，一旦有電流從地核流過，就會產生伴生磁場，地表就可能感應到該磁場的存在。那麼地核中爲什麼會存在電流呢？這與流體形態的外核關係非常密切，磁場中的導電流體可以產生電流。上面兩個過程同時存在，並行發生。電流和磁場最初可能都很小，但經過不斷地相互作用，兩者間發生正向激勵，令地磁場強度達到如今的水平。

地磁北極與地理北極之間存在交角，來源：見圖

在地表附近，地磁場強度和方向依所處地點的不同而發生變化。強度方面呈現兩極大，赤道小的特點，從方向上來看北半球磁感線進入地表，而南半球是從地表處射出。地磁強度較低的南美大陸中心附近約爲25000nT，而澳大利亞下方的南極大陸海岸附近則可以達到65000nT。一天中地磁強度可能會有數十nT的波動，即便遭遇太陽風暴一類的極端事件，地磁強度的變化也不過數百nT而已。

地磁強度數值到底是一個怎樣的概念呢？以生活中常見的磁療按摩儀爲例，其中放置的永久磁鐵可以達到地磁強度的兩千倍以上，而磁懸浮列車上應用的永磁體磁場強度可以達到地磁場的數十萬倍。可見地磁場從強度而言確實是相當微弱的，我們在生活中對其完全沒有感知也毫不奇怪。

一種可以感應地磁場的趨磁細菌及其體內的磁性晶體顆粒，來源：見圖

能夠感受地磁場的大腦只有大約30%

這項發佈於國際期刊eNeuro的研究由日本東京大學和美國加州理工學院共同完成。研究人員利用特殊設計的籠形裝置對地球磁場進行電磁屏蔽，並在此基礎上模擬了一系列地磁場變化，以驗證裝置中志願者的腦波信號對變化有何響應。

實驗裝置示意圖，來源：參考文獻1

這些志願者來自不同國家，年齡分佈從18歲到68歲，其中包括24名男性和12名女性。實驗過程中，他們進入一個邊長約爲2米的房間，這個房間可以完全隔絕聲音和光線。牆壁處佈置的線圈可以模擬出地球磁場，並且還能對磁場的方向進行控制。在磁場發生變化的同時，佈置在志願者頭部64個位置處的傳感器可以記錄志願者的實時腦電波。

當感官發生作用時，我們會產生特殊的腦波，與此同時相應的大腦皮層也會有活躍跡象。例如受到視覺和聽覺刺激後，相應的神經中樞會興奮併產生可被探測的腦電波。科學家們很早之前就開始嘗試對大腦感應磁信號的能力進行測量，但這些嘗試都沒有取得有說服力的結果。

動圖，頭部矢切面的核磁共振成像（MRI），來源：Dwayne Reed (talk)

這是因爲科學家們始終還是按照之前的套路，嘗試尋找到與磁性刺激相應的活躍腦區和特徵腦波。不過很遺憾，目前我們還完全不清楚與磁覺對應的腦部特徵反應。並且，磁性的特殊之處在於，對人腦施加磁場後，由於電和磁之間的相互作用，或多或少都會產生微弱的電流，這些微弱電流最後就會形成腦電波。根據參與研究的東京大學副教授真溪步的說法，即便是對屍體施加磁場，都可能會觀察到腦電波。這種被動腦波與大腦產生的腦波將很難得到區分。

不過，日美科學家團隊用巧妙的辦法規避了上面的困境。這個辦法的核心就是，既然不能獲得絕對的信號，那麼就嘗試能否獲得變化的信號。此外，既然不能找到有特異性的磁覺腦波，那麼就嘗試能不能找到磁場影響非特異性腦波的可能。事實證明，這一思路非常成功，而其中的關鍵就是對阿爾法腦波的利用。

阿爾法腦波是一種存在於人腦和很多動物腦中的，頻率在8~13赫茲間的電信號。這種腦波沒有太強的特異性，在放鬆、平靜、閉眼但清醒的狀態下佔有更大比例，可以理解爲是一種帶有背景信號性質的腦波。當受到光、聲等刺激時，阿爾法波會發生振幅減小的現象，可以認爲是一種人體接受了某種刺激的間接證據。

研究人員將關注的焦點集中在阿爾法腦波上，同時，他們令籠形裝置模擬出的地磁場不斷變化。結果發現，36名志願者中的4人，阿爾法腦波振幅發生了明顯下降，最大幅度達到一半。同時，大約30%的人都出現了類似現象。這說明，人羣中某些人的大腦對地磁場的變化會有一定響應。這種響應過程完全發生在無意識狀態下，志願者不會有任何其它異樣的感受。

志願者阿爾法腦波振幅減小（0s爲磁場開始變化時間）

更加令人感到驚奇的是，只有當模擬地磁場的方向在一定範圍內發生變化時，人腦纔會對這種變化發生響應。具體來說，只有當磁場方向大約爲60度傾角向下時，才能觀察到明顯的阿爾法波振幅減小。研究人員認爲，這一傾角與北半球中緯度地區的實際情況接近，與志願者日常生活的地區相一致。因此，他們的大腦可能會自動屏蔽相差極大的地磁場環境，而不對其做出反應。

日本著名“自殺勝地”——青木原樹海，來源：見圖

研究人員分析稱，這種機制確實有其存在的意義，地磁場大幅變動在自然界中極爲罕見，只有在雷電擊中地面後的短暫時間內或者在地表存在分佈範圍極大的磁鐵礦等情形中才可能產生地磁場方向反轉或者大角度偏差一類現象。人腦傾向於將這種情況處理爲“誤報”，從而將其無視。

很多依靠地磁進行導航的動物身上也存在類似的機制，比如有研究表明，對候鳥施加強磁場干擾並沒有影響其利用地磁進行導航的能力。這很可能是因爲候鳥將強磁場自動處理爲了誤導信號而不予理會。

可以放心的是，這項研究跟你的路癡毫無關係

由於地球表面各處的地磁場方向和強度都有所區別，理論上來說，假如可以精確地探知周圍的地磁場，就能在一定程度上了解自己所處的位置。利用地磁導航的候鳥就是利用這一機制的最好案例。不過，鑑於這次研究中任何一位志願者都沒有感受到了地磁變化的外在反應，腦波出現的可探知效應僅僅存在於無意識狀態下。

真溪副教授在訪談中表示，自己目前還完全看不到這種效應本身能獲得實際應用的可能性。指望拼命修煉然後進化出磁覺第六感的想法似乎根本不現實。不過，這次的實驗在科學意義上卻絕對值得重視和參考，與磁覺類似的所謂人類“第六感”研究，都可以在變化的條件下利用阿爾法腦波的振幅變化，來獲得大腦對刺激發生響應的間接證據。