◆世界不只像我们眼中那样，动物的“超级感官”会带来截然不同的体验。《动物们的神奇感官》是一本让人大开眼界的动物认知科学读物，介绍10余种不可思议的动物感官，揭示动物千变万化的认知和生存方式。
◆“能和动物说话的人”、荣获德国联邦十字勋章的动物行为学家、德国国民科普作家费陀斯·德浩谢尔，为动物代言，写给每个人的动物科普书！
◆德浩谢尔动物科普著作翻译成20多种语言，全球总销量超过800万册，甄选代表作度系列授权中文版出版！
◆营造如看《动物世界》般的沉浸式阅读体验。深刻的观察+严谨的论述+优美的文笔，编织成动物们的故事，带你领略妙趣横生的动物世界！
◆颠覆我们对动物的旧认知。动物世界绝不仅仅是偏见中的“弱肉强食”，它们会做出利他行为，会用智力达成目标，也能审美并进行艺术创作。真正认识我们的动物朋友，是一场不可错过的生命教育课！
◆了解动物，反思人类。动物如何应对自然资源不足，如何与竞争者维持关系，如何领导族群，如何教育后代，如何维持生态平衡……以动物为镜，引发我们对人类自身行为的思考！

《动物的神奇感官》是一本从动物心理学角度探讨动物感觉及感官的科普书。书中介绍了动物的视觉、温度觉、痛觉、嗅觉、味觉、听觉、触觉、振动觉、平衡感、饥饱感、方向感、磁感、电感等各种感觉能力，令人大开眼界。
蛤蜊没有眼睛却有视觉，因为它们的部分软肉可以感光；蛙眼对运动的物体十分敏感，却对静止的物体视而不见；鲑鱼因为能“闻”到河流的味道，所以能跋涉数月返回自己诞生的河流产卵；雄蚕蛾无须交友软件，就能在几千米外嗅到雌蛾的存在；蚊子总能精准定位裸露的皮肤，因为它能隔空感受到0.002℃的温度差；蚂蚁能够根据太阳和月亮的位置确定方向，无论白天黑夜都不会走错路；裸臀鱼拥有精密仪器般的“电眼”，用放电来感知世界；结网蜘蛛有8只眼睛却视力不佳，通过振动进行“网上交流”……动物们各显神通，演化出了感知世界的不同方式，进而形成了获取食物、躲避危险、繁衍生息的独特手段。
通过与其他动物的对比，我们会发现：人类对世界的认知方式并非一，也绝非好，在很多方面都远不如其他动物；而世界在不同形式的感官下可以呈现截然不同的面貌。当然，我们也会意识到人类的感官其实也是神奇而独特的。与动物不同的感官相对应的，是千百万年来各不相同的进化路径，以及千变万化的生活方式；在本书中，作者也对此做了进一步讲解与探究。
了解动物的神奇感官，除了满足人类不息的好奇心之外，也具有重要的实用价值。对于科学家来说，大自然可谓一个已经做了36亿年卓越实验的巨型实验室，许多精巧的感知系统已经有效运行了数百万年。对于方兴未艾的自动化和人工智能技术，例如自动驾驶、自动化工厂、语音和图像识别等等，这些系统无疑能够提供非常有益的借鉴。

荐序（赵鼎新） V
前 言 大自然的实验室 XI
一章 视 觉  1
一节  看的问题    3
第二节  关于眼球的实验    6
第三节  人眼中的“微电脑 ”    11
第四节  神经信号的路线    13
第五节  图像是怎样在脑中形成的？    17
第六节  电子蛙眼    25
第七节  只能看到光点分布模式的动物    31
第八节  复眼    54
第九节  眼点    63
第十节  “第三只眼睛 ”    65
第十一节  不用眼也能看东西    67
第十二节  色彩视觉    71
第十三节  眼睛是如何看见色彩的？    74
第十四节  看见紫外光    78
第二章 “温度觉 ”  83
一节  响尾蛇的“第三只眼睛 ”    85
第二节  昆虫的热敏感器官    88
第三节  鱼类的冷热感觉    89
第四节  绝对温度感    91
第五节  灌丛火鸡—能造恒温孵化室的鸟    91
第六节  由温度所激发的神经兴奋    93
第七节  适宜的温度    96
第八节  人体中的温控器    99
第九节  变温动物对环境的适应    104
第三章 痛 觉  113
一节  痛的感觉    115
第二节  心理影响的物理模型    119
第三节  手术除痛法    125
第四节  昆虫能感觉到痛吗？    129
第四章 嗅觉与味觉  133
一节  狗鼻子的非凡功能    135
第二节  食物引诱剂    140
第三节  姬蜂的探测杖    148
第四节  家的气味    152
第五节  爱的气味    158
第六节  麻刺性物质和警告性物质    166
第七节  领域标志物质    170
第八节  信使物质    176
第九节  改变身体结构的气味物质    184
第十节  人造鼻子    190
第十一节  味觉    196
第五章 听 觉  199
一节  听觉器官的适应形式    201
第二节  水下的声音信号    218
第三节  听觉器官是怎样工作的？    225
第六章 触觉与振动觉  241
一节  振动觉    243
第二节  触觉    250
第三节  方向感和风速感    254
第七章 重力感、饥饿感与电感  259
一节  重力感与平衡感    261
第二节  饥饿感与饱足感    272
第三节  到底有多少种感官？    277
第四节  电感    279
第八章 迁 徙  291
一节  鸟的迁徙    293
第二节  鲸和鱼的游走路线    298
第三节  昆虫的迁徙    308
第九章 动物们怎样给自己导航  315
一节  以太阳为罗盘    317
第二节  偏振光感    326
第三节  鸟的以天体为参照物的导航能力    334
第四节  动物在夜间如何以天体为参照物来导航    345
第五节  磁感    357
参考文献 369
附 录 动物们是怎样感知事物的？
——《动物们的神奇感官》导读 385

费陀斯·德浩谢尔（Vitus B. Dröscher）,当代负盛名的动物行为学家，全球受欢迎的动物题材科普作家，德国汉堡州人文科学院院士。大学期间，德浩谢尔专攻动物学和心理学，自1954年起开始从事动物学研究并发表专著。 在对六大洲多种动物的行为进行了几十年广泛深入考察的基础上，他撰写了30余部动物行为学著作，包括《动物们的神奇感官》《感官的魔力》《友善的野兽》《温暖的巢穴》《从相残到相爱》等。这些作品曾获德奥多尔·沃尔夫奖和施文·西蒙奖等多项国际大奖。他的作品已被译成23种文字，在许多国家和地区出版发行，总发行量超过万册。他还为电视台拍摄、制作了大量动物题材的节目，并担任报纸杂志的专栏作家和特约撰稿人。 德浩谢尔是一个具有哲学家气质的科学家，他的动物行为学研究侧重于动物行为的历史演变及其对理解与指导人类行为的借鉴作用。在德语世界中，他的名字与动物行为学主要创始人康拉德·洛伦茨一样家喻户晓。

动物行为学能为我们理解人类社会中各种复杂现象提供大量的洞见。
——赵鼎新（芝加哥大学Max Palevsky 殊荣教授，浙江大学社会学系教授）

电感
我们可以用磁铁来抓鱼吗？当我这样说的时候，我所指的不是那些有着金属嘴的用硬纸板做的鱼，如儿童游戏套装里的纸板身金属嘴的假鱼，而是真正的活鱼。这听起来根本不可能，但这种钓鱼法的确已获得成功。首先做成这件事的是英国剑桥大学的动物学家H.W. 利斯曼（ H. W. Lissmann）博士。
在非洲内陆航道的一艘手划船上漂流时，他发现了一条长 1.5米多的甚为壮观的裸臀鱼［俗称“尼罗河魔鬼（鱼）” ］。当他在离那条鱼不到 0.5 米的范围内时，他在水面上方举着一块蹄形强磁铁。就像是被磁铁吸引着一样，那条大食肉鱼向磁铁靠近，并将其头部停在了磁铁正下方。当他来回移动磁铁时，那条鱼会慢慢地跟随着磁铁而动。后来，那位教授又用梳头发的方式让一把硬质橡胶梳子带上了电，然后用那把带电的梳子去靠近那条鱼，结果，那条鱼对那把梳子做出了与对磁铁所做的同样的反应，尽管在反应强度上要弱些。
这种令人惊异的把戏只对非洲裸臀鱼、非洲象鱼和南美魔鬼刀鱼（线翎电鳗）有效，对梭鱼或其他大多数鱼类则无效。这该怎么解释呢？
裸臀鱼是少数视力与听力都很差，也不依靠侧线器官的压力波接收器来感知环境的鱼种之一。它们用一种奇特的方式—使自己所在环境通电—来给自己定位：如果环境中有东西扭曲了它们所产生的电场的电场线，并使之偏离了在不受干扰的情况下会采取的航线，那么，它们就能搞清楚周围发生了什么事（见图 81）。对我们人类来说，这可能是奇怪、难理解的感觉世界。它是如此不同寻常，以至于即使是在测量技术上也没有真正的可比性。它与雷达或声呐毫无共同之处，也与蝙蝠和海豚的超声波的世界有着根本的不同。那些带电的鱼不接收回声，也不测量时间间隔。
它们拥有一种我们完全缺乏的感觉。在学校里，科学教师总是难以讲明白电场的概念。毕竟，我们很容易通过铁屑来使磁场变得可见。用类似的方法来显示电场则还是不要做的好，因为可能需要会引起危险的几千伏的高压电。
因此，对我们来说，电场线仍然是一个有点儿神秘的抽象概念。我们无法怀疑它们的存在，但我们不能以任何其他方式看到、听到、尝到、触到或体验到它们。然而，对裸臀鱼来说，电场线就是信息的主要媒介，就像光是人类获得信息的主要媒介一样。
不过，裸臀鱼并不像一个科学老师那样用高电压工作。裸臀鱼所产生的电不像电鳗的有 500～800 伏，也不像鲇鱼的有 450 伏，也不像电子射线的有 50 伏。依其体形大小，裸臀鱼在自身的“活体电池”中所产生的电只有 3～10 伏，那是一种脉冲式的直流电。裸臀鱼身体作为“活体电池”其正极在头部，负极在尾部。
裸臀鱼发出电脉冲的频率很高。在几乎终其一生的时间中，无论白天还是黑夜，无论醒着还是睡着了，这种鱼的电器官都在以每秒钟 300 次的频率不断地发出电脉冲。这种以固定频率不断发出电脉冲的现象就像是心跳，只是比心跳快得多。
然而，这种连续发送电脉冲的特性会产生一种不愉快的结果。如果两条相邻的裸臀鱼侵入对方的电场区域，那么，就像两部无线电发射机以同样的波长发送节目一样，它们会互相干扰对方的接收。但与无线电工程师相比，正如利斯曼博士所确定的那样，对该怎么应对这种情况，裸臀鱼要清楚得多。在干扰刚刚产生时，裸臀鱼就会暂停发送电脉冲；然后，它们就会突然改变电脉冲的发射频率，使各自以不同的频率工作，从而将对方的电脉冲与自己的区别开来。
如图81所示，每个电脉冲都会在鱼的周围产生一个球形的电场。然而，水中的每个物体—任何植物、石头、陌生的鱼，或利斯曼教授所用的磁铁和带电的梳子—都会扭曲这种正常的电场线模式。那些导电性比水更好的物体会使电场线聚合，那些导电性比水差的东西则会使电场线散开。如图 82 所示，这种情况也改变了进入或离开裸臀鱼身体的电场线的密度。
如此一来，这种鱼就能感知电场线密度，并据之就它周围90～180 厘米范围内发生的事情得出正确的结论。由此，它能识别出直径只有两毫米的玻璃棒，也能识别出两个形状相同但材料不同的物体。
利斯曼教授曾经展示过裸臀鱼对电的端敏感性。即使电压只有每厘米一亿分之三伏（相当于电流密度仅为每平方厘米一亿分之四安培）的微小下降，这种鱼仍然会有反应。裸臀鱼能感知的这种电压或电流的变化实在太微小了，以至于无法对之进行具体的比较。但有人可能会说：这种电感觉的灵敏度相当于可被单个光子激发的眼睛对光的灵敏度，或相当于能感知亚原子级振动的耳朵的灵敏度，或相当于能对单个分子做出嗅觉反应的蝴蝶的触须的灵敏度。
这种感觉如此卓越不凡，不仅应归功于裸臀鱼对电场变化的感知，也要归功于裸臀鱼对整个身体所接收到的电场强度的正确解读。我们应该记住：这种场强差异样式对裸臀鱼来说是环境中的一刺激。
例如，让我们来看看图 82 中的左图。在一个不良导体两侧放两个良导体可实现与一个不良导体引起的电场线偏离几乎相同的效果。由此可见，两个完全不同的东西可产生几乎（是几乎而不是完全）相同的刺激。裸臀鱼得靠这种小的差异来识别完全改变了的环境：就鱼脑而言，这是几乎令人难以置信的。
裸臀鱼的脑的确完成了这个任务。说目前的发现而言，裸臀鱼脑中大的区块只与电觉刺激的处理有关。生活在非洲内陆水域的象鱼也是用电场来定位的，就像人的大脑皮质比整个脑其余各部分的总和还要大一样，象鱼脑中的电觉区也已比其余脑区的总和还要大。
顺便说一下，象鱼是一像海豚一样具有明显游戏冲动的鱼。由于玩耍是需要较高智力的，因而，象鱼的脑似乎也有能力取得较高层次的成就。
然而，裸臀鱼须对其测量技术进行彻底的简化。在游动的过程中，如果它像有不带电的鱼一样做出曲折的动作，那么，它的脑就不可能判断出所接收到的电场的强度。因此，有轻微带电的鱼—裸臀鱼、象鱼（约 100 种）和南美魔鬼刀鱼等—游动时的身体姿态都好像吞了一把扫帚一样僵硬。即使在转弯时，它们的脊椎仍然是僵直的。它们的身体是靠长鳍的波浪式运动来推进的。（见图 83）
然而，重要的问题的答案仍是模糊的：这些鱼是如何产生电流的，它们又是通过什么手段来感知电流的？
利斯曼教授发现：在裸臀鱼身体的有部位—头部、腹部和背部—的皮肤上都有精细的感觉微孔，它们以相当规则的方式排列着，彼此间相距约 2 毫米。从外表上来看，它们与味觉器官是难以区分的；对鱼来说，味觉器官不仅在口腔中也在外表皮上。但是，这种电觉器官只有在被电场所激发时才会向脑发出信号。这种电觉器官的微孔是一根微型管子的入口，里面充满了胶状物质。这种胶状物质的导电性特别好，因此，它能像透镜一样将电场线聚集起来。在 0.1 毫米之下，这根微型管子进入了一个其底部分布着神经细胞的球形腔体。（见图 84）
电刺激在这里是如何转化为神经电信号的呢？科学家们发现：这跟视觉、触觉、听觉、嗅觉和其他感觉细胞中刺激的转化一样难以解释。
为什么电鱼会有这种复杂而奇特的感觉呢？为什么它们不像其他的鱼一样使用眼睛或侧线器官呢？
实际上，电鱼的眼睛只能用来感知某个时刻是白天还是黑夜。由于这种鱼生活在其浑浊的水域中，因而，实际上它们很难用眼睛看清楚任何东西。另外，它们通常是在夜里觅食和狩猎的。但这仍然不是它们须有电觉的理由。我们知道，在永久黑暗的地下水体中，那些没有视觉能力的鱼可用其侧线器官的压力波接收器很好地应对自己所处的环境。
这是另一个关键事实：几乎有的微电鱼都生活在快速流动、水流湍急甚至波涛汹涌的溪流与河流中。在这种环境中，压力波感觉是注定要失效的。如果一种鱼想要征服这样一种生存空间，那么它就需要一种全新的秘密武器。
南美魔鬼刀鱼已经成功地演化出了对这种环境的一种非常惊人的特别的适应方式。这一鱼科的成员并不像裸臀鱼那样每秒钟发射300 次电脉冲。有些种的南美魔鬼刀鱼发射电脉冲的频率很低，大概每秒只有两次；另一些种的南美魔鬼刀鱼会每秒钟发射 1 600 次电脉冲，在这两个端之间还有很多中间或过渡形式。在河流的急流险滩区域中，通常生活着属于该科的几种鱼，那些电脉冲发射频率低的鱼在水流相对温和的地方安家，而那些电脉冲发射频率高的鱼则会去那些水流湍急且水势为浩大的地方。
此外，电脉冲的发射也可被用作一种通信手段。有些过群居生活的象鱼用电信号来维持鱼群的聚集状态。但大多数象鱼都是攻击性强的独居鱼种。因此，这些鱼会把电用于相反的目的—标出自己所占据的河流中“疆域 ”的边界线。德国蒂宾根大学的弗朗兹· P.莫赫雷斯教授 22 描述了两个“对手 ”间的富于戏剧性的电力对决。
如果同种的另一个雄性侵入一块已被其他雄性占据的领地，那么，那个入侵者离那个占有者越近就会越多地感知到占有者所放出的电流。但是，那块领地的占有者也会觉察到入侵者的靠近。在通常情况下，双方都会通过加速并加强放电来应对敌方的信号。除非它们中的一个退出，否则，就会发生一场放电战。这很快就演变成一场以暴怒的猛击和狠咬进行的真正的战斗。
然而，在大多数情况下，由威胁性放电模式所表明的“政治高度紧张状态”就足以促使其中的一个打斗者撤出。图 85 记录了这样一场限于放电的领域（领水）战争。首先，这幅图显示了水域有者的放电模式；然后，显示的是争吵的开始阶段；那些放电动作很快就会相互紧跟，以至于达到无法再发出每个都明显相对独立的电脉冲的程度。不过，莫赫雷斯教授注意到：争斗双方间的“放电战”会逐渐变成其中一方的“独白”。后，我们会看到：那个胜利了的水域主人逐渐平静了下来。
在这个例子中，象鱼的放电与鸟类的所谓领地战歌显然起着同样的作用。鱼的领地范围就是其所放的电可在水下被（别的鱼）感知到的距离，对那些夜间活动并生活在基本混浊的水域中的动物来说，这是一种非常实用的领水划分方法。
我们想要知道的还有更多的事情。当然，在产卵时节，如果象鱼要作为一个物种生存下去的话，那么，它就须暂时搁置自己的独居性。已做好繁殖准备的状态是否会显示在放电行为的变化中呢？或者，是否甚至可能有“放电形式的交配歌曲 ”呢？这并不会令人惊讶。
但这并未穷尽有的可能性。正如莫赫雷斯教授的同事威廉· 哈德（ Wilhelm Harder） 博士 23 所指出的那样，电鳗有可能是在用电脉冲来吸引其所需要的鱼，即在进行常规的电诱式捕鱼。
利用金枪鱼行为中的一种迄今未能得到解释的现象，渔民们可以轻易地将金枪鱼吸引到钓线和渔网附近：金枪鱼会游到一个正在发出特定强度和发射频率的直流电脉冲的地方。电鳗是否也利用了这种现代技术手段并自古以来就是这么做的呢？这一点目前还没有定论。但它肯定拥有三种不同类型的电脉冲发射器（见图 83）。电鳗用低压电器官以与刚才描述过的那些带微电的鱼一样的方式来确定物体的方位。电鳗身上的第二种“活体电池 ”会产生电击，在电脉冲的形状与持续时间上，这种电击与那些给用电捕鱼的渔民们带来好收获的电流具有惊人的一致性。
后，我们可以在电鳗的第三个电器官上“贴上 ”这样一个布告：当心，高压危险！根据体形大小不同，电鳗会产生 300～800 伏的电压。一旦它所捕食的鱼已经在足够近的距离之内，电鳗就会用电脉冲对它进行常规性的攻击。由于猎物的导电性比周围的淡水好得多，它就像避雷针一样吸引了敌鱼的放电。受害者立即开始扭动起身子来。它的肌肉在收缩，好像在抽搐、颤抖和震颤。在被电晕因而毫无防卫能力的情况下，它只能任由那个气势汹汹的猎手摆布，并且会立即被其所吞食。