鸟类迁徙时，或三五成群、掠过长空，或集团出动、遮天蔽日。在德拉维尔湾海岸方圆数百平方米的暂栖地内，聚集在一起的鸟儿光一个种类就有10万只之多。春天，当它们来到筑巢地，大群的鸟儿分散，每对配偶选择一个筑巢点。凭窗远眺，望见筑在苹果树上的鸟巢，人们不由得会想：去年在那棵树上筑巢的，也是同一群鸟儿吗？思索着它们飞了多么远的距离，又多么轻而易举地越过陆地与海洋，找到自己的路，岂能不惊叹有加。它们是怎样迁徙的呢？
在公元前2000年镌刻的埃及浮雕上，我们可以看到人类对鸟类迁徙的惊叹。纵然不提绵延几千年的观察，人们设法理解鸟类为何、又如何迁徙，也是由来已久的事了。第一个论述鸟类迁徙问题的是公元前4世纪的古希腊哲学家亚里士多德，可惜他的观点不太对头。他指出某几种鸟是迁徙性的，这没有错；但他断言那几种鸟在迁徙的路上变成了别种鸟儿，这就把事情给完全搞混了。变形的概念，比如知更鸟变成红尾鸲再变回来，在16世纪以前曾广为流传。那不过证明了，只要你的名气足够响，连你最糟糕的错误也能赖在书本上享受虚名。我们可以揣测亚里士多德是怎么会搞错鸟的迁徙的。知更鸟夏天在北欧，冬天在希腊；红尾鸲夏天在希腊，冬天在下撒哈拉非洲。在亚里士多德眼里，两者的大小和颜色十分相近，所以就猜想知更鸟和红尾鸲是一种鸟两种打扮，是毛虫变蝴蝶在鸟类中的翻版。
到16世纪，欧洲探险家进行环球航行，欧洲人在美洲定居下来。在人们拓宽了的眼界下，亚里士多德观点的错误就暴露了。可是又发生了新的争论，博物学家相信，类似于上述的鸟可往返于很长的距离之间，有些甚至从一个洲到另外一个洲，这听起来有点儿不可思议。博物学家无法解释，轻盈如鸣禽，才百把克重，怎能飞越即便人类也才刚开始征服的距离。于是另一些理论家提出了完全不同的见解：鸟儿根本没有迁徙，它们在原地销声匿迹，是因为冬眠了。既然像熊这么大的动物能冬眠，小小的鸟儿当然更容易冬眠。这一理论的支持者也难找到证据。鸟儿如果冬眠的话，是在哪儿冬眠？为什么没人看见它们冬天的藏身之处？
人们后来发现，鸟儿冬眠的事确实有，但十分罕见。加利福尼亚沙漠地区纳托尔的蚊母鸟就是其中一例。还有其他一些鸟，尤其是猫头鹰科的，既不冬眠也不迁徙。例如，条纹猫头鹰和大角猫头鹰一年四季生活在同一地区。最小的猫头鹰是美国西部的精灵猫头鹰，身长仅15.2厘米，会迁徙到墨西哥，因为它们的食物是昆虫，不是小型哺乳动物，而在冬天的几个月里没法找到昆虫。
造成鸟类迁徙的是食物匮乏，而不是季节寒冷本身。鸟儿无暇找寻宜人的气候，它们需要觅求果腹之地。觅食的冲动能把它们赶上迢迢旅程，那是连生活在如今大型喷气客机时代的人类也未免望而生畏的。北极燕鸥每年迁徙时从位于北极圈的筑巢地经欧洲和非洲的海岸南下至南极地区。食米鸟由加拿大到巴西南部、阿根廷和乌拉圭的草原，行程8045公里。有些鸟在迁徙中飞到了不可思议的高度，纹头雁以8991.6米的高度飞越喜马拉雅山。还有些鸟作长距离不着陆飞行，那当中的时差适应，人类得花上一个月才能恢复。黑顶白颊林莺在秋天从马萨诸塞海岸起飞，36小时后到达大西洋上某处，赶着西印度群岛的贸易风，飞抵南美洲海岸。这是一次为期4天的不着陆飞行。
19世纪中叶，搜集珍禽在富裕的欧洲和美洲趋于流行，鸟类迁徙的全部惊人内幕亦随之被揭晓。猎鸟者被派遣去深山密林，射杀珍稀鸟类，就地剥制成标本。珍稀鸟类的羽毛成了夫人小姐帽子上时髦的装饰，弄得许多大型鸟类差不多要绝种。这反过来又激发了最早的爱鸟护鸟活动。成立于1905年的奥杜邦协会率先倡导护鸟，西奥多·罗斯福于1907年在鹈鹕岛创建了第一个国家鸟类自然保护区。
在19世纪，对鸟类的了解大抵出于兴趣，但相关的科学探讨也有一定发展，其中主要的是1827—1838年约翰·詹姆士·奥杜邦精美的出版物《美洲鸟类》。奥杜邦先生对自然生活环境中的各种鸟类进行观察，把它们绘成图画。这些画具有极高的艺术与科学价值。《物种起源》出版于1858年，其作者查尔斯·达尔文随“贝格尔号”进行为期5年的环球考察时，深受奥杜邦鸟类研究的影响。从许多方面看，达尔文的进化论反而使鸟类迁徙现象更加神秘难解。如果鸟类在分隔开的各地区进化成新种，为什么还有些鸟飞这么远，去寻找冬天的觅食之地呢？
看来事情往往是，博物学家对鸟类了解得越多，有关鸟类的知识就越令人困惑。使科学家怔住的不仅仅是鸟类那令人难以置信的飞行距离，更让他们为难的是不同种类的鸟还有不同的迁徙方式。例如，大多数种类的鸟会飞离径直的航线，以免在开阔的水域上空长时间地飞行。这好像很合乎逻辑，因为陆地生活的鸟在开阔水域上没地方可以歇脚或觅食。可是为什么有些鸟偏偏要进行这样艰难的飞行呢？黑顶白颊林莺怎么会接连四天在海上进行不着陆飞行？更叫人困惑不解的是，红喉蜂鸟要吃大量的食物方能维持两翼极其快速的拍动，为什么能从美国南部到尤卡坦半岛再回来，进行跨越墨西哥湾的长途飞行呢？按理说在所有各类鸟中，它们最有条件绕道靠近陆地飞行，免得飞行8045公里，越过墨西哥湾。
像这样一些叫人费解的问题，使许多专家怀疑自己究竟是不是真的了解鸟类迁徙之谜。在20世纪的头几十年中，确定鸟类迁徙方式的工作有了一些进展，因为在鸟类筑巢地给鸟腿加箍带或环的做法得到了普及。另外，全球的鸟类观察爱好者见到带箍的鸟儿时愿意报告消息。在他们的帮助下，科学家绘制出了复杂的鸟类行程地图，关于鸟类迁徙的位置和时间问题因此有了详细解答。仍然让人捉摸不透的是迁徙的机制问题。
人们已经搞清大多数种类的鸟不是拖家带口迁徙。在大部分情况下，雄鸟比雌鸟和刚会飞的幼鸟先离开夏季筑巢地。雄性的红喉蜂鸟早在七月底便动身回墨西哥，而同种的雌鸟和幼鸟要在美国待到十月份。另一方面，三种天鹅，包括小身材的冻土带天鹅和大得多的号手天鹅（两者都是北美的鸟类），却是举家从阿拉斯加和加拿大的筑巢地，迁徙到美国境内的冬季觅食地。天鹅合家迁徙的原因在于它们成熟得比大多数鸟类慢，幼鸟需要得到一切可能的帮助，才不至于在迁徙途中迷路。
以上解释本身又引起一个更加复杂的问题：为什么有些鸟儿好像对迁徙路线有天生的感觉，而另一些鸟类似乎更加依赖父母的引导？不同类别鸟儿之间的这种差别，蕴涵着一个令人不快的答案：不同的鸟有不同的导航系统。果然如此的话（其实有很多人同意这一点），要真正理解鸟类的迁徙便不止是拿出一套理论，满足于给鸟类迁徙提供一个大体说得过去的解释，而要审视范围广阔的一系列导航模式。
从20世纪70年代起，科学家就提出了种种导航系统。可能因为飞翔实验太复杂，研究人员几乎总是专注于问题的个别方面，于是形形色色相互争执的理论应运而生。
所有研究人员都同意一个基本的观点：鸟类跟哺乳动物一样，受昼夜节律支配。鸟和人类都有内部时钟，与地球24小时的自转相协调。这种协调在鸟儿身上可能比在人身上还要强。在人为控制的环境中突然变换日照时数，鸟儿得花两三天时间才能适应过来，而且在此期间，它们的习惯及睡眠周期会受到少许妨碍。经过调整之后，它们的内部时钟又趋于稳定，并按24小时的周期运转，不管外界刺激怎样。
人们普遍相信，存在精确的内部时钟对于鸟类的迁徙至关重要。在地球每天的自转中，一个地理位置每小时转过经线15°（15°×24小时＝360°）。若计时出现错误，每误差一秒钟，会偏出航向29.6公里。显然，凭昼夜节律本身还不可能理解，鸟儿在飞翔了成百上千公里后，回到同一筑巢地时为何会有分毫不差的精确性。
另一个明显的导航因素是敏锐的飞翔视力。你走进自家院落时也许会惊讶地发现，一只蓝？鸟不知从哪儿飞扑下来，抓起你脚下的一只田鼠，你甚至都来不及反应过来。类似这样的经历生动地证明了大多数鸟儿的眼力非常好。“鸟瞰”一词则提示了鸟类在迁徙中眼力非凡的另一侧面。不少专家推测，卫星照片上揭示的地面细节哪怕再出色，也没有鸟儿在飞翔中看见的那么精确。
不过把飞翔视力看得太重要也有问题。很清楚，鸟儿运用极精确的视力猎取食物和在巢区内导航。但很少有证据表明，地面标志在长距离飞行中起着特别重要的作用。要在这种地方做实验是很难控制条件的，已经做过的研究使人怀疑视觉标志在迁徙中没有起多大作用。假如由于地震、洪水、森林火灾或人为破坏，景观突然改变，那么在长途飞行中倚重视觉线索只能造成困扰，不会有别的结果。
要是陆地标志不那么重要，空中标志又如何？太阳或星星的位置在迁徙中起什么作用？有证据表明鸟儿像人一样，不能直视太阳。鸽子在飞翔时能利用自身在地面上的投影，已成为定论。1968年，鸟类研究的首要权威杰弗里·马修建立了一个理论模型，描述鸟类利用所谓“太阳罗盘”的能力。这一模型要求鸟儿能够计算让一般高中生发怵的角和平面，但这不是没有可能。自然界中普遍存在着本能的数学天赋，从蜜蜂筑巢，到海獭筑坝。另一引人注目的理论是J·D·佩蒂格鲁提出的：鸟儿眼睛里的梳膜起到了像小日晷指针那样的作用，它在眼球后部的投影可被用于帮助导航。
这些理论就算能够证实，也还会留给我们许多解答不了的问题。很多鸟儿迁徙时喜欢在夜间飞行，还有些鸟儿昼夜不停地飞，表明有不少种类的鸟能利用星星来确定方向。从20世纪40年代起，人们围绕着这种可能性进行了若干实验。一个有名的例子是，斯蒂芬·埃姆伦将初出生的靛青白颊鸟放在天文馆内的笼子里，在随后的一系列实验中，他操纵投映出的星星的位置及转动。结果显示，靛青白颊鸟的“星星罗盘”是习得的而非天生的，换句话说，它们利用星星导航是习惯成自然而非本能。
以上研究结果是有意义的，因为星星的位置随时间而改变。如果鸟类通过进化而有固定、天生的罗盘功能，那么进化就不得不一直跟变动着的太空赛跑，哪怕要比赛不知多少千年。与鸟类迁徙相关的最成功的实验集中在它们利用地磁场数据的能力上。其中基础性的实验是在20世纪70年代由德国法兰克福的一群科学家担当的。许多其他的研究项目追随了他们的工作。总体来说，这些研究搞清了一点，就是鸟类的确以惊人的方式对地磁场有所反应。
在这个领域中最引人入胜的进展是在鸽子头部发现了一种微小的磁性晶体，位于颅骨与脑之间。除了某几种鸟类外，尚未见这种晶体普遍存在。不过磁性晶体至少算得上一种可能赋予了鸟类“第六感觉”的生物学特征。
总之从理论上讲，对于鸟类迁徙这个老问题有各种各样可能的解释：昼夜节律、视力、利用太阳或星星导航的能力，甚至生物性的第六感觉。纵然可以设想所有这些导航系统都起作用，但它们各自的重要性看来还是因鸟的种类而异。对于有些种类，其他因素如鱼的气味或蛙的鸣叫似乎也起一定作用。各种鸟之间有极大差别，从筑巢习惯乃至食物种类无不涉及，在蜂鸟和冻土带天鹅身上起作用的机制或机制组合各有千秋。一种不过迁徙百把公里的鸟儿也许用不着很了不得的导航系统，而那样的系统对另一种在南北极之间往返迁徙的鸟儿却是必不可少。南极洲可敬的“公民”企鹅也迁徙，最远不过482.7公里，但它们是走着去的！它们可没有什么“鸟瞰”，也无须对地磁场有反应的晶体。
60年前，研究人员简直不知道怎样去了解，鸟类何以能这么分毫不差地完成上百，甚至上千公里的非凡旅程。然而自那时以来已经取得了很多进展。不完整的解释比比皆是，但论述鸟类的每一本著作、每一篇文章都充满了条件性的词语：“可能……但也可能……”我们对鸟类会进行多么壮观的跨世界飞行知道得比较多，可是这里面的谜团仍然远远多于解释。小小的太阳鸟又展露身影，在你窗外的苹果树上筑巢。我们通过加箍环可以了解到，它正是去年那只。想到过吗？它同你上次见面之后去了南美洲又回来了。怎么会呢？
世上事最好不知底细，可以让你浮想联翩。这难道不是个例子吗？