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鸽子并非鸟类中最聪明的鸟，但是它有一项本领非常厉害，就是把它拿到几百上千公里外，它都能很快飞到家里。在广东一带，隋唐时期就有鸽子传信了。到了盛唐，用鸽子传信的记载更多了，据记载，唐太宗李世民养了一只白鸽传信，从西安到洛阳，空距285公里，“日返数回”。唐玄宗开元时期，有一位宰相张九龄，少年时他在岭南老家养过许多鸽子，并用它们与亲友通信。唐代的传信鸽除了用来与亲友通信处，还用于军事通讯。
大多数人都听说过鸽子能够判断方向和回家的能力靠的是它能感应地球磁场，这种说法在五十年前就有人提出了，但是一直没有找到鸽子能感应地球磁场的器官和如何感应地球磁场的方式，2013年的时候，有生物学家证实了在鸽子的上喙部位确实具有一种能够感应磁场的晶胞，是结晶状的类似磁铁矿的组织，正是这种器官可以让鸽子感应到地球磁场，从而为它的飞行导航。
科学家们曾做过这样一组对比实验:把数百只训练有素的信鸽分成两组,在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁,而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块,然后把它们带到离鸽巢一定距离的地方放飞。结果,绝大多数缚铜块的信鸽飞回,而缚磁铁的信鸽全部飞散了。信鸽在飞行中,就是利用身体部位靠感知地磁场而确定位置的。当在信鸽翅膀下缚一块磁铁时,它对地磁场有干扰作用,所以,这些信鸽全部飞散了。
不过生物学家们认为能感应地球磁场还不是鸽子能回家的全部本领，他们还发现鸽子等鸟类可以依靠太阳辨别方向，太阳每天从东方升起后，大约每小时运行15度，直到在西方落下，所以鸽子等鸟类能以生物钟时间结合太阳的方位而辨别方向。阴天的时候主要靠感应地球磁场；雷雨天气时，鸽子的磁场感应可能会失灵，所以鸽子偶尔也会迷路，但一般他们都会很快纠正过来。另外还有一些鸟类可以依靠河流的流向、山脉和道路的走向定位和辨别方向，通常迁徙的鸟类这方面的能力很强。
生物学家还发现鸟类不仅能定位和辨别方向，还可以判断出距离，这也是鸽子等鸟类才能在远达几千公里外回到原处的另一个原因。良好的条件下，鸽子会在起飞后根据太阳和磁感应进行定位和修正，盘旋数圈后确定方位保持基本方向的飞翔，并在距离巢穴一定距离时通过视觉记忆准确找到巢穴返巢。
信鸽的综合机能决定了其返巢的能力，它在飞行中可能会遇到磁暴、阴天甚至雷雨天、天敌的威胁等麻烦，有些鸽子就此沦落天涯成为不归鸟。其中天气原因是最重要的原因，2015年11月9日是中国赛鸽的“黑色星期一”，河南、河北以及北京等部分地区也遭遇阴天、严重雾霾的恶劣天气，由于是比赛日，放飞的约10万羽赛鸽绝大部分未能归巢。
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