人類的音樂才能來自哪裡？

● 科學家利用多種手段研究人類演奏和創作音樂的能力的起源，不過，這些研究結果也充滿著爭議。

去玻利維亞的聖馬利亞並不容易。這個村莊還處於一個農業社會，坐落在亞馬孫河熱帶雨林深處，只能乘船前往。這裡不通電和自來水，生活在這裡的提斯曼人很少跟外界接觸，只是偶爾去相鄰的城鎮。但是，對聽覺研究人員喬希?麥克德莫特（Josh McDermott）來說，這樣的與世隔絕正好是科學研究的價值所在。

2015年，這個來自麻省理工學院的科學家開始了在當地的研究。他把筆記本電腦、耳機、發電機搬上獨木舟，從亞馬孫河流域的聖博爾哈啟程，逆水上行50千米，來到了聖瑪利亞。與他同行的是布蘭代斯大學的人類學家裡卡多?戈多伊（Ricardo Godoy）。他們計劃進行實驗，看看提斯曼人能否辨別出某些音調的組合，在這些組合中，他們是否有所偏好。這兩位科學家試圖解決音樂研究上長期存在的問題：各種文明中，音樂感知的特徵是否是天生的；在世界各地所觀察到的音樂偏好是否反映了西方文明和西方音樂在全球的傳播。

針對提斯曼人的測試：在聖馬利亞，布蘭代斯大學的里卡多?戈多伊測試提斯曼婦女的音樂喜好

音樂圖譜：大腦中很多區域都對各種各樣的聲音刺激有反應，科學家很難從中確定哪些區域是專門用於音樂處理的。功能性磁共振成象（fMRI）研究可以採用多種方法，精確定位出涉及音樂感知的區域，把各種「音樂」刺激和對應的大腦掃描結果記錄下來，比如唱歌的人聲、合成的鋼琴旋律和其他計算機發出的聲音。儘管存在障礙，但是，有關音樂感知的大腦區域的科學研究依然取得了一些進展

「

在西方音樂中會使用特殊的音程，在其他文明中也是一樣，」麥克德莫特說，「有些音程比其他更常用，這似乎不是偶然的。那麼問題來了：這究竟是為什麼？

」

民族音樂學家和作曲家往往會認為，個人音樂喜好完全是文化因素的產物。但是近年來，人類音樂才能（指演奏和創作音樂的能力）的進化基礎引起了科學界的興趣。越來越多人認為，人類對於西方音樂中純五度或大三度等和諧音程的偏愛與對於不那麼令人愉快、甚至是刺耳音調的厭惡是由我們的本身的生物特性決定的。作為受西方文化影響最小的人群，提斯曼人為研究這一理論提供了全新的機會。

他們用獨木舟運來的基本聽覺設備都派上了用場，麥克德莫特和他的同伴開展了一系列實驗，研究當地土著居民對於不同的聲音和音樂模式會有怎樣的反應。研究團隊發現，儘管提斯曼人能辨別出和諧音程與不和諧音程，但是他們顯然對兩者都沒有偏好。麥克德莫特認為，這是一個強大的證據，說明音樂喜好不是由強大生物學基礎決定的：「假設提斯曼人在生物學特徵上和我們一樣，如果對和諧音程的喜好等特性在某種文化中沒有出現，那麼就說明這不是由生物學因素嚴格決定的。」

但是他們發表的相關論文引起了爭議。有些人認為，這一研究表明：影響人們音樂偏好的原因是文化而不是生物學；有些人則指出，這種非此即彼的二分法是不對的。維也納大學的進化生物學家和認知科學家特庫姆塞?菲奇（Tecumseh Fitch）認為，僅僅因為感知力的不同，並不能說明生物學對音樂感知力的差異沒有貢獻，他說：「幾乎所有事物都受到生物學基礎、環境和文化的影響，如果認為三者互相衝突，這種『要麼天然形成，要麼後天培養』的觀點一直是生物學上最無用的觀點之一。」

確定生物學和文化對人類音樂才能的影響是一個非常棘手的問題，目前從事音樂認知科學的科學家們正在努力研究。最近幾年中，儘管很多問題仍然需要具體化，但是這個領域取得了突飛猛進的發展。「很多問題已經澄清了。」菲奇說。2015年，20多位科學家就這個問題為《哲學彙刊B》編寫了一期特刊，菲奇是作者之一。他指出：「本刊不是談論音樂的演化，我們現在討論的是音樂才能的進化，這是人類的一種普遍特徵。這避免了許多混淆。」

研究人員正在開始把音樂才能分解成幾個不同的元素，比如說音調處理和節拍同步等（見表1）；研究清楚每個元素的功能及其演變過程，就能找到「人類的音樂才能從哪裡來」的答案。但是，正如麥克德莫特最近的論文激起的討論一樣，音樂才能的生物學起源仍然很神秘。所以，爭論還在繼續。

感知音樂的大腦？

音樂工具不會變成化石，所以我們不能從過去的音樂中找到直接證據（見「音樂才能發展時間表」）。但是，研究人員可以從另一個複雜認知特徵（語音感知）的先前研究中發現線索。「音樂和語言都是聲音的規律組合；兩者都有層次結構；都存在於所有的文化中；都是非常複雜的人類活動，」弗雷德?萊爾達爾（Fred Lerdahl）說，他是一位作曲家，同時也是哥倫比亞大學的音樂理論家，「很多人，包括我，都認為音樂和語言在某些方面具有相同起源。」

這個觀點受到很多證據的支持。比如，塔夫茨大學的心理學家安妮?帕特爾（Ani Patel）等人在多年以前就發現，先天性失音症患者（也就是通常說的「音盲」）處理音樂的神經發育有障礙，在感知說話的語調方面也有困難。對正常聽覺志願者的fMRI掃描顯示，負責處理聽覺的區域是大腦顳葉皮層，在聽到音樂和語言時，顳葉皮層的大部分區域的活躍程度都比在無聲狀態下強。這些發現暗示，大部分人處理音樂和語言時，很有可能使用同樣的神經迴路。

但是其他研究指出，有些音樂和語言元素在大腦中的處理區域是分離的，這表明在漫長的進化過程中，人類大腦出現了專門處理音樂的區域。比如說，腦損傷會損害音樂方面的音高處理，但不損害說話時的音高處理。與傳統方法相比，更靈敏的多維神經成像分析指出，儘管在大腦皮層的刺激區域有重疊，記錄音樂和語言的活動還是會激活不同的神經網路。蒙特利爾大學的神經心理學者伊莎貝爾?佩雷茨（Isabelle Peretz）說：「人們把音樂和語言活動的大腦區域作為分享的證據，但考慮到大部分研究手段的解析度，這當然是沒有意義的。」

最近，麥克德莫特的實驗室進一步研究了音樂和語言在大腦處理區域中獨立性。他們採用新方法分析了志願者的fMRI數據，在測試中，志願者會聽到150種聲音的錄音，包括語言、音樂、非語言發聲或者非聲音（非發音器官發出的）。研究團隊在聽覺皮層中識別出了用於處理語言和音樂的不同解剖學路徑，以及在大腦中對語言和音樂有選擇性反應的其他區域。「我們發現，兩者在解剖學上基本上是分離的，」麥克德莫特說，「語言選擇性定位於主要聽覺皮層的側面，而音樂選擇性定位於聽覺皮層的前部。」

語言和音樂的神經處理機制目前仍然是個謎，不過佩雷茨指出，麥克德莫特等人的研究清楚地表明，人類能夠把音樂和語言分開來。雖然如此，她也注意到，音樂和言語感知是否有共同神經基礎，目前的科學界支持與反對的兩方都有證據，所以「辯論仍在繼續」。

有些研究人員獨闢蹊徑，想要從DNA中找到人類大腦如何產生音樂感知的線索。「對我來說，遺傳學是研究音樂才能演化根源的唯一途徑。」赫爾辛基大學的醫學遺傳學家伊爾瑪?雅維拉（Irma Jarvela）說。最近幾年中，她的團隊研究了一些芬蘭家庭的全基因組關聯模式。2016年，她們發表了初步研究成果：研究小組用標準的音樂聽力測試把參與者的音樂才能分成若干高低等級，並確定了與這些才能差異相關的至少46個基因組區域。「我們要問，在這些區域里有哪些基因，這些基因是否與聽覺感知有關？」她解釋說。在這些區域中，除了發現與鳴禽處理歌曲和產生鳥鳴有關的同源基因之外，研究人員還發現了與語言發展和聽覺相關的基因。

對於音盲的研究，給音樂才能的遺傳學基礎提供了更多線索。2007年，佩雷茨和同事們報告，先天性音盲會在家族中遺傳。最近的研究發現，遺傳病Williams-beuren綜合征的患者中音盲的發病率很高，而該綜合征正是由於第7染色體上的基因缺失（最高缺失28個基因），這使研究人員可能又找到了另外的音樂才能相關基因。佩雷茨表示：「沿著這個方向，我們取得了進展，但是還有很多工作需要做，這的確是很難的事，研究手段也比神經成像貴很多。所以我們必須要耐心等待。」但是她補充說，這個發展是值得等待的，因為對於特定的音樂或音盲表型的遺傳學理解可以為音樂的生物學基礎提供全新的視角。

與此同時，一些研究人員主張，要弄清人類音樂才能的起源，就要研究相關的物種。儘管非人類靈長類動物像我們一樣，能夠分辨出和諧音程和不和諧音程，但是，很多類人猿和猴子對於聽覺的處理驚人的不同。「音樂基本原理中，人們關於動物處理聲音的那些古老的普遍的認識，被證明是不正確的，這可能反映出我們大腦潛在的特化區域。」帕特爾說。例如，隨著節拍運動的能力是一種重要的音樂能力，「我們的近親就不能自然產生，」帕特爾說，「但是在一些其他物種身上，這種能力是自然產生的，包括鸚鵡、海豹和大象。」

類似地，發聲學習的能力是音樂才能的一個方面，許多物種具有這種能力，包括一些鳴禽、鸚鵡、鯨類、海豹、蝙蝠和大象，但是除人類之外的其他靈長類就沒有相關記載。帕特爾說：「這不禁讓人疑惑：人類與其他有音樂感知的物種具有什麼共同的基本特徵，這些特徵的進化說明了什麼？」

為什麼會產生音樂？

人類是怎麼進化出處理音樂能力的，這個問題研究人員一直在探索。同時，更多的科學家和公眾對另一個音樂才能起源問題的興趣與日俱增：究竟為什麼會進化出音樂才能？對某些人來說，音樂在人類中具有普遍性，在社會和文化中都起到重要作用，這是我們的音樂才能具有自適應性的令人信服的證據。「在所有的社會裡，音樂都是相通的，」赫爾辛基大學的科學家雅維拉說，「這就像有利的等位基因一樣，應該有益於人類。」

但是，音樂究竟有什麼益處呢，是否確實影響了人類的進化？這些都是帕特爾所說的「書中最古老的爭論之一」。在20世紀90年代，認知心理學家史蒂文?平克（Steven Pinker）有個著名的見解，他把音樂稱為「聽覺上的乾酪蛋糕」，美味卻幾乎是不必要的，他認為音樂才能無非是人類進化出專門處理語言和其他聽覺輸入神經迴路的副產品。菲奇說，上述觀點成為研究人員尋求對人類音樂演化的最終解釋的爭論。「大家都想要證明平克的乾酪蛋糕觀點是錯誤的，」他注意到，「但是那僅僅是一個無效假設。」

一種來自達爾文主義的適應主義觀點是，人類的音樂才能就像鳥鳴聲一樣，具有性選擇的特徵，雖然不是尋常的特質，但是在兩性中普遍存在。音樂才能是有關認知能力可靠和可見的指標，可以向潛在的配偶展示其個體基因的質量。一些研究人員嘗試從這個觀點得到可以被實驗證實的推論，但是迄今為止沒有獲得多少證據支持。最近的一項研究是在超過10 000對瑞典雙胞胎中開展的，讓她們根據包括性伴侶數量、第一次性交時間等指標來自我評估性吸引力。研究人員發現，音樂能力與性吸引力沒有關係，但他們也警告說，不要輕率地從現代社會的情況推測出人類祖先的性關係。

由於音樂的複雜性，人們對音樂在人類情緒和社會聯繫上的作用還很不了解，也產生了一些其他的假說。比如，多倫多大學的心理學家桑德拉?特雷胡布（Sandra Trehub）說，嬰兒和幼兒對音樂交流格外敏感，成年人與他們互動時會自然而然地使用唱歌的方式。「全世界照看嬰孩的人都會為他們唱歌，」她說，「這不是西方獨有的現象，也不是某個階層獨有的現象。無論哪裡的人都會為小孩唱歌，這似乎頗為重要。」

她和她的同事們最近報告了一個現象：嬰兒如果看不到他人（同類）就會開始啼哭，歌唱錄音能延遲嬰兒開始啼哭的時間，而說話就沒有效果。2014年，麥克馬斯特大學的勞雷爾?特雷納（Laurel Trainor）發現，當剛1歲的嬰兒跟著音樂跳動時，如果研究員站在嬰兒對面按音樂節拍跳舞，嬰兒會友善地幫助撿起研究員身上「不慎」掉落的物品。而對於不按節拍跳舞的研究員，嬰兒則不會這麼友善。

這些相關的發現導致了一些觀點，父母-嬰兒之間親情紐帶，或者更通常地說，人際關係作為一種選擇性壓力促進了早期人類音樂才能的進化，雖然特雷胡布自己說她不同意這種相當投機的觀點。「我不難想像一個時期，音樂之類的事物在全球民族的交流和管理人際關係中非常重要，」她說，「但是，根據我們目前看到的情況，去推斷遠古時代音樂產生的條件和它所具有的功能，這是非常困難的。」

實際上，研究古代人類行為的固有挑戰和特徵本身的複雜性，使音樂演變的解釋很容易被認為是「無法證實」的故事，特雷納說：「你看到音樂對人的影響，很容易想到它具有進化自適應的特徵。當然，證明某事物有進化自適應性，雖然不是完全不可能，但也是非常困難的。」

研究的困難導致一些研究人員認為，以適應性為基礎的研究方向是錯誤的。「我不這麼認為，這是極有用的問題，」菲奇說，「把精力集中於此是不明智的，因為我們知之甚少。」其他研究人員則認為要更加細緻地分析音樂才能的進化過程，而不是簡單尋找單一的答案。「進化過程不是一蹴而就的，」特雷納說，「要經過很多細微的階段。」

例如，她的工作解決了聽覺場景分析的方面：動物如何在空間中定位聲音來源，這一工作可能找到對現代人類的音樂能力至關重要的特性。但是這並不表示音樂在誕生之初沒有獨特的功能。「我認為，在人類音樂能力的漫長發展過程中，大部分的演化是被音樂自身的進化壓力所驅動的，」特雷納說，「而其餘的進化壓力則來自於當今音樂能力以外的其他部分。」

大部分研究人員同意一個觀點，研究人類的音樂進化需要更多地專註於和生物學相關的方法。比方說，菲奇建議，研究人員不是問為什麼進化出了音樂才能，而是問為什麼進化出了隨著節拍運動的能力。這個研究方法「是真正重要的」，帕特爾說：「我們已經猜測了幾百年。現在我覺得，考慮音樂認知里的諸元素，並把它們放到進化框架中去考慮，這才是真正的進展。」

音樂才能發展時間表

關於古代人類的音樂感知，沒有任何實際的證據，研究人員在歷史中尋找遠古人類能夠產生音樂的跡象，從而大致上了解音樂才能進化的時間表。其中一種方法是通過考古學。毫無疑問，最古老的樂器是在德國的洞穴里找到的骨笛（見上圖），距今已有4萬多年歷史（J Hum Evo，62:664-76, 2012）。但是很多研究人員爭論，聲樂的出現可能比這更早。

為了找到聲樂出現的年代上限，有些研究人員從人類解剖學上尋找答案。要想發出複雜的聲音，需要強大的大腦和特化的發聲器官。比方說，在原始人的進化中，胸腔變得更受神經支配，這一變化讓人類（和尼安德特人）更有效地控制發聲中的音高和強度。化石證明，像現代人這樣能進行呼吸控制的人類最早生活在160萬年前，一些研究人員認為這標誌著我們的祖先首次能夠產生類似歌唱的聲音（Am J Phys Anthropol,109:341-63, 1999）。

如果我們的DNA中存在一些部分與感知和處理音樂有關，那麼遺傳學也能幫助研究人員確定某些特定的音樂才能要素是何時出現在我們祖先身上。然而，直到目前為止，人類何時首次製造出可以被稱為「音樂」的事物，目前還是一個謎。

張文韜/編譯 來自：世界科學（World-Science ）

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