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是什麼原因導致猿類進化成人類,猿類為什麼會「變聰明」

人類是如何變聰明的

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在這間位於英國埃克塞特大學的工作室里,桌子上擺放著各種石制工具,沿牆根高高地堆放著石塊,牆上的木架子上掛著鹿皮(那是布拉德利用他的研究團隊製造的石制工具獵殺的),在實驗室的冰箱里甚至還保存著許多鹿肉……

你可不要認為這些手工製品只是一些實用的工具,它們所講述的,卻是人類祖先如何從簡單的猿類動物進化成為如今有思想能思考的地球上最聰明物種的故事——在過去的三年里,布拉德利的「學習成就人類」研究項目,結合神經科學、心理學,以及考古學中關於石制工具的一些發現,探索研究了製造這些工具的人類大腦的變化和進化過程。

長期以來,研究人員不懈地尋找人類獨特智力的某種「秘密要素」,以期破解人類非凡認知能力之謎。不久之前的研究成果認為,並不存在所謂的「秘密要素」,人類獨特的思維方式是大腦各個不同區域擴大及重組的結果。還有研究認為,人類大腦的變化早在600萬年前,

即人類從猿類動物中分離出來的時候就已經開始了。科學家在對許多人類近親動物大腦的研究中,發現了許多可供比較的變化。在對17種靈長類動物大腦進化進行比較之後,美國科學家杰倫·斯梅爾說:「從某種意義上來說,我們只是進化到極致的一種猿類動物。」那麼,是什麼原因加速了從其他猿類動物分離出來的人類祖先的大腦進化?人類祖先與其他物種完全不同的思維方式又是如何產生的?布拉德利工作室里的三種石制工具,也許告訴了我們答案。

奧爾德沃石器

奧爾德沃石器

這是時間最早、也最粗陋的一種石制工具,看上去只是一塊參差不齊的石塊。然而,它或許就是人類變聰明之路上的第一個里程碑。

除了開始用兩條腿走路之外,最早的人類祖先顯然與猿類動物十分相像。

與黑猩猩和其他靈長類動物一樣,他們只具備有限的使用工具能力,比如揀起地上隨處可見的鵝卵石用來砸碎核桃。但是,到了大約260年萬年前,隨著南方古猿的崛起,情況發生了一些變化:他們不再只是利用周圍能夠找到的天然石塊作為工具,而是開始了對天然石頭進行改良的嘗試,他們學會了揮動手裡的石塊,用來切削另一塊石塊,然後用切削好的鋒利的石塊邊緣切割獸肉。

鋸齒狀的奧爾德沃石器是布拉德利的一個重要發現。奧爾德沃文化是東非舊石器時代文化之一,以簡單的石制砍砸器、刮削器為特徵。布拉德利發現,製造奧爾德沃石器需要其他猿類動物所不具備的能力,它需要靈巧機敏的動作控制能力,包括兩手的協調能力,即兩隻手能夠同時做不同的動作。比如,用一隻手固定石塊,用另一隻手擊打切削它。布拉德利說:如果人類祖先沒有創造出切削成薄片的石制工具,地球上就不會產生有思想有意識的人類這樣的物種。

即使有了這樣的觸發因素,那一階段人類祖先的進化仍然十分緩慢。直到100萬年前,直立人出現,人類大腦的進化才開始突飛猛進。從多個角度來看,直立人的出現都有著重要的意義,除了身體結構上與現代人類有著更多的相似之處而外,與他們的先輩不同的是,直立人時代的人類組成了更大的社會群體。

阿舍利手斧

成功的社會生活需要合作精神,以及擁有識別和懲罰想要不勞而獲的不誠實行為和欺騙行為的能力。這些挑戰被認為激發產生了許多複雜的人類情緒,如羞愧和尷尬等,這些情緒有助於個人更好地遵循群體的道德規範。布拉德利認為,真正代表了直立人思維能力進化的工具是阿舍利手斧,一種精巧的、葉狀石制工具。

我們不知道究竟是什麼激發產生了人類的這種革命性的設計理念,它可能源自於人類夢中產生的創意。人類最早的工具設計嘗試大約發生於150萬年前,那時的手斧設計還相當粗陋,但在接下來的100萬年里,阿舍利手斧的結構變得越來越薄,越來越對稱,體現了人類更加對稱的設計理念。

製作精巧的阿舍利手斧提供了這樣的線索:為了得到更先進的設計樣式,人類祖先首先需要在石塊表面做切削平整的準備工作,這不僅需要更多的事先規劃,還需要掌握好力道的應用,也就是說將目標細分成一系列更小的行動步驟,而這表明人類祖先開始擁有以更複雜的方式組織思想進行思維的能力。

阿舍利斧的創新設計還與人類認知發展的另一個里程碑有關:語言的誕生。語言是一個極為複雜的系統,涉及許多不同的思維過程。語言的起源一直被認為是人類進化中的最大謎團之一。有證據表明,學會製作工具是語言產生的一個催化劑。布拉德利的合作者,埃莫里大學的迪特里希·斯托特認為,準確的發音需要嘴唇和舌頭精確運動的配合,這是黑猩猩和其他靈長類動物所無法擁有的能力。而人類祖先的工具製作活動涉及大腦中的運動控制區域,從而促進了語言能力的發展。斯托特還指出,創造葉形手斧所需要的序列概念思維方式與我們理解和組織句子結構的方式十分相似。

為對這一理論進行測試,斯托特利用大腦掃描技術鎖定製作各種不同類型工具時與認知能力相關的大腦區域。正如他所預期的那樣:模仿製作奧爾德沃舊石器工具的人,其大腦中與口語語言能力相關的運動控制區域非常活躍;而模仿製作阿舍利後期工具的人,其大腦中涉及語言語法結構理解的大腦區域相當活躍,包括沿前額葉下部的額下回。與其他猿類動物相比,額下回是人類迅速發展的大腦區域之一。

語言能力是人類區別於其他物種的唯一獨特能力,正是語言能力的誕生讓我們在進化的道路上,從地球上的動物界中脫穎而出。但遺憾的是,人類進化道路上的這個偉大的轉折點在考古學研究中無法體現出來,布拉德利也無法肯定哪些工具與語言的最早出現相關。不過,有線索表明,人類祖先在至少60萬年前,從直立人進化的海德堡人出現時開始擁有了語言能力。

毫無疑問,海德堡人在其他一些方面也與現代人更為接近。

海德堡人的大腦容量已達約12000立方厘米,只比現代人類小一點點,發達的大腦為更強大的認知能力提供了物質基礎,這種認知能力的提高體現在海德堡人製作和使用的多種工具中,包括進一步改進的手斧、切肉刀和矛尖等。

要設法將不規則的石塊切削成不同形狀和不同式樣的工具,需要出色的空間認知能力,這些工具的出現可能還意味著人類新產生了視覺想像能力。海德堡人會多次造訪某個可能有某種象徵意義的地方,許多手斧被故意丟在那裡的地面上,有人將這種看似無法解釋的現象解釋為人類早期象徵主義的萌芽。更為關鍵的是,海德堡人的發聲系統也得到了解剖結構學上的進一步完善。例如,化石骨骸上的痕迹表明,海德堡人的發聲系統與大腦和舌頭的神經連接比他們的先祖更多,在他們的喉部,和其他猿類動物一樣抑制發聲的球形附件似乎也已經消失了。所有這些變化都是發出流利聲音所需要的條件。

無論人類語言起源於何時,語言的出現都帶來了一系列新的心理挑戰。例如,對於黑猩猩們來說,它們很難區別象徵性物體與真正的實物之間的區別,如果看到一張惟妙惟肖的香蕉圖片,它們就會興奮起來,將它當作是可以吃的真正的食物。同樣,我們人類祖先對於語言構成的心理想像圖景的理解,最初也是經過了一段困惑不解和逐漸明悟的過程的。

有專家假設,為了應對這種直接的直覺反應,我們人類祖先必須對直覺反應情緒擁有更強大的掌控能力,在這個過程中,他們學會了對他人行為產生懷疑和揣測的能力。為此,他們需要更佳的聽覺詞語記憶,才能夠記住並回憶起別人曾經對他們說過的話,以區別於他們自己的人生體驗。此外,他們還產生了「講述我自己的故事」的自傳體記憶能力。如果上述假設是正確的,那麼人類自我意識的產生與語言的誕生就有著密不可分的聯繫。

勒瓦婁哇工具

在人類智力走向輝煌的最後一段旅程中,人類祖先可能仍然在應對種種心理上的困難和挑戰。為了更好地演示人類智力發展之路上的最後一個飛躍,讓我們來看看布拉德利桌上的第三個石制工具:用熠熠閃亮的黑色石塊切削製作的精妙的勒瓦婁哇工具,它的邊緣呈現如貝殼樣的波紋狀修飾,足顯其製作手藝之精湛。

布拉德利說,這種工具在切割獸肉的實際用途上,並不比製作粗陋的手斧強多少,它的價值可能更多地體現在其美學意義上,而不是其實用性。布拉德利和現代「工匠」們在仿製過程中發現,勒瓦婁哇工具的製作工藝相當繁複,需要足夠的技藝和耐心。

勒瓦婁哇工具製作包括多道工序,還需要一些專門的指導,當初創造這種工具的那位人類祖先可能已經擁有了高級分層次思維能力,以及指導他人的溝通能力。精妙的勒瓦婁哇工具最早出現的時間至少在30萬年前,雖然這類工具在現代人類祖先的遺骸邊也有發現,但通常認為它與穴居人有著更密切的關係。

勒瓦婁哇工具的出現強有力地證明,尼安德特人(穴居人)

與同時代的人類直系祖先一樣,也已經擁有了複雜的認知能力,但仍然有一個未解的謎團:為什麼我們最終創造了輝煌的人類文明和文化,而穴居人卻走向了歷史的死胡同呢?要回答這個問題,我們不妨在本文的最後回顧一下人類智力進化的最後一個飛躍。

有人認為,導致這次飛躍的答案是「孩子的玩耍」。自從我們人類祖先最初從其他靈長類動物中分化出來之後,孩童期變得越來越長,讓大腦在離開子宮後有了更長的發展時間。從骨骼和牙齒的化石中可以發現,與穴居人同時代的早期人類孩子似乎比穴居人孩子的孩童期更長。有心理學家指出,多出來的那段「玩耍」時間可能有助於他們開發「反事實思維」的能力,即在心理上對過去已經發生的事件進行否定,構建一種新的可能性並進行假設的思維活動,也就是從和事實相反的角度來看問題,不是這件事是怎麼樣的,而是這件事有可能會怎麼樣的一種思考能力。擁有了這種思維能力的人類,會以更具創造性的思維方式對周圍發生的一切進行想像和假設,以更好地掌控自己的生存環境。於是,他們能夠以之前人類所無法想像的方式去思考和行事,例如發明新的工具、建造遮風擋雨的房舍等。

美國科學家弗雷德里克·庫利奇和托馬斯·韋恩提出了人類智力最後一次大飛躍的一個更大的觸發因素,即導致人類大腦具備同時處理幾件事情能力的基因突變。可以說,即使在現代人類中,這種「工作記憶」,即短時記憶,也只限於同時處理幾件事情而已。但是,記憶能力的這種小小的提高,產生的影響卻是巨大的。對於之前說過事情的記憶能力的提高,可進一步提高溝通交談的水平,產生語法結構更複雜的句子,這意味著人們可以進行多層次的思考和規劃,例如,學會使用「萬一……那怎麼辦」,或者「如果……那麼」等句子結構的表達方式。

工作記憶還與創造力和發明能力密切相關,工作記憶能力的提高可讓人們在大腦里同時構想一個問題的多種不同解決方案。研究表明,得到強化的工作記憶還有助於提高我們的長期記憶能力和對未來的規劃能力,因為它可以給我們提供一個更大的心理「黑板」,我們可以在這塊心理的「大黑板」上將過去經驗的更多細節進行拼接和組裝,從中得出解決目前問題的最佳方案。

近年來,這一假設得到了許多相關證據的證明。例如,南非科學家萊恩·沃德萊對將矛尖粘在杆子上的粘膠的製作步驟進行的研究發現,早期人類使用的多為一些簡單的天然粘膠,如樹膠,而她在南非西布度洞穴距今7萬年的遺址中發現的早期人類製作的由樹膠和赭石、蜂蠟放在一起煮得到的粘膠,工藝更複雜更先進,粘物壓實後不易裂開,在水中也不會溶化。

沃德萊在仿製這一複雜配方時發現,在製作過程中她必須同時關注幾個方面,包括不同的樹膠所需要的火焰的溫度、環境濕度和各種配料的比例等。沃德萊說:「成功需要多方面的協調配合,而要在大腦里同時處理所有這些信息,只有擁有了更強大的工作記憶能力才能夠做到。」

研究人員還從當時人類的食物中獲得了更多的線索。在現代人類的早期階段,人們開始獵食一些較小的獵物,如較小的鹿種和嚙齒動物等。前野外生存軍事專家克林特·賈努利斯在野外進行實地實驗時發現,需要布置10~15處陷阱,才能捕捉到足夠維持生存的獵物。而且在整個獵食過程中,需要有預先的規劃,需要記住布置過陷阱的多處地方,這些都需要高級認知能力。

產生於大約7萬年前的這種高級認知能力具有特別重大的意義,因為這時正是印度尼西亞多巴超級火山爆發之後的一段時間,多巴火山大爆發導致整個地球進入了小冰河期,非洲人口銳減,此時任何有利的突變基因都會在倖存下來的少量人口中迅速傳播開來,並在他們的後代中留下永久的基因印記。有研究認為,所有現存人類都是當時的約2000名倖存者的後代。果真如此的話,那麼多巴火山爆發事件就是人類開始走向現代思維方式的一個新起點。藉助於比之前略微高級一點的思維方式,人類走出了非洲,成為了地球的主宰,而穴居人和我們人類在進化道路上的其他近親都消失在了歷史的長河之中。

當然,人類的進化之旅還遠未結束,預測人類智力進化的未來前景是一個很有吸引力的話題。我們的工作記憶能力是否會再次發生變化呢?一些科學家認為,人類仍然走在變化中的進化之路上。科技進步有可能對我們面對的智力挑戰產生影響,就像石制工具對以往的人類祖先產生影響一樣。至今為止,所謂網際網路正在讓人類變得愚笨的說法是沒有根據的,但是可以肯定的是,人類互相之間交往的方式正在發生變化,相應的,與成功相關的心理技能也在發生著變化。


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