智力发展的突变

·科 学 与 社 会 · 人脑 最 近一次 扩展 至今 已有 大约 30o万 年 的历 史 。生 物 进ffe．reF究人 员根 据 人 脑 发 展 的历 史 足 迹 ，从 生 态 和 社 会 原 因两 方 面 进 行 了探 讨 — — 智 力 发 展 的 突 变 大 脑一 人体 中耗 能 最 多的组 织 人类的大脑和智力水平与动物相比。为什么显得 如此发达和如此高级呢?从事脑研究和生物进化研究 的人员在 30年 以前 几乎 没有把该 问 当作一 回事。 现在来 回答这样的问题似乎仍是无关紧要的，因为美 国作家马克 ·吐温提 出该 问题 已经有 100次 之多 了。 人们经常性地在试图破解人类形成这个重要之谜 ：合 作狩猎或者合作抵御猛兽或其他猿人的侵犯，增强 了 人类 的狩猎技能 ；以后人类 不断地使用或制造工具， 使得体 内血液循环得到改变 ，这样又促使大脑得到较 好的冷却；社会群体或者生活区域的扩大 ，促使人类 交际能力和记忆力得以提高，象征性思维和艺术能力 得 以增强。 2002年 5月 。生物进化学家斯蒂芬·杰伊 ·古尔德 (Stephen Jay Could)断言 ：最初 的人类在活动时根本 就没有使用他们 的大脑 。而是把大脑简单地看成是多 余的组织。然而 ，进化也不是 自动进行的，进化不产 生奢侈性物质。进化期间，各生物体之间的竞争是毫 不留情 的。据估计，人脑体积曾是与人类身体大小相 仿的哺乳动物之大脑体积的 9倍。人脑重量虽然只占 整个人体重量的 2％。但人脑的物质基础代谢大约是 骨骼肌 肉的2o倍 以上。人脑 大约消耗人所 吸收能量 的 2o％，氧的 15％和血糖的 40％。人 的胚胎 和婴儿 阶段 ，脑消耗能量、氧和血糖 的比例是人的一生中最 大的 ，因为此时脑不仅要工作而且还处于新生期 ，其 能量消耗达到全部组织能量消耗 的 6o％至 70％。这 些能量的消耗也成了脑发育的基础。人生在此 阶段是 幼稚的并且是亟需得到照料 ；与类人猿相比，人类 也 是一个 “生理早产儿”，一方面在生物方面花费巨大， 另一方面婴儿又必须不 断地得到照 料。所有这些 圈 ：! 明：脑根本不可能是生物进化的慷慨馈赠 ，而很可能 是在冷酷无情的物种选择过程中产生的。那么令人惊 奇的进化优越性究竟体现在何处呢? 科学家对凿石 、人类骨骼和我们本身可能所属种 类的众多种族史作过很多的研究 。但这些研究能够给 予我们的帮助却很有限。为了解开人类形成之谜 ，科 学家启用了问接证据以及他们的灵感。伦教大学人类 学教授莱斯利·艾洛 (LesHe Aidlo)说 ：“令人兴奋 的 时代已经到来 。我们可 以把各方面的研究成果综合起 来。”在过去 的 300万至 400万 年里，我们祖先 的脑 之质量和体积增加了 3至 4倍 ，更确切地说 ，人脑经 历过几个突变。猿人的脑大约重 450克 ，与今 日黑猩 猩相差无几。200万年前 。当 “能人” (一个 已灭绝 的人种 。被认为是最早制造工具 的人种)出现在地球 上时。他们的脑体积 已从 60o克增 至 700克。170万 年前。直立人 的脑 重已增加到 800克至 1000克。远 古时代的现代人脑重 已达到 1200克。今 天的现代人 脑重在 110o克和 1800克之间。旧石器时代中期分布 在欧洲、北 非、西亚一带 的 “古人”脑重达 到 1400 克甚至接近 2000克。 根据类人猿脑 的解剖学比较 ，我们可以发现 ，首 先是平坦的额头和大脑皮层的颞叶有超 比例的增大。 类人猿脑的增大伴随着思维能力、能力和记忆 力 及语 言能 力 的形 成。哈佛 大 学 的 丹 尼 尔 ·利 伯 曼 (Dar dLieMmm )最新的研究结果证明了以上结论的 正确性。利伯曼所 作的分析表 明：将 现代人与大 约 50万年前远古时期人类祖先 的颅底弯 曲处作一个 比 较 ，可以发现我们 的面部仿佛是滑到额脑底下的，额 头由此而增大。这个结论也证实 了额头—颢 叶得到增 大 。 维普资讯 http://www.cqvip.com 世 界 科 学 ^ 5 √ 2 反 但是 ，随着脑体积的增大 ，是什么力量推动智力 发生突变呢? 气候是一个重要的边界条件。跟猴很相像 的人类 祖先从非洲的常绿热带雨林走 出来到热带稀树草原来 生活 ，他们 的行为是 出于使 自己能够舒适地直行 ，以 及防止被强烈的太阳暴晒之需要。250万年 以前 ，随 着冰河期的到来 ，气候发生快速变换。几千年里形成 的干寒气候经常在几年内变成湿热气候。这种气候变 换导致北大西洋洋流发生变化 ，于是使行为适应 自然 的变化就显得特别重要。美 国华盛顿 Smithson研究所 的理查德·波茨 (Richard Pot~)认 为，变异性选 择就 是强制性 的进化，即更好地 通过学习来 增强适 应能 力 。先人因利用 了象征性符号和抽象能力而获得极大 的益处。麻省理工学院的语言与认知科学家史蒂文 · 平科尔 (StevenPinker)认同这样 的观点：“人类祖先 的大脑没 有 固定 的特 殊功 能 区，但 它 能够 将 诸 如 ‘人 ’、‘生物’、 ‘行 为’、 ‘原因和结果 ’等概念做一 般性 的分类。” 华盛顿大学的神 经科学家威廉 ·卡尔 文 (w．曲锄 C n)也是一个气候决定论 者，他认为持 续的气温 变化迫使我们的祖先去猎捕食草动物。他特别注意先 人投掷行为的发展过程 ，他以复杂运动协调的研究为 基础 ，进而研 究控制计划 、思维和说话的脑各个 区 域 。通过对离我们 时代最 近的石制矛和木制 矛的研 究 ，发现在作 目标明确的投掷运动方面。类人猿的运 动状况较差，而原始人的运动状况较好 。卡尔文甚至 还注意到投掷运动的神经控制和语言语法结构之间的 相互联 系。当然这是一种假设。 艾洛和利物浦 大学 的彼 得·惠勒 (Peter Wheeler) 认为 ，食物中的肉类能够丰富脑所需的营养 。人体总 能量 的几乎 9o％是满 足心脏、肝脏 、肾脏 、肠 和脑 之需要 的。源于心脏、肝脏和肾脏的大部分能量直接 满足了身体生长之需要 ，同时心脏和血液清洁也需要 大量的能量。他们提 出这样的假设：人脑体积的增大 伴随着肠道系统 的缩小 ，因为人脑消耗 了大部 分能 量 。 性 选 择 一 人 类 智 力 进 步 的 阶 梯 达尔文早 已认识到进化中的性选择 ，其基本含义 就是通过雌性生物选择配偶的性选择。通 常情况下 ， 雌性动物从 “叫春”的或者想交配的雄性同类中寻找 性伴 。达尔文甚至认为这种现象与人脑发展有因果关 系。1871年在他的已出版的 《人类的起源和性选择》 一 书中写道： “承认性选择原理的人们会得 出一个奇 特的结论 ：脑系统不仅调节着身体已有的功能 ，而且 还间接地影响身体各个组织的逐步发展 ，并且必然对 · 科 学 与 社 会 · 孔雀用羽毛显示其繁 殖优越 智力特性产生影响。” 最近 杰弗 雷 F·米勒 (Geoffrey F．Miller)提 出： 性选择是人类智力进步的阶梯。根据新墨西哥大学这 位人类学家的说法，性选择不是赤裸裸 的生育机器， 而是追求伙伴 的机器 ；仅当连续不断的基因系列达到 成功的性关系之目的才有性选择 ，也就是说 ，从 5亿 年前 ，有了第一只长眼睛和脑子的动物起 ，以后的每 一 代都有性选择 ；每一代动物的基因必须通过性选择 这一扇门。人类进化的历史以及人类智力的发展就是 从那时候开始的。 性选择加大了生物个体之间的差别，因为性选择 需要有 比较曲折的行为方式，并且可以通过有意识的 挑选使 自己更加聪明，因为性选择与 自然选择具有一 样快的自由发展效应 。 女性所希望的有 时可 以称作 “4M假设” {德文 Muskeln(肌肉)，Macht(权 力)，Moneten(金钱)和 (魅力)}，其中最后一个 M往往 表现为：对异 性的诱惑、自我吹嘘、大男子主义态度的表示等。根 据 Miller的理论 ，女性是依靠她们 的智力来挑选性伴 的；大约 69％的人类基 因作用 于脑功能 ，甚而至于 可 以把大脑效能比作 “生物的质量”。 Ulm大 学 的人 类 基 因学 家 霍 斯 特 ·哈 美 斯 特 (Horst Hameister)论述道 ： “我 们说某 个人特别地聪 明，意味着他的大部分基因处于 良好的组合状态。脑 功能简直成 了女性世界的窗 口，因为它反映了某些男 性的遗传结构。”这些认识具有许 多吸引人 的内在价 值 。 米勒说 ：“美丽对我们人类来说不仅仅是外表的 美 。在进行性挑选的时候 ，往往透过周围对象 的外貌 以及通过语言来了解对象的思想 ，这样 ，口就不再只 用于嚼食物或者用来打呼噜。在历史上留下深刻印象 的人类才智似乎与孔雀尾 巴很相像 ，因为它是追求性 伴的工具，它发挥着吸引并留住性伴的作用。人际结 堂 ：!盈 维普资讯 http://www.cqvip.com · 科 学 与 社 会 · 伴 ，主要应归功 于人类的文化成就。人类在利用脑去 求偶的时候 ，发现 了新的健康标志，那就是慷慨和创 造力 !” 艺术同时也是引诱术 。旧石器 时代使用 的 3o厘 米长 的石斧 在 100万 年至 20万年前属 于时髦之 物． 它曾经用于狩猎或者手 工作业 ；而今 天人们是用 时 装 、汽车、游艇 以及形形色色的地位象征取代了石斧 时代的石 斧；然而其 原则是一样 的，那就 是挥霍 浪 费。不过那些没有用的礼品，象花束和钻戒 ，表示具 有很好的 “健康 指征”作用 ，但 也有哗众取 宠 的意 味，它们可能表明男人们跟女人们一样有本事，一样 能够创作出艺术 、文学和音乐等等。 社会因素对人类智力进化来说似乎也是一种具有 决定性的驱动力。灵长 目动物的更高级智能的形成被 认为是认知竞赛 的产物。在一个一成不变地充满竞争 和冲突的社会气候下 ，社会控制形成 了，一种个别利 益的获得往往以牺牲他人作为代价。英国心理学家和 灵长 目动物研究 者罗伯特 ·伯恩 (Robert Byrne)和安 德鲁·怀特 (Andrew Whiten)，在收集 了大量的关于猿 和类人猿的例子后认 为：只要细心观 察一下社会 关 系、影响力方面的竞争 、联盟的订立 以及欺骗行为等 等就可以发现 ，优势的身体在同种生物的进化中总是 很重要的。它表 明：类人猿是按照 自己的意识或者愿 望处世的，高级灵长 目动物也可能具有意识。 事实上 ，大脑皮层体积，尤其是额头 、颞叶的体 积与群体范围或者社会复杂性之间存在一种呈正 比的 相互关系。这种关系是由英 国利物浦大学 的罗宾 ·邓 巴 (Robin Dunb~)发 现 的。狒狒 和黑猩 猩不仅能够 以 50个个体同生活在一个群体 中，而且 还保持着 各 式各样的社会关 系，即亲缘关系、友好关系、联盟关 系、敌对关系 ，以及难以察觉的同盟关系和共同谋划 关系等等。美国 Emory大学的灵长 目动物研究者弗朗 斯 ·德瓦尔 (Fmns de waa1)将此种现象称作 “原始的 外交”和 “黑猩猩政治”。邓 巴根据人脑 体积作 出了 估计 ：一个具有代表性的人类群体大约包括 150个个 体。根据对古老村落的考古发掘的研究可以知道 ，这 样的数量规模很适合于原始民族部落 ，而今天的许 多 团体成员数 、集体成员数、教区的全体居 民数和科学 研究小组成员数 ，乃至军队中的连队人数也大致上 是 150。如果一个 团体 的成员数量增大，就无法利用社 会关 系去跟踪许多个体 ，于是一定会有无形的小团体 组 织产 生 。 建立在群体团结基础上 ，特别是建立在联结起来 且坚实巩固的友谊基础上的猿和类人猿相互之间帮助 捕捉皮毛上的虱子。在卫生 的角度来看．这些 “虱 相互捕捉虱子也显示其智力水平 子”并不碍事 ，然而通过这种短时间的相互照应 ，一 种独特的同伴关系得到了保证。黑猩猩一生中，需要 用大约 20％的醒着时间来 护理皮毛。据估 计。在有 150个成员的群体 中，这种 “社会性劳作”大约要占 去每个成员一生中 40％的白昼时光。因此邓巴认为： 通过大力发出带有感情的声音，他们可以在较远距离 时仍然可以表示亲呢，这也可能是一种接触性照应。 某一个体发出的一种声音可能会 同时有多个接受者， 接受者顺便发 出回音。甚至连邓 巴也确信 ：这种用 口 头表达的亲呢行为对语言的起 源起 了决定性的作用； 语言首先是从 闲聊发展而来的，有了语言，个体之间 就可以闲谈了；语言主要用于了解 和建立社会关系， 有了语言就意味着有群体内部的合作。 性 差 别 与 语 言 差 别 事实上 ，按照邓巴的分析 ，今天的人们在人际交 际方面也占去 了人生 2／3的醒着时间。通过无线 电、 电视以及书信方式进行社交也是一种类似的交际。邓 巴也认为不同性别的语言是有区别的，他说： “女性 之间的言语似乎构成了社会网的主要部分，而男性的 许多言语属于 自我表现 。”英 国剑桥大学的语 言学家 约翰 ·洛克 (John locke)称 男性 的这种语 言特性 为 “言语的羽毛”。 米勒作了如下进一步的假设 ：用言语来求偶在人 类性选择 中占居重要位置。 “大凡夫妇在生孩子以前 话较多，因为对话是一种检验配偶智商的很有效的方 法 ，同时 ，这种可 以将人的智力水平提高。如果 把进化 比作开 车，那么女性 的大脑就 好 比是开 车的 人，女性进行有区分的选偶，从而推进生物进化的性 选择 。而男性往往通过炫耀来追求爱情 ，他们喜欢讲 故事 ，或者发挥其音乐才能和显示创造性思想。” 总之。建立关于智力突变的科学理论是很有可行 性 的 。 [ ，20O2年8月号] 维普资讯 http://www.cqvip.com