来源｜脑人言

撰文｜东华君

责编｜Danny

排版｜光影如墨

长久以来，人类一直被认为是神创之子，在这个世界上有着超然的地位。而让我们自我感觉如此良好的最主要的原因，莫过于那无与伦比的智力。直到达尔文“进化论”的提出以及其后无数证据的出现，人们才认识到我们与这个星球上的其他物种同气连枝，是通过演化而形成的物种。很难想象，这是人类最近一百来年才意识到的事情！时至今日，虽然当今大多数人都接受了“进化论”。但是，很大一部分人仍有一个重大的疑惑：既然我们和猴子、金鱼拥有共同祖先，为什么只有我们有高级智能，而他们没有？

“华莱士悖论”

这个问题一直困扰着很多人，甚至包括“进化论”的奠基人之一的华莱士（Alfred Russel Wallace）。华莱士在“进化论”提出之初便意识到这个问题。他发现许多土著人虽然在原始森林里过着与世隔绝的生活，却拥有着与欧洲人结构大小、性能几乎一致的大脑。这一点似乎与主张适应驱动物种演化的“进化论”不符：生活在原始环境中的土著人根本就用不上可以读懂莎士比亚小说的大脑，那么，他们为什么会拥有远超他们环境需求的、性能过剩的大脑？这被后人称为“华莱士悖论”。

这种想法其实很多朋友早已在无意中感受到。笔者中学学习古文、历史时经常感叹先秦诸子百家们实在是太有智慧了，如果他们穿越到现代世界，即便他们之前没有见过手机、电视，没有学过数理化生，应该也完全可以适应现代生活。在我们的潜意识中，两千年前古人的大脑与我们的并无差别，完全可以应付当今爆炸式发展的信息。

图1. 人类先祖的化石证据

后来更有一些证据表明，不仅是土著人，十几万年前的尼安德特人虽然生活在茹毛饮血的年代，但是他们大脑的结构与现代人几乎一致，甚至还拥有比我们更大的大脑。这进一步表明，人类在演化的早期阶段似乎便被赋予了超越环境需求的、性能过剩的大脑（详见前文《人类大脑演化的痕迹》）。

智能普遍存在于动物中

然而，当代神经科学的研究发现，智能并不是人类所特有的能力。我们平常所标榜自己“聪明”的一些认知能力，包括记忆、计划、合作、算术运算、欺诈和创造力等等都已经在动物身上发现了。

图 2. 万物有智

甚至有些动物在某些认知能力上的表现还要超过我们。比如，大家所熟知的，黑猩猩具备令人类汗颜的短时记忆能力（视频1）。并且，有些动物还演化出了类似于人类社会所常见的文化传统（详见前文《动物是否有文化？》）。甚至，一直被人们奉为人之所以为人的“自我意识”也很可能并不是人类所特有的能力。不少研究表明某些类人猿，比如黑猩猩，也很可能具备一定的“自我意识”。

视频1. 黑猩猩的短时记忆能力

不过需要强调的是，人类与其他动物的智能有一个很大的一个区别：我们的智能可能更灵活，能应付更多形式的信息。而动物的某些单一超凡的“智力”，其实只是对特定环境适应的结果，并不是真正“放之四海而皆准”的智力。比如，我们知道大象记忆水源的能力远超人类。但是，换一种情况，比如面对符号信息、抽象概念时，他们的记忆便可能会远逊于人类。

也就是说，很多智能并不是人类所特有的，地球上的其他动物也具备，我们只不过比他们的更高级一些罢了。但是智能的进化不止于此。在人类起源至今上百万年的时间长河里，人类祖先的生存环境与黑猩猩祖先相仿。按理说，只要拥有一个比黑猩猩稍微强一点的大脑便可以满足一个“野蛮人”有限的心智发展需求。但人类祖先最终却演化出了一个极其复杂的大脑，而且还产生了无与伦比的高级智能（简称“智力”）。杀鸡焉用宰牛刀，这似乎是一件说不通的事情。

智力源于对社会生活的适应？

那么，我们的智力到底是怎么来的呢？

当前比较流行的说法是，这是满足人类先祖日益增长的社交活动的结果：人类之所以演化出智力，乃是对集体生活的一种适应。我们在共同生活的过程中，个体需要与种族内的每个其他个体建立起某种长期的社交关系。我们祖先需要面对独居动物不需考虑的脑力挑战：认识自己族群里数目众多的成员、应付流动变化的关系纽带、处理冲突、控制或欺骗同胞等等。因此，负责处理认知、空间推理、语言与抽象思维的大脑新皮层便越来越发达，相应地，智力也越来越高（详见前文《如何拥有一个更大的脑子？》）。

图3.群居生活的人类先祖

当然，在这一过程中，最重要的很可能是语言。语言的产生对我们智力的产生和提升起到了非常重要的作用。以被认为是高级认知功能（通俗地说，智力）基石的工作记忆容量为例，正常人的工作记忆容量大约为4（《PNAS | 行为训练提升工作记忆容量的神经基础》），这一数字与人类注意力的瓶颈数值也非常的接近。研究表明，工作记忆容量的大小与我们对语言/文字的理解能力非常相关，工作记忆容量大的人阅读理解能力会更强。为什么会这样呢？因为，人类语言是由主语、谓语、宾语等不同成分组成的。如果要理解或者组织一句话，就需要同时记住句中的不同成分，并且要对这些信息进行同步处理。更毋需说因为语言的出现给人类合作、交流和思考等认知活动所带来的巨大便利。这表明，人类智力的发展很可能与语言的产生有较强关系（详见前文《我们大脑的“缓存”有多大？》）。

另一个解释也很有意思：人类智力其实只是进化的副产品。

这一观点可以很好的解释“华莱士悖论”。为什么生活在原始环境中的人类祖先/古人会拥有远超他们环境需求的、性能过剩的大脑？因为这种多余的性能原本就不是进化的目的，只是“买一送一”的附赠品。

事实上，把我们的身体器官（本文指的是大脑）理解为一套为了适应人类起源时期某些特定环境的需求而发展出来的最优化的工具组合是一个错误的想法。因为，适应并不是推动生物演化的唯一动力。演化的过程其实环境对基因突变的筛选。其实，演化是没有方向的，各种好的坏的的基因突变都有发生。在生存压力的筛选下，有利于适应环境的突变的个体得以保留，不利的则被淘汰了。因此造成了“适者生存”的现象。我们知道单个遗传基因的突变往往会导致多种表型的改变，而不是单个。因此，并不是所有被保留下来的性状改变都是有利于适应环境的，有时候会是一些“买一送一”的附赠品。并且，中性学说还认为，甚至许多突变对于自然选择来说也是中性（只要不是有害的，便不一定会被筛选掉）的，不一定是适应环境的结果。

不但基因有这一特性，我们的大脑本身的结构也是如此。我们的大脑皮层大致分为两大类，一类是感觉/运动皮层，另一类是联合皮层。前一类中，如视觉、运动皮层通常负责较为单一的任务；后一类里，如前额叶、后顶叶皮层则具备“多模态”性，即能够处理多种复杂信息。这也是坊间各种所谓“超级大脑训练术”的理论基础。举例来说，假如（注意，这里是假如！），打麻将和考试能力都由前额叶的某一个区域（及相关神经环路）专门控制的话，那么我们只要每天勤加学习打麻将技能，便可以提升该脑区/环路的能力，进而提升我们的考试成绩！

图4. 阅读相关的几个脑区

这种一个基因/脑区控制多种表型/认知功能的现象很可能也影响着我们大脑的演化和智力的形成。一个典型的例子便是阅读相关脑区的出现（详见前文《猴子黑猩猩都有声带，为什么不能教它们说人话？》）。人类系统的文字是最近两三千年才产生的，我们的大脑绝对不可能在如此短的时间内专门“进化”出一整套完善的文字处理系统。很显然，人类的大脑在人类发明文字之前便早已“预装”了一套文字处理系统。

那这是不是说，“进化论”是错的，人类其实是被设计的。其实不然，这正是大脑重要特征之一的可塑性的体现。这种现象的产生，有可能是，很久之前某个基因突变在产生某个适应环境变化的同时，也导致了某些大脑结构的改变，并且碰巧引起了一个副作用：导致了智力的产生/提升；也有可能的是，对应的大脑区域（比如，位于前额叶的Broca区）之前因为处理别的信息（比如其他的声音信息）而得到重大的提升，等语言/文字出现后，由于这些区域位于特殊的网络结构中，正好可以很好的来管理这一个新的功能。

简而言之，虽然我们大脑和其他动物一样都是经过长期的时间进化而来的，人类所拥有的绝大多数智能也在动物身上有发现。但不知何种原因，我们的大脑竟然神奇的在演化长河中取得了重大突破，产生了无与伦比的智力。未知的秘密还有很多，期待能看到更多的证据被揭示。

图片来源

封面图片

https://slideplayer.com/slide/6056069/

图1. 来源于美国国家自然历史博物馆

图2. 收集于网络

图3.https://i.pinimg.com

图4. 来源见图片

作者名片

东华君，神经生物学博士，NIH博士后。通过光遗传、电生理技术和数学模型研究恒河猴大脑高级认知功能的神经基础。科研之余喜欢撰写科普，作品多次被知名科普媒体刊登。

关于“墨子沙龙”

墨子沙龙是由中国科学技术大学上海研究院主办、上海市浦东新区科学技术协会及中国科大新创校友基金会协办的公益性大型科普论坛。沙龙的科普对象为对科学有浓厚兴趣、热爱科普的普通民众，力图打造具有中学生学力便可以了解当下全球最尖端科学资讯的科普讲坛。