人類的種種成就都源於我們能從其他個體那裡獲得知識，並利用這些共同的經驗為生活中的難題設計新穎的解決方案。我們能將技能一代代傳授下去，這種傳授十分準確，足以使人類造出摩天大廈或登上月球。所以很大程度上，我們是自己創造的生物。
撰文 | 凱文·萊蘭（Kevin Laland）
翻譯 | 紅豬
這個星球上的大多數人都快樂地認為，人類是一種特殊的生物，和其他動物截然不同，雖然這個觀點很大程度上沒有任何科學依據。奇怪的是，那些最有資格評定這個觀點的科學家，卻常常不願承認智人的獨特性，也許他們是害怕那樣會強化某些宗教教義中的人類特權論吧。但是，從生態學到認知心理學，許多領域積累的紮實的科學資料又確實證明了人類是一個非凡的物種。
人類的密度遠遠超出了我們這個體型的動物的一般水平。我們在各種地理環境中生活，並控制著前所未有的能量流和物質流。毫無疑問，我們是有全球影響力的。如果再考慮我們的智力、溝通能力、獲得知識和分享知識的能力，連同我們創造的輝煌的藝術、建築和音樂作品，就會發現人類確實是一種迥然不同的動物。我們的文化似乎將我們從自然界中區分了開來，不過話說回來，人類文化也只能是演化的產物。
人類的認知能力是如何演化出來的？這種認知能力是如何在文化中表現出來的？目前尚無令人滿意的科學解釋，我把這個難題稱為“達爾文的未竟樂章”（Darwin‘s Unfinished Symphony）。這是因為達爾文雖然在大約150年前就開創了這些研究，但是就像他自己承認的那樣，他對於這些性狀如何演化出來的認識卻是“不完善的”、“零碎的”。幸運的是，別的科學家正在努力完成他的未竟事業，而且這個領域的研究者越來越強烈地感覺到，我們正在接近這個問題的答案。
“跟隨他人的腳步”，即社會學習，是智人能夠脫穎而出的關鍵。在圖中，奈米比亞的桑人（San）正排成一行走過沙丘。
人類的諸多成就來自我們從其他個體身上獲得知識和技能的能力，這是研究人員正在達成的共識。在漫長的歷史中，人類不斷在已有知識寶庫的基礎上迭代地新增。這些共同的經驗，使我們創造出了更加高效和多樣的手段，來應對生活中的挑戰。不是我們龐大的腦部、智力或語言給予了我們文化，而是文化創造了我們龐大的腦、智力及語言。對人類和少數其他物種來說，是文化塑造了演化的程序。
“文化”這兩個字會使人聯想到時尚或者高檔料理，但是究其科學本質，文化指的是一個群體中的成員依靠社會上傳播的資訊形成的共同行為模式。無論是汽車的設計、流行音樂的風格、科學理論，還是小型社會的覓食經驗，這一切都是在無數次創新中演化形成的，它們從最初的基本知識出發，經過不斷的增添細化才變成了今天的樣子。永不停歇的模仿和創新，這正是我們這個物種成功的秘訣。
動物也會“創新”
透過將人類和其他動物相比較，科學家確定了人類的獨特性，人類和其他物種共有的品質，以及特定的性狀演化產生的時間。因此，要理解人類為什麼如此特別，第一步就是採取這種比較的觀點，先對其他動物的社會學習和創新行為考察一番，然後沿著這條思路探索，最終發現造就人類獨特性的細微卻關鍵的差別。
許多動物都會模仿其他個體的行為，並由此學會吃什麼、怎麼捕食、如何躲避捕食者，或是如何嚎叫和歌唱。一個著名的例子是，在非洲，不同種群的黑猩猩發展出了獨特的工具使用傳統。在每個種群裡，年輕的黑猩猩都會模仿經驗豐富的個體，學會自己種群特有的行為，它們有的會用石錘砸開堅果，有的會用樹枝釣螞蟻吃。但能夠進行社會學習的，並不只是靈長類或腦容量較大的動物，甚至不侷限於脊椎動物。有數千項試驗研究證實了數百種哺乳動物、鳥類、魚類和昆蟲都會模仿其他個體的行為。甚至有試驗顯示，年輕的雌性果蠅在尋找配偶時，會選擇年長的雌性已經選中過的那些雄性。
黑猩猩和人類都會製作工具。黑猩猩會用樹枝釣白蟻吃，並能把這項技能傳授給家庭成員。
動物的許多種行為都是在社會中習得的。海豚有一種傳統的覓食手段：從海綿中擠出水流將藏在海床上的魚類沖刷出來。虎鯨也有一些捕獵海豹的傳統方法，比如它們會一起向海豹快速遊動，製造出一股巨浪將它們從浮冰上衝下來。就連雞也會在社會學習中獲得同類相食的習性。在動物之間傳播的知識大部分和食物有關，比如什麼可以吃、到哪裡去找吃的，但其中也包括了一些非凡的社會習俗。比如哥斯大黎加的一群僧帽猴發明了一種奇異的習慣：它們把手指插進同類的眼窩或鼻孔，或者把手放進對方嘴裡，它們坐在一起長久保持這個姿勢，身體微微搖擺，研究者認為，這個習俗的目的是測試社會聯絡的強度。
動物也會“創新”。如果要我們說出一項創新，我們也許會想到亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming）發明青黴素，或者蒂姆·伯納斯-李（Tim Berners-Lee）發明全球資訊網的故事。動物世界也有同等級別的創新，而且精彩程度絕不亞於人類。我最喜歡的是一隻年輕黑猩猩“邁克”的例子。靈長類動物學家珍·古道爾（Jane Goodall）曾觀察到它用兩隻空的煤油罐子撞擊發出的噪聲來取得統治地位。邁克靠這種噪聲恐嚇對手，在社會階層中迅速上升，只用極短的時間就成為了群體中的雄性首領。
另一個例子是日本小嘴烏鴉（carrion crow）借用汽車碾開堅果的行為。這種烏鴉愛吃核桃，但核桃的外殼太硬，用喙不可能啄開，於是它們想出了一種吃核桃肉的辦法：它們將核桃放在路中間讓汽車碾碎，然後等交通燈變紅時回來享用美食。椋鳥有一個著名的愛好，就是用亮晶晶的物體裝飾自己的巢穴。在美國弗吉尼亞州的弗雷德裡克斯堡，有一群椋鳥想到了搶劫一家洗車店裡的投幣機，併成功搶走了價值數百美元的兩毛五分硬幣。
這些故事不僅僅是自然史中迷人的小片段。透過比較分析，我們在動物身上發現了社會學習和創新的有趣模式。這些發現中最重要的一項，是富有創意的物種和最依賴模仿的動物都具有格外龐大的腦（以絕對大小和腦體比來看都是如此）。創新比率和腦部大小的相關性，最初是在一項鳥類研究中發現的，後來這項研究結論又在靈長類身上得到了驗證。這類發現為一個名叫“文化驅動”的假說提供了證據——這個假說是加利福尼亞大學伯克利分校的生物化學家艾倫·C·威爾遜（Allan C。 Wilson）在20世紀80年代首先提出的。
威爾遜指出，個體擁有了解決問題或者模仿創意的能力，就能在生存鬥爭中獲得優勢。而這些能力如果都有神經生物學的基礎，那麼自然選擇就會偏向越來越大的腦，這個過程如果不受遏制地發展下去，最終就會演化出巨大的腦部，並由此產生人類的無限創意和包羅永珍的文化。
起初，科學家對威爾遜的主張相當懷疑：既然連果蠅那麼一丁點大的腦也能很好地模仿，那為什麼還要選擇更多地模仿行為，創造出靈長類動物那種大得不成比例的腦呢？這個疑問持續了很多年，直到在一個意料之外的地方出現了答案。
靈長類動物的智力分數
我曾和幾位同事組織了一場“社會學習策略錦標賽”（Social Learning Strategies Tournament），目的是在一個複雜、變化的環境中發現最好的學習方法。我們設想了一個虛構的世界，其中的個體可以做出數量龐大的各種行為，這些行為各有不同的回報，並且這些回報會隨著時間而改變。參賽者要找出哪些行為可以帶來最大的回報，並追蹤這些回報的變化。在每一個節點，個體都要學習一種新的行為或做出之前學會的一種行為，它們的學習方法有兩種，一是嘗試和犯錯，二是模仿其他個體。
我們並沒有親自去解決這個難題，而是對問題做了描述，並制定了一組規則，然後邀請所有感興趣的人來嘗試解決它。所有的參賽者以軟體程式碼的形式提交自己的行動方案，然後，我們讓所有的方案在計算機模擬程式內競爭，最佳方案將獲得10 000歐元的獎金。比賽的結果有很強的指導意義。我們發現：一個方案的好壞和它是否規定個體應該參與社會學習之間有著很強的正相關。最終獲勝的那個方案並不要求個體經常學習，但是在有必要學習的時候，個體幾乎總是透過模仿來學習，而這種學習方法也總能做到精確和高效。
透過這場比賽，我們學會了如何理解社會學習和靈長類腦容量之間的正相關。比賽結果顯示，自然選擇並不會偏向越來越多的社會學習，而是偏向越來越好的社會學習。動物確實不需要一個大腦袋來模仿，但它們需要一個大腦袋來更好地模仿。
循著這個思路，研究人員開始為文化驅動假說尋找實證依據。它也引出了一個新的觀點，那就是自然選擇應該會傾向於靈長類腦中那些能促進準確和高效模仿的解剖結構或功能。比如，它可能會偏好更精確的視知覺，因為那能使動物做到遠距離模仿，或是模仿其他個體的精細動作。此外，自然選擇還應該會傾向於增進腦部的知覺結構和運動結構之間的連線強度，因為這能幫助個體在看到其他個體展現某種技巧後，也以相應的身體動作模擬那種技巧。
和黑猩猩不同，人類傳播給後代的是文化知識，這種傳播精度很高，它是發明複雜技術的前提。
同樣，文化驅動假說還預測了，自然選擇對更好的社會學習能力的偏好，應該會影響動物社會行為和生活經歷的其他方面，包括群居生活，以及對工具的使用。其中的原理是群體的規模越大，和其他個體相伴的時間越多，有效社會學習的機會也就越多。透過模仿，猴子和猿學會了各種覓食技巧，其中有提取式覓食法（比如從樹皮裡挖出蟲子），也有複雜的工具使用技術（比如用樹枝釣出白蟻）。如果是社會學習使靈長類動物掌握了複雜卻富有成效的取食方法，那麼任何精通社會學習的物種就應該表現出高超的覓食和工具使用水平。它們應該擁有更豐富的食譜和更長的壽命，如果它們有更多時間學習新技術，並將這些技術傳給後代的話。總之，文化驅動預言了社會學習的速度不僅和腦容量相關，也和許多關乎認知表現的指標相關。
嚴格的比較分析已經證實了這些預言。那些擅長社會學習和創新的靈長類動物，也正是食譜最多元、會使用工具和提取式覓食法，並表現出最複雜的社會行為的物種。實際上，統計分析指出了不同的物種在這些能力上的表現高低不一，以至於我們可以把靈長類動物按照一般的認知表現排成一個序列，我們把這種表現稱為“靈長類智力”（primate intelligence，大致對應於人類的智商）。
黑猩猩和紅毛猩猩在所有這些指標上都很優秀，因此有著很高的靈長類智力，而有些夜間出沒的原猴亞目物種在大多數指標上都很差勁，因此靈長類智力也較低。靈長類智力和腦容量以及靈長類在實驗室中的學習與認知表現都有著很強的相關性，這說明這種智力度量是有效的。這也符合神經科學的分析結果——大腦中，各個組成部分的大小可以透過整體腦容量的大小預測出來。當靈長類演化出了大容量的腦部，面積更大、連線更好的新皮層和小腦也隨之產生，從而能夠實現對行為的執行控制，也增強了皮層向四肢中的運動神經元的投射，由此能夠完成受大腦控制的精確動作。這個過程有助於我們理解，為什麼腦容量較大的動物會表現出複雜的認知功能和工具使用的行為。
將各種靈長類動物的智力分數在靈長類的家譜上標出，就會發現高等智力是在四個不同的靈長類群體中獨立演化出來的，它們是僧帽猴（capuchin）、獼猴（macaque）、狒狒（baboon）和類人猿（great ape），而這些物種都以社會學習和傳統文化聞名。如果文化過程確實在驅動腦和認知的演化，那就正好應該出現這樣的結果。研究者又用更可靠的資料和最新的統計方法開展了進一步分析，並再次證實了這些結論；還有的模型透過估算腦部的代謝成本（metabolic cost）對腦部和身體的大小做了定量預測，同樣證實了上述結論。
文化驅動並不是靈長類腦部演化的唯一原因，飲食和社會性也是重要的因素，因為吃水果的靈長類和那些生活在大型複雜群體中的靈長類都具有龐大的腦部。但是我們很容易得出一個結論：某些靈長類之所以都演化出了高超的智力和較長的壽命，是因為它們的文化能力使它們獲得了通常難以獲得的優質食物資源，而這些食物的營養又支撐了腦部的發育。腦部是十分耗能的器官，動物要想收集必要的資源、高效地滋養並維持大容量的腦部，就必須將社會學習作為第一要務。
基因-文化協同演化
那麼，為什麼其他靈長類動物就沒有像我們這樣複雜的文化呢？為什麼黑猩猩就沒有為基因組測序，或是造出火箭呢？數學理論為我們提供了部分答案。這個問題的關鍵是，資訊從一個物種成員傳輸到另一個時的保真度（fidelity），或者說習得的資訊在傳送者和接受者之間傳播的精確性。一個物種文化儲備的多少，以及它的文化特徵在種群中延續的時長，兩者都會隨著保真度的升高而呈指數式增加。一旦到達某個閾值，文化的複雜性和多樣性就開始上升。如果沒有準確的傳輸，文化的積累就不可能。但是一旦突破了閾值，那麼即使是最微小的發明和細化也會很快引起巨大的文化變革。在現存的物種中，人類是唯一突破了這個閾值的動物。
文化驅動假說：擅長在一個個世代中教育和創新的物種必然擁有較大的腦部——至少文化驅動假說是這樣認為的。文化驅動假說認為，社會行為和遺傳基因之間存在一個反饋迴路，在其中，對他者行為的準確模仿會篩選出更高的認知技能和更大的腦部。這個過程有助於增強社會行為和技巧，甚至改善飲食——而這又會造就更大的腦部，並接著促成更加高效的教育和模仿行為。人類對於這個良性迴圈的掌握超過了任何物種。
我們的祖先透過教育（teaching）實現了文化的高保真傳輸，而教育就是促進學生學習的行為。雖然模仿在自然界中廣泛存在，教育卻十分罕見，而在人類社會中，教育卻是普遍存在的——一旦我們認清了它的諸多微妙形式就會承認這一點。有幾項數學分析研究提出，一個物種要演化出教育行為就必須符合幾個嚴格的條件，但文化積累能使這些條件放寬。這些數學模型顯示，教育和文化積累在我們的祖先中是協同演化的，這些行為首次在地球的生命史上創造了一個特殊的物種，物種成員會教導自己的親屬學習廣泛的技能，他們或許還透過有目的的“刻意練習”鞏固這些技能。
人科成員（hominins，人類和其他已滅絕的人類近親）對於文化知識的教育，包括如何覓食和食物加工、學會嚎叫、製造工具等，都為語言的出現打好了鋪墊。為什麼只有人類的祖先演化出了語言，這是一個巨大的未解之謎。有一種可能是，人類演化出了語言來降低成本，增加教育的準確性，並擴大教育的範圍。人類的語言也許是獨一無二的，至少就現存的物種來看是如此，因為只有人類建構出了一個豐富而有活力的文化世界，需要依靠語言來表述。這個解釋的優勢在於，它說明了語言的許多特有屬性，包括明確性（distinctiveness）、概括力和人類學習語言的原因。
語言發端於少數幾個通用的符號。但是原始語言一旦產生，它就對人科成員的腦部和語言本身施加了選擇，最終，只有那些具備語言學習技能的腦部、便於學習的語言才能保留下來。我們祖先的文化活動對他們的身體和心靈施加了選擇，這個稱為“基因-文化協同演化”（gene-culture co-evolution）的過程已經得到了證據的有力支援。理論的、人類學的和基因組的分析都指出，在社會中傳播的知識，包括那些在工具的製造和使用中表現出來的知識，會引發自然選擇，導致人類的體格和認知發生改變。這種演化反饋塑造了現代人的心靈，從中也演化出了一種人類心理，促使人們開始有了教導、言說、模仿、追趕，以及理解他人的目標和意圖的動機，也增強了人的學習和運算能力。這些能力都隨著文化的積累而演化產生，因為它們增強了資訊傳輸的保真度。
教育和語言完全改變了我們這個物種的演化道路。人類社會之所以會出現大規模合作的現象，就是因為我們具有獨特而強大的社會學習和教育能力，這一點已經為理論和實驗資料所證實。文化帶著人類種群走上了一條全新的演化之路，它一方面促成了我們在其他動物身上觀察到的那種合作機制（比如互助互惠），另一方面也產生了別處不曾見到的新的合作機制。事實證明，文化的群體選擇，也就是那些有助於群體成員相互協作並與其他群體競爭的做法（比如成立軍隊、建造灌溉系統），能讓群體變得更為強大，這些做法也因此被廣泛傳播。
文化給予了祖先獲取食物和生存的技巧，每產生一種新發明，種群就可以更加高效地探索環境。這不僅造成了腦容量的擴充套件，也引起了人口的增加。人口數量和社會複雜性的提升，是在我們馴化了植物和動物之後開始的。農耕將社會從狩獵/採集生活的約束中解放出來，人類不再居無定所，從此可以增加人口，並創造新的技術。
隨著約束的消失，農業社會開始繁榮起來，一方面是因為農業社會能在相同的土地上產出更多糧食，從而變得比狩獵/採集群體更加壯大，另一方面也是因為農耕引出了大量與之相關的發明，從而大大改變了人類社會。農業產量的增加支撐起了更大的社會，在那裡有益的創新更容易傳播和保留。農業掀起了一場革命，它不僅促成了相關技術的發明，比如犁地技術或灌溉技術，也孕育了前所未有的新生事物，比如輪子、城邦和宗教。
一幅人類認知的演化圖景漸漸浮現出來，它表明，我們很大程度是自己創造的生物。人類有許多顯著的特徵，比如我們的智力、創意、語言，以及在生態和人口上的成功，它們要麼是對祖先文化活動的演化適應，要麼是這些適應的直接產物。就我們這個物種的演化而言，文化的遺傳和基因的遺傳同樣重要。
我們很容易把自然選擇促成的演化想象成這樣一個過程：因為外部環境發生了變化，比如有了新的捕食者、氣候或疾病，使得生物的性狀也隨之改進。然而，人類的演化卻並沒有這麼直截了當。相反，我們的種種心智慧力都是在一個糾結互聯的過程中產生的，我們的祖先在這個過程中不斷地構造生態位（也就是他們的身體和社會環境的不同方面），這些生態位反過來又對他們的身體和心靈施加選擇，如此迴圈往復，永不止歇。
科學家現在已經明白，人類和其他靈長類動物的分裂，體現的是人科動物一脈獨有的廣泛的反饋機制。就像一場自我維持的化學反應，不可遏制地驅使著人類的認知和文化不斷向前。人類無疑是生命演化樹上的一份子，但是人類的思考、學習、溝通和支配環境的能力，卻使我們和其他一切動物都有了真正的區別。
【文章選自：環球科學】