早期人类的发明——弓箭、房屋、皮划艇——是源于胜过黑猩猩、狮子和其他物种智力的先天智慧吗？还是这些人工制品源于知识的逐渐积累——无数代人的微小修改构成了集体文化智慧的传递？这种共享信息不一定要求个人对缓慢发展的技术的物理运作方式有基本的理解。
在学术界，这些对比鲜明的说法沿着两条轨道进行。 “认知生态位”假说的支持者认为，人类独特的计划能力和对因果关系的理解使他们能够创造技术，以轻松适应跨越地球的广泛环境——生态位。 在反对方面，“文化生态位”阵营认为，即使是弓箭等早期技术也是高度复杂精巧的发明，其设计超越了任何单个个体的独创性——即使是青铜时代的爱因斯坦。
这样的争论如何解决？ 一种解决方案是进行一项实验，模拟跨多代的技术发展。 一位名叫马克西姆·德雷克斯的年轻法国科学家着手进行这项工作，为文化作为这一过程的驱动力提供了强有力的论据。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
在这项研究中，德雷克斯和他的同事招募了多个“世代”——每个世代由一名法国大学生代表。 每位学生有五次尝试机会，通过调整沿车轮四个辐条长度方向的配重位置，使车轮在长达一米的轨道上滚动得更快。 最后两次尝试期间的配重布置被记录在视频中，并展示给由五名学生组成的链条中的下一代。 在实验的第一阶段，共有十四条这样的链条参与。
调整配重使学生能够控制车轮的惯性和质心。 这并不像看起来那么容易。 “如果你认为你完成这项任务没有问题，那就再想想，因为即使是物理或工程专业的学生也没有发现它很直观，”英国杜伦大学的瑞秋·L·肯德尔在一篇评论中指出，该评论与该研究一起发表在五月刊的《自然人类行为》杂志上。
结果表明，随着每个学生链条经历五个世代，车轮速度不断提高。 平均速度从第一代的平均每小时 123.6 米上升到第五代的每小时 145.7 米。 （最大可能速度为每小时 154 米。）
研究人员还测量了受试者对哪种配重配置效果最佳的理解程度。 在一轮结束时，来自每个链条的一名学生被展示成对的具有不同配重对齐方式的车轮，并被要求预测哪个车轮覆盖距离最快。 尽管学生们在每轮都进行了调整，但他们并没有表现出对特定调整加速的原因有更深入的了解。 “他们根本不知道它为什么会起作用，”德雷克斯说，他现在是法国图卢兹高等研究院的文化进化研究员，也隶属于法国国家科学研究中心 (CNRS)。 即使当实验用另外 14 条链条重复进行时——这一次，前四名学生被要求在传递给下一代之前写下关于哪种配置效果最佳的理论——这些信息的接收者也无法利用这些信息来提高他们对车轮的理解。
这项研究普遍受到好评。 苏格兰圣安德鲁斯大学行为与进化生物学教授凯文·N·拉兰德没有参与这项研究，他称赞德雷克斯和他的同事是“一支强大的科学家团队，他们都始终如一地做出出色的工作”。 拉兰德曾与这项新研究的资深作者、英国埃克塞特大学的亚历克斯·梅苏迪共同撰写论文，他对这项研究的发现表示赞同。 “人们经常随意地表现出不透明的行为，很少理解他们采用的文化信仰和习俗为何有效，并且经常为自己的行为设计虚假的、没有科学依据的解释，”他说。
德国耶拿马克斯·普朗克人类历史科学研究所的小组负责人奥利维尔·莫林没有参与这项研究，他称赞这项研究“非常聪明且执行得完美无缺”。 但他补充说，这些发现不一定与认知生态位假说相矛盾——在他看来，这与支持文化生态位的论点并不冲突。 “仅仅因为我们对技术的因果理解不完善，并不意味着它不存在，”他说。 “学习者不会随意乱 tinkering 以产生毫无意义的技术。” 例如，莫林指出，车轮研究中的学生避免以降低加速度和速度的方式调整配重。
德雷克斯和他的同事并不否认人类的智慧发挥了一定的作用——认知和文化解释可能存在于一个连续统一体上。 但罗伯特·博伊德是该论文的合著者，也是德雷克斯在 2014 年至 2017 年在亚利桑那州立大学的博士后导师，他仍然认为，总的来说，证据倾向于文化生态位。 他回忆起 2015 年与德雷克斯进行的一项实验，该实验表明，随着技术投入变得更加复杂，社会学习胜过发明家独自劳作。 早期的这项研究是在计算机上进行的，要求参与者构建虚拟图腾柱。 为此，他们必须执行复杂的任务，例如制造制造其他工具的工具。 “该实验清楚地表明，你使任务越复杂，累积的文化进化就越能胜过个人学习——如果你比较有社会投入的人和没有社会投入的人，”博伊德说。
车轮研究提出了其他问题。 在未来的实验中，德雷克斯想研究一个从观察知识如何在世代之间传递中产生的想法：向链条中的同事传达部分正确理论的参与者（例如，优化车轮的惯性，但不是质心）提高了他们的表现——但这种增强抑制了对通过改变质心也可能实现的更好选择的进一步思考。 “他们被部分正确的解决方案困住了，”德雷克斯说。 这一结果提出了一个发人深省的问题，即在某些情况下，教学本身是否可能适得其反，因为它会限制未来的创新。