不久前，三位外星人降落到地球，评估智能生命的状况。一位专攻工程学，一位专攻化学，一位专攻计算。工程师转向他的同事报告说（以下是翻译）：“这里所有的生物都是固体的，有些是分节的，有在地面、水中或空中移动的能力。都非常缓慢。没什么了不起的。” 随后，化学家评论说：“都非常相似，来源于四种化学成分的不同序列。” 接下来，计算专家发表意见：“计算能力有限。但有一种，无毛的两足动物，与其他动物不同。它交换信息的方式原始而低效，但与其他动物截然不同。它创造了许多奇怪的物体，包括一些可食用的，一些产生符号的，还有一些摧毁其部落成员的。”
“但这怎么可能呢？”工程师疑惑道。“鉴于形式和化学性质的相似性，它们的计算能力怎么会如此不同呢？” “我不确定，”计算外星人承认。“但它们似乎有一个创造新表达方式的系统，其威力远远超过所有其他生物。我建议我们将这种无毛的两足动物与其他动物区分开来，认为它们有不同的起源，来自不同的星系。” 另外两位外星人点了点头，然后三位都飞回家提交报告。
也许我们的外星记者不应该因为将人类与蜜蜂、鸟类、海狸、狒狒和倭黑猩猩分开归类而受到指责。毕竟，只有我们人类会制作蛋奶酥、电脑、枪支、化妆品、戏剧、歌剧、雕塑、方程式、法律和宗教。蜜蜂和狒狒不仅从未制作过蛋奶酥，它们甚至从未考虑过这种可能性。它们只是缺乏那种既有技术诀窍又有美食创造力的大脑。
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查尔斯·达尔文在他 1871 年出版的《人类的由来》一书中认为，人类和非人类心智之间的差异是“程度上的差异，而不是种类上的差异”。长期以来，学者们一直坚持这一观点，近年来指出基因证据表明我们与黑猩猩共享约 98% 的基因。但如果我们共同的基因遗产可以解释人类心智的进化起源，那么为什么不是黑猩猩在写这篇文章，或者为滚石乐队伴唱，或者制作蛋奶酥呢？事实上，越来越多的证据表明，与达尔文关于人类与其他物种之间心智连续性的理论相反，人类的智力与动物的智力之间存在着巨大的差距。这并不是说我们的心智能力是从无到有、完全形成的。研究人员在其他物种中发现了一些人类认知的基石。但这些基石只是构成人类心智这座摩天大楼的水泥地基。因此，我们认知能力的进化起源仍然相当模糊。然而，新的见解和实验技术正在使我们逐渐清晰。
独一无二的聪明
如果我们科学家想要解开人类心智是如何产生的，我们首先必须准确地找出是什么使它与其他生物的心智区分开来。尽管人类与黑猩猩共享绝大多数基因，但研究表明，自从人类谱系与黑猩猩谱系分离以来，人类谱系中发生的小基因转变导致了计算能力的巨大差异。这种对通用基因元素的重新排列、删除和复制创造了一个具有四个特殊属性的大脑。这些独特的特征共同构成了我最近根据在我的实验室和其他地方进行的研究确定的“人类独特性”。
第一个这样的特征是生成计算，即创造几乎无限多种“表达方式”的能力，无论是文字的排列、音符的序列、动作的组合还是数学符号的字符串。生成计算包括两种类型的操作：递归和组合。递归是重复使用规则来创建新的表达方式。想想一个短语可以反复嵌入另一个短语中，以创建更长、更丰富的思想描述这一事实——例如，格特鲁德·斯坦因简单而富有诗意的表达：“玫瑰是玫瑰是玫瑰。” 与此同时，组合运算是将离散元素混合以产生新想法，这些想法可以表达为新词（“Walkman”）或音乐形式等可能性。
人类心智的第二个显着特征是其对思想的混杂组合能力。我们经常将来自不同知识领域的思想联系起来，使我们对艺术、性、空间、因果关系和友谊的理解结合起来。从这种混合中，可以产生新的法律、社会关系和技术，例如当我们决定禁止[道德领域]故意[民间心理学领域]将某人[运动行为领域]推到火车[物体领域]前以拯救[道德领域]其他五人[数字领域]的生命时。
我的定义属性列表中的第三个是心理符号的使用。我们可以自发地将任何感官体验——真实的或想象的——转化为一个符号，我们可以自己保留，也可以通过语言、艺术、音乐或计算机代码表达给他人。
第四，只有人类进行抽象思维。与主要扎根于感官和知觉体验的动物思想不同，我们的许多思想与此类事件没有明显的联系。只有我们人类才会思考独角兽和外星人、名词和动词、无限和上帝之类的事物。
尽管人类学家对现代人类心智形成的准确时间存在分歧，但从考古记录中可以清楚地看出，在相对短暂的进化史时期内，大约从 80 万年前的旧石器时代开始，并在大约 45,000 至 50,000 年前达到顶峰，发生了重大的转变。正是在旧石器时代的这段时期，一个进化的眨眼之间，我们第一次看到了多部件工具；用孔洞刺穿的动物骨骼，用于制作乐器；带有暗示对美学和来世信仰的装备的墓葬；精美地捕捉了过去和感知到的未来事件的丰富象征意义的洞穴壁画；以及对火的控制，这是一种结合了我们的民间物理学和心理学的技术，使我们的祖先能够通过创造温暖和烹饪食物使其可食用来战胜新的环境。
我们过去的这些遗迹雄伟地提醒我们，我们的祖先是如何努力解决新的环境问题，并以创造性的新方式表达自己，标志着他们独特的文化身份。然而，考古证据将永远沉默于导致构成我们人类独特性的四种成分的起源和选择压力。例如，拉斯科洞穴中绚丽的壁画表明，我们的祖先理解图片的双重性质——它们既是物体，又指代物体和事件。然而，它们并没有揭示这些画家及其崇拜者是否通过组织成语法类别（名词、动词、形容词）的符号来表达他们对这些艺术品的审美偏好，或者他们是否想象通过声音或符号同样好地传达这些想法，这取决于他们的感官系统的健康状况。同样，没有发现任何古代乐器——例如用骨头和象牙制成的 35,000 年前的长笛——讲述关于使用的故事，关于是否反复演奏几个音符，菲利普·格拉斯风格，或者作曲家是否像瓦格纳那样想象以递归方式将主题嵌入主题中。
我们可以非常有信心地说，所有人，从非洲稀树草原上的狩猎采集者到华尔街的交易员，都天生具有人类独特性的四种成分。然而，如何将这些成分添加到创造文化的配方中，因群体而异。人类文化可能在语言、音乐作品、道德规范和人工制品方面有所不同。从一种文化的角度来看，另一种文化的习俗通常是奇异的、有时令人厌恶的、经常难以理解的，偶尔也是不道德的。没有其他动物表现出如此大的生活方式差异。从这个角度来看，黑猩猩是文化的门外汉。
然而，黑猩猩和其他动物对于理解人类心智的起源仍然有趣且相关。事实上，只有通过弄清楚哪些能力是我们与其他动物共有的，哪些能力是我们独有的，科学家们才能有望拼凑出我们人类独特性是如何形成的。
美丽的心智
当我最小的女儿索菲亚三岁时，我问她是什么让我们思考。她指着自己的头说：“我的大脑。” 然后我问她其他动物是否有大脑，从狗和猴子开始，然后是鸟类和鱼类。她说有。当我问她在我们面前爬行的蚂蚁时，她说：“没有。太小了。” 我们成年人知道，大小并不能作为动物是否拥有大脑的试金石，尽管大小确实会影响大脑结构的某些方面，并因此影响思维的某些方面。研究表明，大脑中大多数不同的细胞类型，以及它们的化学信使，在包括人类在内的脊椎动物物种中是相同的。此外，大脑最外层皮层中不同结构的一般组织，在猴子、猿和人类中大致相同。换句话说，人类与其他物种有许多共同的大脑特征。我们与它们的区别在于皮层特定区域的相对大小以及这些区域如何连接，这些差异产生了在动物王国其他地方没有类似物的思想。
动物确实表现出复杂的行为，这些行为似乎预示着我们的一些能力。以创造或修改物体以达到特定目标的能力为例。雄性园丁鸟用树枝建造宏伟的建筑结构，并用羽毛、树叶、纽扣和浆果制成的颜料装饰它们以吸引雌性。新喀里多尼亚乌鸦将树枝雕刻成渔叉，用于捕捉昆虫。人们观察到黑猩猩使用木矛来烤灌木丛婴儿，这些婴儿藏在树缝里。
此外，对许多动物进行的实验研究表明，它们天生具有民间物理学，这使它们能够超越直接经验进行概括，从而在实验室中面对外来挑战时创造新的解决方案。在一项这样的实验中，当向猩猩和黑猩猩展示一个装有塑料圆筒，圆筒底部有一个花生时，它们通过从饮水器中吸水，然后将液体吐入圆筒中来获得够不着的食物，从而使花生漂浮到顶部。
动物也表现出与人类共同的社会行为。知识渊博的蚂蚁通过引导它们找到重要的食物资源来教导它们幼稚的学生。猫鼬为它们的幼崽提供关于肢解致命但美味的蝎子的艺术的教程。最近的一系列研究表明，家犬、卷尾猴和黑猩猩等多种多样的动物反对不公平的食物分配，表现出经济学家所称的不公平厌恶。更重要的是，充分的证据表明，动物并没有被锁定在维持支配地位、照顾幼崽以及寻找新配偶和联盟伙伴的日常活动中。相反，它们可以轻松地应对新的社会情况，例如，当具有独特技能的下属动物从更具统治地位的个体那里获得恩惠时。
这些观察激发了人们对大自然研发解决方案之美的惊叹。但是，一旦我们克服了这种战栗感，我们就必须面对人类与其他物种之间的差距，正如我们的外星人报告的那样，这是一个巨大的空间。为了充分传达这种差距的程度以及破译其产生方式的难度，让我更详细地描述我们的人类独特性。
注意差距
我们最基本的工具之一，每个考生都使用的 2 号铅笔，说明了人类心智的非凡自由，与动物认知的有限范围相比。你握住涂漆的木头，用铅笔写字，用金属环固定的粉红色橡皮擦擦除。四种不同的材料，每种材料都有特定的功能，都包裹在一个工具中。虽然这个工具是为书写而制造的，但它也可以将头发别成发髻，为书页做书签或刺伤烦人的昆虫。相比之下，动物工具——例如黑猩猩用来从土堆中钓白蚁的棍子——由单一材料组成，专为单一功能而设计，并且从不用于其他功能。它们都不具备铅笔的组合特性。
另一个简单的工具，许多露营者装备中都有的伸缩折叠杯，提供了一个递归应用的例子。为了制造这种设备，制造商只需要编程一个简单的规则——在上一个段落中添加一个尺寸增大的段落——并重复它，直到达到所需的尺寸。人类在几乎所有心理生活方面都使用这种递归操作，从语言、音乐和数学到用我们的腿、手和嘴产生无限范围的运动。然而，动物递归的唯一闪光点来自观察它们的运动系统在行动。
所有生物都天生具有递归运动机制，作为其标准操作设备的一部分。为了行走，它们会一遍又一遍地将一只脚放在另一只脚前面。为了进食，它们可能会抓住一个物体并反复将其送到嘴边，直到胃发出停止信号。在动物的心智中，这种递归系统被锁定在大脑的运动区域，与其他大脑区域隔绝。它的存在表明，获得我们自己独特的思维方式的关键一步不是递归作为一种新颖的计算形式的进化，而是将递归从其运动监狱释放到其他思维领域。如何将其从这种限制性功能中解锁与我们的其他成分之一——混杂的接口——有关，我稍后将对此进行讨论。
当我们将人类语言与其他物种的交流进行比较时，心理差距会扩大。像其他动物一样，人类也有一个非语言交流系统，可以传达我们的情绪和动机——小婴儿的咯咯笑声和哭声是这个系统的一部分。然而，人类是唯一拥有基于心理符号操作的语言交流系统的物种，每个符号示例都属于特定的抽象类别，例如名词、动词和形容词。尽管有些动物的声音似乎代表的不仅仅是它们的情绪，还传达了关于物体和事件（如食物、性和捕食）的信息，但这些声音的范围与我们自己的声音相比相形见绌，而且它们都不属于构成我们语言表达的抽象类别。
这一说法需要澄清，因为它经常引起极大的怀疑。您可能会认为，例如，动物的词汇量似乎很小，因为研究它们交流的研究人员并不真正理解它们在说什么。尽管科学家们对动物的发声以及更广泛的交流还有很多需要了解的地方，但我认为研究不足不太可能解释如此巨大的差距。动物之间的大多数声音交流都由一声咕哝或咕咕声或尖叫声组成，并伴随着一声回应。动物可能将大量信息塞进 500 毫秒的咕哝声中——可能相当于“现在请梳理我的下背部，稍后我会梳理你的。” 但是，如果我们可以用一两声咕哝声来解决所有问题，那么我们人类为什么要开发如此神秘而冗长的系统呢？
此外，即使我们承认蜜蜂的摇摆舞象征性地代表位于北方一英里的美味花粉，并且鼻吻猴的警报叫声象征性地代表不同的捕食者，但这些符号的使用与我们的符号的使用在五个基本方面不同：它们仅由真实物体或事件触发，从不由想象的物体或事件触发；它们仅限于现在；它们不是更抽象的分类方案的一部分，例如那些将我们的词组织成名词、动词和形容词的方案；它们很少与其他符号组合，即使组合，组合也仅限于两个字符串，没有规则；并且它们固定在特定的上下文中。
人类语言的另一个显着之处——并且与其他动物的交流系统完全不同——在于它在视觉和听觉模式下同样有效。如果一只鸣禽失去了声音，一只蜜蜂失去了摇摆，它们的交流就会结束。但是，当人类失聪时，手语提供了一种同样富有表现力的交流模式，其结构复杂性与声学表亲相似。
我们的语言知识以及它所需的计算也以令人着迷的方式与其他知识领域相互作用，这引人注目地反映了我们人类在理解系统之间建立混杂联系的独特能力。考虑量化物体和事件的能力，这是我们与其他动物共享的能力。多种物种至少具有两种用于计数的非语言能力。一种是精确的，但仅限于小于 4 的数字。另一种是范围无限的，但它是近似的，并且仅限于某些用于区分的比率——例如，可以区分一和二的动物也可以区分二和四、16 和 32，等等。第一个系统扎根于大脑中参与跟踪个体的区域，而第二个系统扎根于计算量级的大脑区域。
去年，我和我的同事描述了恒河猴的第三个计数系统，该系统可能有助于我们理解人类区分单数和复数的能力的起源。当个体看到同时呈现的物体集（而不是按顺序呈现的个体）时，该系统就会运行，并导致恒河猴区分一个与多个食物项目，而不是多个与多个食物项目。在我们的实验中，我们向一只恒河猴展示了一个苹果，并将其放在一个盒子里。然后我们向同一只猴子展示了五个苹果，并将所有五个苹果一次性放入第二个盒子中。在选择时，猴子始终选择第二个装有五个苹果的盒子。然后我们在一个盒子里放了两个苹果，在另一个盒子里放了五个苹果。这次猴子没有表现出一致的偏好。当我们说“一个苹果”和“两个、五个或 100 个苹果”时，我们人类基本上也做着同样的事情。
但是，当人类语言系统与这个更古老的概念系统连接起来时，就会发生一些奇怪的事情。要了解如何连接，请尝试以下练习：对于数字 0、0.2 和 -5，添加最合适的词：“apple”或“apples”。如果您像大多数以英语为母语的人（包括幼儿）一样，您选择了“apples”。事实上，对于“1.0”，您也会选择“apples”。如果您感到惊讶，那很好，您应该感到惊讶。这不是我们在文法学校学到的规则——事实上，严格来说，它在语法上是不正确的。但它是我们天生就拥有的普遍语法的一部分。规则很简单但很抽象：任何不是“1”的东西都是复数。
苹果的例子说明了不同的系统——句法和集合概念——如何相互作用以产生思考或概念化世界的新方式。但人类的创造过程并没有止步于此。我们将我们的语言和数字系统应用于道德案例（拯救五个人比拯救一个人更好）、经济学案例（如果我给你 10 美元，给你 1 美元，这似乎不公平，你会拒绝这一美元）以及禁忌权衡案例（在美国，即使为了很多钱，出售我们的孩子也是不正当的）。
外星人的想法
从有教导能力的猫鼬到厌恶不公平的猴子，同样的观察结果也适用：这些动物中的每一种都进化出了一个精致的心智，该心智适应于单一问题，因此在将技能应用于新问题时会受到限制。我们这些无毛的两足动物则不然。一旦就位，现代心智就使我们的祖先能够探索以前无人居住的地球部分，创造语言来描述新事件，并设想来世。
我们认知能力的根源在很大程度上仍然未知，但是，在确定了人类心智的独特成分之后，科学家们现在知道该寻找什么。为此，我希望神经生物学能够证明是有启发性的。尽管学者们尚不了解基因如何构建大脑，以及大脑中的电活动如何构建思想和情感，但我们正在见证心智科学领域的一场革命，这场革命将填补这些空白——并丰富我们对人类大脑为何与其他生物的大脑如此不同的理解。
例如，对嵌合动物（其中一个物种的个体的脑回路被移植到另一个物种的个体中）的研究正在帮助揭示大脑的布线方式。以及对基因改造动物的实验正在揭示在语言和其他社会过程中发挥作用的基因。这些成就并没有揭示我们的神经细胞做了什么来赋予我们独特的精神力量，但它们确实为进一步探索这些特征提供了路线图。
尽管如此，就目前而言，我们别无选择，只能承认我们的心智与我们最亲近的灵长类亲属的心智截然不同，而且我们对这种差异是如何产生的知之甚少。黑猩猩能想出一个实验来测试人类吗？黑猩猩能想象我们解决它们的问题会是什么样子吗？不能，都不能。尽管黑猩猩可以看到我们做什么，但它们无法想象我们思考或感受什么，因为它们缺乏必要的心理机制。尽管黑猩猩和其他动物似乎制定计划并考虑过去的经验和未来的选择，但没有证据表明它们会根据反事实进行思考——想象与可能的世界相反的世界。我们人类一直都在这样做，自从我们独特的基因组诞生了我们独特的心智以来，我们就一直在这样做。我们的道德体系建立在这种心智能力之上。
我们独特的心智是否已经变得像心智可以达到的那样强大？对于人类表达的每一种形式——包括世界语言、音乐作品、道德规范和技术形式——我怀疑我们无法穷尽所有可能性的空间。我们想象替代方案的能力存在重大限制。
如果我们的心智在它们可以构想的事物方面面临内在的限制，那么“跳出框框思考”的概念就完全错了。我们始终都在框框内，在设想替代方案的能力方面受到限制。因此，就像黑猩猩无法想象成为人类是什么感觉一样，人类也无法想象成为一个智能外星人是什么感觉。每当我们尝试时，我们都会陷入我们称之为人类心智的框框中。唯一的出路是通过进化，即我们基因组的革命性改造及其塑造新的神经连接和塑造新的神经结构的潜力。这种变化将诞生一种新的心智，一种会像我们经常看待我们祖先一样看待其祖先的心智：带着尊重、好奇心和一种我们是孤独的、简单心智世界中的典范的感觉。