是什么让我们独一无二

地球上的大多数人轻率地认为，而且很大程度上没有任何有效的科学依据，人类是特殊的生物，与其他动物截然不同。 奇怪的是，最有资格评估这一说法的科学家们，常常显得不愿承认智人的独特性，或许是出于担心会强化宗教教义中提出的人类例外论的观点。 然而，从生态学到认知心理学等领域积累的大量科学数据证实，人类确实是一个非凡的物种。

人类人口的密度远远超过了我们体型动物的典型水平。 我们生活在极其广阔的地理范围内，并控制着前所未有的能量和物质流动：我们对全球的影响是毋庸置疑的。 当考虑到我们的智力、沟通能力、知识获取和分享能力，以及我们创造的宏伟艺术品、建筑和音乐时，人类确实显得与众不同。 我们的文化似乎将我们与自然界的其他部分区分开来，然而这种文化也必然是进化的产物。

为我们物种认知能力及其在文化中的表达的进化提供令人满意的科学解释的挑战，我称之为“达尔文未完成的交响曲”。 这是因为查尔斯·达尔文在大约 150 年前就开始了对这些主题的调查，但他自己也承认，他对我们如何进化出这些特质的理解用他自己的话说“不完善”和“零碎”。 幸运的是，其他科学家已经接过了接力棒，而且我们这些在该领域进行研究的人越来越感觉到，我们正在接近答案。

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新兴的共识是，人类的成就是源于从他人那里获取知识和技能的能力。 然后，个人在很长一段时间内，在汇集的知识库的基础上进行迭代构建。 这种共同的经验积累使我们能够创造出越来越有效和多样化的生活挑战解决方案。 不是我们的大脑、智力或语言赋予了我们文化，而是我们的文化赋予了我们大脑、智力和语言。 对于我们这个物种，或许还有少数其他物种，文化改变了进化过程。

“文化”一词暗示着时尚或高级美食，但归结为科学本质，文化包括社区成员共享的、依赖于社会传播信息的行为模式。 无论是汽车设计、流行音乐风格、科学理论还是小规模社会的生活方式，所有这些都是通过无休止的创新循环而演变的，这些创新在最初的知识基线之上增加了渐进的改进。 永恒的、无情的复制和创新——这就是我们物种成功的秘诀。

动物才能

将人类与其他动物进行比较，使科学家能够确定我们在哪些方面表现出色，我们与其他物种共享的品质，以及特定特征的进化时间。 那么，了解人类如何变得如此与众不同的第一步，就是采取这种比较的视角，调查其他生物的社会学习和创新，这种探索最终会发现使我们独一无二的细微但至关重要的差异。

许多动物会复制其他个体的行为，并通过这种方式了解饮食、觅食技巧、躲避捕食者或叫声和歌曲。 非洲各地不同黑猩猩种群独特的工具使用传统就是一个著名的例子。 在每个社群中，幼年黑猩猩通过模仿更有经验的个体来学习当地的行为——无论是用石头锤子敲开坚果，还是用棍子钓蚂蚁。 但社会学习并不局限于灵长类动物、大脑较大的动物，甚至脊椎动物。 数千项实验研究表明，数百种哺乳动物、鸟类、鱼类和昆虫都存在行为复制。 实验甚至表明，雌性果蝇幼体会选择年长雌性选择过的雄性作为配偶。

各种各样的行为都是通过社会学习获得的。 海豚拥有使用海绵冲洗掉躲藏在海底的鱼类觅食的传统。 虎鲸有猎杀海豹的传统，包括通过齐心协力冲向海豹并制造巨浪，将海豹从浮冰上击落的做法。 甚至鸡也会通过社会学习从其他鸡那里获得同类相食的倾向。 通过动物种群传播的大部分知识都与食物有关——吃什么以及在哪里找到食物——但也存在一些非凡的社会习俗。 哥斯达黎加的一个卷尾猴群形成了一种奇怪的习惯，即将手指插入其他猴子的眼窝或鼻孔，或将手插入它们的嘴里，以这种方式坐在一起很长时间并轻轻摇晃——人们认为这些习俗是为了测试社会关系的强度。

动物也会“创新”。 当被提示说出一个创新时，我们可能会想到亚历山大·弗莱明发明青霉素，或者蒂姆·伯纳斯-李构建万维网。 动物的同等创新也同样令人着迷。 我最喜欢的一个例子是关于一只名叫迈克的年轻黑猩猩，灵长类动物学家珍·古道尔观察到他设计了一种嘈杂的统治展示，其中包括将两个空的煤油罐撞击在一起。 这种展示彻底吓倒了迈克的竞争对手，并使他在创纪录的时间内迅速提升了社会地位，成为阿尔法雄性。 还有日本秃鼻鸦发明了用汽车碾压坚果的方法。 核桃壳太硬，乌鸦无法用喙敲开，但它们仍然通过将坚果放在路上让汽车碾压，然后在红灯亮起时返回取回食物来食用这些坚果。 一群椋鸟——众所周知，它们喜欢用闪闪发光的物体作为巢穴装饰——开始洗劫弗吉尼亚州弗雷德里克斯堡一家洗车店的投币机，并带走了字面意义上的数百美元的 25 美分硬币。 [有关动物如何适应城市环境的更多例子，请参见“城市正在迫使新时代的快速进化。”]

这些故事不仅仅是迷人的自然历史片段。 比较分析揭示了动物社会学习和创新中有趣的模式。 这些发现中最重要的是，创新物种以及最依赖复制的动物，都拥有异常大的大脑（无论是绝对意义上还是相对于身体大小而言）。 创新率与大脑尺寸之间的相关性最初是在鸟类中观察到的，但这项研究后来在灵长类动物中得到了重复。 这些发现支持了加州大学伯克利分校生物化学家艾伦·C·威尔逊在 20 世纪 80 年代首次提出的文化驱动假说。

威尔逊认为，解决问题的能力或复制他人创新的能力，将使个体在生存竞争中获得优势。 假设这些能力在神经生物学中具有一定的基础，那么它们将产生自然选择，有利于越来越大的大脑——这是一个失控的过程，最终形成了巨大的器官，协调着人类无限的创造力和包罗万象的文化。

最初，科学家对威尔逊的论点持怀疑态度。 如果果蝇用它们微小的大脑也能完美地复制，那么为什么选择越来越多的复制会产生灵长类动物身上看到的那种比例巨大的大脑呢？ 这个难题持续了多年，直到一个答案从一个意想不到的来源出现。

模仿者

社会学习策略锦标赛是我和我的同事组织的一项竞赛，旨在找出在复杂、不断变化的环境中学习的最佳方法。 我们设想了一个假设的世界，在这个世界中，个体——或者称为代理——可以执行大量可能的行为，每个行为都有其自身的特征回报，并且随着时间的推移而变化。 挑战在于找出哪些行动会带来最佳回报，并跟踪这些回报如何变化。 个体可以学习新的行为，也可以执行以前学习过的行为，学习可以通过试错法或通过模仿他人来发生。 我们没有试图自己解决这个难题，而是描述了这个问题并指定了一组规则，邀请任何感兴趣的人尝试解决它。 所有参赛作品——以指定代理应如何行为的软件代码形式提交——在计算机模拟中相互竞争，最佳表现者赢得了 10,000 欧元的奖金。 结果非常有启发意义。 我们发现参赛作品的表现与代理需要进行社会学习的程度之间存在很强的正相关关系。 获奖作品并不要求代理经常学习，但当他们学习时，几乎总是通过复制，而复制总是准确而有效地执行。

锦标赛教会了我们如何解释在灵长类动物中观察到的社会学习与大脑尺寸之间的正相关关系。 结果表明，自然选择并不青睐越来越多社会学习，而是青睐越来越好的社会学习的趋势。 动物不需要大脑袋来复制，但它们确实需要大脑袋才能复制得好。

这种洞察力激发了对文化驱动假说经验基础的研究。 它导致了这样一种预期，即自然选择应该有利于灵长类动物大脑中的解剖结构或功能能力，从而促进准确、有效的复制。 例如，如果更好的视觉感知允许在更远的距离上复制或模仿精细运动动作，则可能包括更好的视觉感知。 此外，选择应该促进大脑中感知结构和运动结构之间更大的连接，帮助个体将看到他人执行技能转化为通过以相应的方式移动身体来产生匹配的表演。

同样的文化驱动假说也预测，对改进社会学习的选择应该会影响社会行为和生活史的其他方面，包括生活在社会群体中和使用工具。 理由是，群体越大，与他人相处的时间越多，有效社会学习的机会就越多。 通过复制，猴子和猿类获得了各种各样的觅食技能，从挖掘树皮下的幼虫等提取式觅食方法，到使用棍子钓白蚁等复杂的工具使用技术。 如果社会学习是灵长类动物能够掌握难以学习但生产力高的食物获取方法的原因，那么任何擅长社会学习的物种都应该表现出更高的提取式觅食和工具使用水平。 如果这能为学习新技能并将其传递给后代提供更多时间，它们应该拥有更丰富的饮食和更长的寿命。 总之，文化驱动预测，社会学习率不仅与大脑尺寸相关，而且还与一系列与认知表现相关的指标相关。

严格的比较分析证实了这些预测。 那些在社会学习和创新方面表现出色的灵长类动物，正是那些饮食最多样化、使用工具和提取式觅食以及表现出最复杂社会行为的物种。 事实上，统计分析表明，这些能力的变化步调如此紧密，以至于可以将灵长类动物沿单一的通用认知表现维度排列，我们称之为灵长类动物智力（大致类似于人类的智商）。

黑猩猩和猩猩在所有这些绩效指标中都表现出色，并且具有很高的灵长类动物智力，而一些夜行性原猴在大多数指标中表现不佳，并且指标较低。 灵长类动物智力与大脑尺寸指标以及实验室学习和认知测试中的表现之间的强相关性，证实了将该指标用作智力衡量标准的合理性。 这种解释也符合神经科学分析，神经科学分析表明，通过了解整体大脑尺寸，可以准确预测个体大脑组成部分的大小。 与灵长类动物大脑袋的进化相关的是更大、连接更好的区域——新皮层和小脑——这些区域允许对动作进行执行控制，并增加皮层投射到肢体运动神经元，从而促进受控和精确的运动。 这有助于我们理解为什么大脑袋动物表现出复杂的认知和工具使用。 [有关灵长类动物大脑的更多信息，请参阅“我们的接线方式是否不同？”]

在灵长类动物家谱上绘制智力指标，揭示了更高智力的进化发生在四个不同的灵长类动物群体中：卷尾猴、猕猴、狒狒和大型猿类——正是那些以其社会学习和传统而闻名的物种。 如果文化过程真的在驱动大脑和认知的进化，那么这个发现正是预期的模式。 使用更好的数据和尖端的统计方法进行的进一步分析，以及基于大脑代谢成本估计值对大脑和身体尺寸进行定量预测的模型，都加强了这些结论。

文化驱动不是灵长类动物大脑进化的唯一原因：饮食和社会性也很重要，因为以水果为食的灵长类动物和生活在大型复杂群体中的灵长类动物拥有更大的大脑。 然而，我们很难逃脱这样的结论，即某些灵长类动物的高智力和更长的寿命是共同进化的，因为它们的文化能力使它们能够利用高质量但难以获取的食物资源，而从中获得的营养物质“支付”了大脑的生长。 大脑是能量消耗巨大的器官，而社会学习对于动物收集必要资源以有效生长和维持大脑至关重要。

没有黑猩猩手机

那么，为什么其他灵长类动物没有像我们这样复杂的文化呢？ 为什么黑猩猩没有对基因组进行测序或建造太空火箭？ 数学理论已经提供了一些答案。 秘诀在于信息从一个物种成员到另一个物种成员的传输保真度，即学习到的信息在发射器和接收器之间传递的准确性。 物种文化曲目的规模以及文化特征在种群中持续存在的时间，都随着传输保真度呈指数增长。 超过某个阈值，文化开始在复杂性和多样性方面逐步提升。 没有准确的传输，累积文化是不可能的。 但是，一旦超过给定的阈值，即使适量的新颖发明和改进也会迅速导致大规模的文化变革。 人类是唯一超过这个阈值的现存物种。

我们的祖先通过教学实现了高保真传输——这种行为的功能是促进学生的学习。 虽然复制在自然界中很普遍，但教学却很少见，然而，一旦认识到这种做法的许多微妙形式，教学在人类社会中是普遍存在的。 数学分析揭示了教学进化必须满足的苛刻条件，但它们表明累积文化放宽了这些条件。 该模型暗示，教学和累积文化在我们的祖先中共同进化，在地球生命史上首次创造了一个物种，其成员向他们的亲属传授了广泛的技能，或许通过有目标的“刻意”练习得到了巩固[参见“我们头脑内部。”]

原始人类（人类及其已灭绝的近亲）对文化知识的传授包括觅食、食物加工、学习到的叫声、工具制造等等，并为语言的首次出现提供了背景。 为什么只有我们的祖先进化出了语言是尚未解决的重大问题之一。 一种可能性是，语言的发展是为了降低成本、提高准确性和扩大教学领域。 人类语言可能是独一无二的，至少在现存物种中是这样，因为只有人类构建了一个足够多样化和动态的文化世界，需要谈论它。 这种解释的优势在于，它解释了语言的许多特征特性，包括它的独特性、它的概括能力以及它被学习的原因 [参见“穿越时间交谈。”]

语言最初只是一些共享的符号。 但一旦开始，原始语言的使用就对原始人类大脑施加了选择压力，使其具备语言学习技能，并对语言本身施加了选择压力，使其有利于易于学习的结构。 我们的祖先的文化活动对他们的身体和思想施加了选择压力——这个过程被称为基因文化共同进化——现在得到了充分的支持。 理论、人类学和基因组分析都表明，社会传播的知识，包括工具的制造和使用中所表达的知识，如何产生了自然选择，从而改变了人类的解剖结构和认知。 这种进化反馈塑造了现代人类思维的出现，产生了一种进化的心理，这种心理激发了教学、说话、模仿、效仿以及分享他人目标和意图的动机。 它还产生了增强的学习和计算能力。 这些能力随着累积文化而进化，因为它们提高了信息传输的保真度。

教学和语言是我们谱系的进化游戏规则改变者。 由于我们独特的、强大的社会学习和教学能力，人类社会中出现了大规模的合作，正如理论和实验数据所证明的那样。 文化将人类种群带入了新的进化道路，既创造了促进其他动物中看到的既定合作机制（例如帮助那些互惠互利的人）的条件，又产生了其他地方看不到的新型合作机制。 文化群体选择——帮助群体与其他群体合作和竞争的做法（组建军队或建造灌溉系统）——随着它们证明了自己的价值而传播开来 [参见“人类道德的起源。”]

文化为我们的祖先提供了食物获取和生存技巧，随着每项新发明的出现，特定种群能够更有效地利用其环境。 这种现象不仅推动了大脑的扩张，也推动了人口的增长。 在我们驯化动植物之后，人类数量和社会复杂性都增加了。 农业使社会摆脱了狩猎采集者的游牧生活方式对人口规模和创造新技术的倾向的限制。 在没有这种限制的情况下，农业社会蓬勃发展，既因为它们通过允许提高特定区域的食物生产承载能力而超过了狩猎采集者社区，又因为农业引发了一系列相关的创新，这些创新极大地改变了人类社会。 在农业产量不断增长所支持的更大社会中，有益的创新更有可能传播和保留。 农业引发了一场革命，不仅引发了相关技术的发明——犁或灌溉技术等等——还催生了完全出乎意料的举措，例如车轮、城邦和宗教。

人类认知进化的新兴图景表明，我们很大程度上是我们自己创造的生物。 人类独特的特征——我们的智力、创造力、语言以及我们的生态和人口成功——要么是对我们祖先自身文化活动的进化适应，要么是这些适应的直接后果。 对于我们物种的进化而言，文化遗传似乎与基因遗传同样重要。

我们倾向于将通过自然选择进行的进化视为一个过程，在这个过程中，外部环境的变化，例如捕食者、气候或疾病，会引发生物体特征的进化改进。 然而，人类的思维并没有以这种直接的方式进化。 相反，我们的精神能力是通过一个复杂的、互惠的过程产生的，在这个过程中，我们的祖先不断地构建生态位（他们的物理和社会环境的各个方面），这些生态位反过来又对他们的身体和思想施加选择压力，形成无休止的循环。 科学家现在可以理解人类与其他灵长类动物的分化，反映了原始人类谱系中广泛的反馈机制的运作。 类似于自我维持的化学反应，一个失控的过程随之而来，推动人类的认知和文化向前发展。 人类在生命进化树中的地位是毋庸置疑的。 但我们思考、学习、沟通和控制环境的能力使人类真正不同于所有其他动物。

外星人的拜访

想象一下，一个外星智能生物正在研究地球的生物圈。 在所有物种中，它会认为哪个物种与其他物种不同？ 答案是人类。 以下是一些原因

人口规模。 我们的数量与脊椎动物种群的全球模式不符。 人类的数量比我们体型的哺乳动物预期的数量多几个数量级。

生态范围。 我们物种的分布范围非常广泛。 人类几乎殖民了地球上的每个陆地区域。

环境调节。 人类以前所未有的规模控制着巨大而多样的能量和物质流动。

全球影响。 人类活动威胁并正在驱动空前的物种数量走向灭绝，同时在整个生物圈中引发强烈的进化变化。

认知、沟通和智力。 实验表明，人类在各种学习和认知测试中都表现出优越的性能。 人类语言具有无限的灵活性，这与其他动物的交流不同。

知识获取和共享。 人类以前所未有的规模获取、共享和存储信息，并从一代又一代人积累的文化知识中不断发展。

技术。 人类发明和大规模生产的复杂性和多样性远超其他动物的人工制品。

外星人很可能会被大象的鼻子迷住，并对长颈鹿的脖子印象深刻，但他们会特别挑选出人类。——K.L.