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大脑如何思维——智力演化的今昔 作者: 威廉·卡尔文 第三章 动物智力的进化 我知道猿类每时每刻的行为都表明它们似乎有心智，与人类的心智很相似。它们可能没有我们想得那么多、那么深，不如我们那么能作超前计划。猿在捕食猎物的过程中能制作工具，协调其动作，猴子也能。但是没有一只猴子已被观察到能足够超前作计划，以及为了一个总的目的把工具制作的技能和捕食结合起来，而这类活动在早期人类的生活中是至关重要的。作为一个人，我所拥有的这些更高的技能是为什么我能营造我的栖身处，挣我的工资，并遵守法律的原因。这些技能使我的举止像一个文明人，但这并不意味着我能思维而猿只能作出反应。 萨维奇一伦堡 回答了“如何”也就几乎回答了“为什么”。只是请记住，有关“如何”的问题又分化成两种极端的形式，有时分别称之直接的和终极的因果关系。行家们有时甚至也会搞糊涂，发现令他们一直争执不下的只不过是同一事情的不同侧面，因此我想需要在这里就其背景作些介绍。 当你问“那是如何进行的？”，你有时是在一种短期、机械的意义上使用“如何”一词——在某人手里，现下是如何处理某事的。但有时你是在一种长期的、变化的意义上用“如何”一词——包括在物种进化过程中一系列动物群体发生的变化。智力行为的生理学机制是直接的“如何”；而使脑进化成现代形式的远古机制是终极的“如何”。你有时能在一种意义上作出某种“解释”，而甚至并不涉及另一种意义的“如何”。这样一种虚假意义上的完全性当然是一种良好的障眼法。 进而，生理上“如何”的问题可以从不同的组构层次上去考察。意识和智力都是精神的至高形式，但它们经常被混同于一些更初级的精神过程，诸如用于认出一个朋友或者系鞋带等的精神过程。当然，这些较简单的神经机制很可能是我们进行逻辑思维和作比喻能力的基础。 进化上“如何”的问题也有不同层次的解释，简单地将其归于“突变所致”恐怕不足以说明由整个群体参与的进化。生理上和进化上不同层次的解释都有助于我们细致地了解人类的智力，甚至还会有助于我们评估人工智能或外来智能是如何进化的，这种评估不同干通过自上而下（top－down）设计”所进行的评估。 当游船驶过处于温哥华岛和哥伦比亚之间的乔治亚（Georsia）海峡尽头的狭窄的通道时，我们中的每个人都会对秃鹰赞叹一番。我们发现一个接一个的鹰巢，鹰正忙着喂嗷嗷待哺的小鹰，也有些鹰闲散地栖息于枝头。 我则凝视着渡鸦，它发现了一个蚌，正试图打开其外壳以得到里面的肉，而那只蚌则紧闭着它的壳。渡鸦用嘴将蚌叼起，飞至数层楼之高，然后将蚌甩至岸边的乱石上。我瞧见它这么干了3次，然后才从被摔碎的外壳中取出它的美餐。 那是一种本能行为，还是向别的同伴学来的？或是通过不断的试验偶而取得成功所学得的？那是一种智力上的创新吗？渡鸦的某些祖先曾想过如何来食取蚌肉的问题，然后得到了答案？我们很难多到在“作出反应”和“思考”之间存在的中间阶段，但是我们也有一种未加验证的信念，即“多多益善”——有更多的行为上的选择总比少好。 大自然中不乏在某一方面很在行的专家。就像一名特色演员，只演一种角色，决不演成套节目。大多数动物都是专家；比方说大猩猩，每天都能处理掉20千克左右的各种新鲜植物。大熊猫在这方面也同样在行。 就觅食而言，大猩猩和大熊猫都不如马那么潇洒。它们的祖先也许生活在不同的生态环境中，需要为觅食而动点脑筋，但它们现在却已休想在一个不需要太多智力的生态环境中。在阿拉斯加游船上看到的海洋哺乳动物也是这样，它们现在的生活方式一如那些低智能的鱼一样，以食用其他鱼为生。 相比之下，黑猩猩的食谱要丰富得多：水果、小虫、树叶，甚至小猴、小猪等（如果有幸逮着的话人所以黑猩猩总是到处走动，这就意味着需要动脑筋。但是什么促成了它们广泛的捕食才能？有许多动作程序是与生俱来的，另有许多是后天学的，也有些是对已有的程序作重组，使一些新的行为突然出现。杂食动物，如章鱼、乌鸦、熊和黑猩猩，有更多的“妙着”，就是因为它们的祖先必须变换各种食物源。它们也需要更多的感觉模板，即它们搜寻捕食对象的图象和声音。 积累新的行为的另一种途径是通过群居生活和玩耍，在那些情况下能发现新的组合。长寿一定有助于习得的和新建立的行为的积累，而这正是无脊椎动物中最出色的章鱼所缺乏的，虽然在某些方面章鱼的聪明程度和大鼠不相上下。脊椎动物的各类种属中都不乏聪明动物——一鸟类中的渡鸦，还有海洋哺乳动物、熊、灵长类。 如果说专门化在大多数情况下是最要紧的东西，那么是什么使动物多种才能得以发展起来呢？一种回答是：变幻无常的环境。这种回答强调了环境因素在自然选择中的作用。但是让我先从对智能的发展有贡献的另一个主要因素，即群居生活本身开始谈起，它包含自然选择中的性选择这个侧面。 群居智力是智力的另一侧面。我并不是指单纯的模仿，而是指群居生活所提出的挑战，这种挑战要求创新性的处理问题的能力。例如，英国心理学家尼古拉斯·汉弗莱（Nichol。SHumphrey）认为，群居的相互影响（而不是工具的使用）在人类进化中起举足轻重的作用。 群居生活无疑是行动套数扩展的催化剂。有些动物并不和其同类呆在一起，无从通过互相观察来学习。除了短暂的交情，成年长臂猿少有机会见到它的成年同类，因为它们的食物散得很开，得有很大一片区域才足以供养一只成年长臂猿。一对母子（女）往往构成最大的群体（除了青春期的长臂猿形成的短暂的联姻外），所以智力传播的机会并不多。 群居生活，除了促进新技能的传播，也充满个体间有待解决的矛盾（如啄序）。一头动物也许需要把食物藏在兽王看不见的地方，以将其独自享用。你需要很多的感觉模板以避免将不同的个体混淆起来，也需要更多的记忆来记住过去与你的同伴中每一个的交往。群居生活远比离群索居的长臂猿通常面临的环境对生存和繁衍的影响更富有挑战性。所以，群居生活对于“妙着”的积累确是至关紧要的——虽然我想一条群居的狗的潜在的智力不见得会优于一头独居的长臂猿。 群居智力的自然选择并不包含在适应论的论证中通常强调的维持生命的因素。群居智力的优点主要是通过被达尔文称之为性选择表现出来的。并非所有成年动物都有机会传递它们的基因。在一雄多雌的交配系统中，只有几只雄性动物在显示出自己的出类拔萃或在征服其同类后才有机会交清。在雌性选择的交配系统中，是否被接受为群居伴侣可能对雄性动物来说是重要的。例如，它们需要擅长打扮，乐于被分享其食物等等。有些雄性动物能比其他雄性“三好地探寻雌性行将到来的动情周期，并能使雌性动物离开其他雌性乖乖地与它进入灌木丛中寻欢。这些动物传递其基因的机会要多得多，甚至在性乱交的交配系统中。（这种雌性选择自展机制可能改善的不只是智力俄在别处提到过，如果一位女性坚持男性的语言能力至少要与她自己一样好，那么雌性选择对于改善语言能力可能是一种极好的机制。） 灵长类群居正是它们建立并保持作为有计谋的生物系统本身的性质所要求的；它们必须能估测自身行为的后果，估测别的同伴可能的行为，估测得失的平衡，而所有这些都处于某种整体背景之中，在这种背景中其估测所依据的证据是瞬间出现的，模棱两可，又变化无常，丝毫不是其自身行为的后果。在这样一种情况下，“群居技能”与智力并肩而行，最终其所需的智慧能力是最高级的。群居的计谋和反计谋的游戏不能仅在积累知识的基础上进行……我认为，它要求的智力水平是任何以其他方式生存的动物无法比拟由乡。 汉弗莱，《意识的回复》 可能驱动自然选择的环境压力在温带发生得最频繁；那每年都会有一个为期数月的植物休眠期。草类甚至在休眠期还是有营养的，因此，食草不失为过冬的一种策略；另一种自然选择需要更复杂的神经机制，这包括食用那些食草动物。现存的野生猿均生活在濒临赤道的地区，它们并没有冬天资源匮乏的问题，但是它们可能得适应旱季。 气候变化是第二种最为常见的压力，甚至在热带也存在：每年的天气都变化为一种新模式。多年的干旱是人们熟知的一个例子，但是有时会持续几个世纪，甚至几千年。在某些情况下气候的模式因地而异。我们在朱诺（Juneau）西部的冰川湾看到一个实例。当200年前探险者通过冰川湾的湾口时，他们曾报道那里满是冰川。现在，冰川几乎后撤了约100千米，冰川湾重又融入大海了。在侧谷里，还留有一系列大冰川。当我们的游船穿行其间时与冰山保持着一定的距离，那冰山已逐渐融入大海，甚至在我们注视时也有大块冰碎裂并坠落至海中。 当我在船上和一位地理学家谈论冰川时，我得知这儿有些冰川还在增大（就是那些我们将要去看的），但另一些则在消退。增与消的过程居然能在同一地点、同一气候下同时进行，这到底是怎么回事？我问道。 一个冰川能处于“增长期”长达几百或几千年，纵然其时气候转冷。例如炎热的夏季所产生的冰山融水能流入冰川之下，并消蚀其与基岩陡峭的连接，冰川因此下滑（即使融化已停止）。当发生撞击时，转而导致冰的断裂，这样就形成更多的垂直裂缝。冰川表面上由融化下来的水也能流至基岩，进一步起润滑作用，加速冰川下滑进程。冰山从边缘裂开而开始崩溃。最后你可以看见冰川涌动，每月数千米，但是在冰川湾，冰山大块地融入大海，随后又漂至暖和的地带而融化。 在那次旅行的晚些时候；我们看到了哈伯德（Hubbard）冰川，那是一个5000米长，比我们的船还高的冰崖。被波涛冲得疏松的大冰块会周期性碎落，掉入海中。在育加塔（Yukatat）湾的右侧，向后望去我们可以看到罗素（Russell）峡湾。仅仅在10年之前，那峡湾的入口尚为哈伯德冰川中漂浮的冰所阻塞。冰川的推进速度比波涛把它凿碎后带走的速度更快，以致它漂至峡湾的入口，把它堵塞住。水开始从冰坝后面上涨，随着海水越来越为融化的淡水所稀释，开始威胁被围困的海洋哺乳动物的生存。当湖面超出海平面约两层楼高时，冰坝倒塌了。 我们对位于华盛顿州的冰川涌动了如指掌，因为它们在13000年之前至少曾59次阻塞了哥伦比亚河。每次冰坝倒塌，大量的水就会冲入华盛顿州的中部，把土地冲得坑坑洼洼，然后涌入大海。也许震天动地的咆哮曾成了对那些试图在河谷里捕捉蹲鱼的人们所发出的警告，而把他们驱往丘陵地带。 把一个峡湾堵住可能会有更严重的后果。峡湾常常为冰川的冰块所分割开，就像山崩形成的碎石坝会把山谷暂时地隔离起来一样。但是被堵住的峡湾起着天然淡水蓄水池的作用，当冰坝终于倒塌时，大量淡水便流向附近海域，半年的事竟在一日内竣。淡水留在海洋的浅层，只是不久后才与海水混合起来。遗憾的是，海洋表层水的淡水化在格陵兰峡湾可能已产生严重的后果：它阻断了好几个世纪来使欧洲气候变暖的北大西洋暖流。我将在以后再简短地回到这一论题上来。 我说这些是为了指出冰川的形成和其融化是极不对称的；这和在冰箱冰格里冰的冻结和融化时的能量交换不是一回事。冰川在冻结时新的降雪会充填裂隙中，大大减小了下滑冰块的润滑。其融化形式则更像由纸牌搭成的房子慢慢地倒塌。 对冰川的“运作方式”我们是熟悉的，空调设备的“致冷一风扇一致冷”即为示例。不仅冰川有运作方式，洋流和大陆气候也是如此，也许在某些情况下，其运作甚至还是由远处的冰川漂移所引发的。有时一年中温度和降雨量的变化是如此之快，以至它们成了影响进化过程的主要因素，使渡鸦这样聪明的动物与其平庸的竞争者相比显示出真正的优势。这正是本章所要阐述的：进化的曲柄如何被旋转到某个关键位置，从而使我们多方面的能力——内容广泛的行为库和出色的猜测能力，从一系列气候的不稳定性中获得了一种特殊的推动力。 古气象学家已发现，地球的许多地区受气候突然变化的影响。数10年的干旱是一个例子，而且对撒哈拉沙漠扩大和缩小的30年周期我们现在已有所了解。平均周期约6年的厄尔尼诺现象（EINins）“现在似乎是影响北美降雨的重要因素。 在地球的历史上有过好几十个时期，由于温度的骤降和降雨量的骤减使森林在几十年中消失；然后在几个世纪以后，温度和降雨量又骤然恢复，虽然欧洲上一次的类西伯利亚气候曾持续了千余年才转回去。 80年代，当发现有关这些突然的气候变化确切的证据时，我们曾以为这是冰川期的特点。（在过去250万年间冰层不断消长，主要的融化约每10万年发生一次。）在过去一万年中还没有出现过突然变冷期。 看来我们现在正处于无突然气候变化的冰川间歇期。自上次主要的冰川融化期（13万年前）后的温暖期，与现下的冰川间歇期相比是相当动荡的；早先的那次持续一万年的温暖期中穿插了两个突然的寒冷期，一个持续了70年，另一个持续了750年。在这两个寒冷期之间德国的松树林为灌木丛和草本植物所取代，而这些是现在中西伯利亚地区所特有的。 我们至今已远离了这种威胁文明的时期。从气候上讲，我们一直生活在出奇稳定的时期。 气候的反复无常导致果树的消失，这对许多种猴的某些区域中的群体来说是灾难性的。虽然其他杂食动物也会受到影响，但它们可以以别的食物为代用品，而且由于留下与之竞争的动物很少，其后代的群体会在危机过后又增长起来。 在这样的增长期中，短时间内会有足够的资源使大多数的后代得以存活至育龄期，甚至包括那些由于基因改组而引起异常却又产生精子和卵子的变种。在通常情况下，这些变种在幼年时就死去了。但是在增长期，它们面临很少的竞争，好象通常的竞争规则暂时地搁置起来了。当下一次危机来；临时，有些变种也许有更强的应付能力，能以残留的食物果腹。传统上，达尔文过程的主题是适者生存，但是在这儿我们看到，进化具有创造性的方面，正是艰难时期之后的反弹促进了这种创造性。 在400万年前人科动物的直立姿势逐渐确立，那时非洲正变凉、变干，但脑的大小并没有很大变化。至今为止，没有任何证据说明在过去的30万年至26万年间的非洲气候变迁过程中脑有任何增大，而那段时期非洲出现了不少哺乳类新种。这里不拟对参与人类进化的所有因素进行广泛讨论，但是重要的是应当注意到，人科动物脑在250万年前至200万年前之间开始增大，其大脑皮层继续增大，惊人地超过了猿的4倍。这一时期是冰川期，虽然非洲并非冰川发生的主要地区，但随着洋流的重组，可能经历了气候变化剧烈的波动。这一次冰川期并不限于北半球；安第斯（Andes）山脉的冰川也同时发生变化。 有关大西洋浮冰的第一个主要事件发生在251一237万年之前，浮冰漂至的纬度相当于英国所处的纬度。从那以后，南极、格陵兰、北欧和北美的冰层相继形成，虽然不时有所融化——称为冰JI！间歇期（我们现在正处于其中之一，它开始于约一万年前）。冰的消长有一个缓慢的节律，这个节律与地轴倾斜和地球绕太阳运转的轨道的变化相关联。 地球与太阳最接近的季节（近日点）是变化的，现在是一月份的第一周；它随日历缓慢变化，在19000年至26000年后（依其他行星的位置而定）回到一月份。其他行星的位形约每40万年重复出现（约每10万年太阳与地球接近一次）。太阳引力使地球轨道的形状从近似圆形变为椭圆形（在七月我们离太阳要远3％，接收的热量要少7％）。此外，地球的倾角则变化于22．0度和246度之间，其变化周期为41000年（上一次最大的倾角发生在9100年前，目前是23．4度，并正在减小）。这3种节律组合起来导致每10万年发生一次较大的冰川融化，一般是当地球倾角为最大，且近日点在六月时，这会在具有大多数冰原的局北纬地区引起特别炎热的夏季。 叠加于缓慢的冰川期之上的是前述的突然变冷和回暖期。第一次发生在13000年前，那时所有对地球绕太阳运行轨道有影响的因子综合起来在北半球产生炎热的夏季，使地球上一半的积冰融化了。这种称为近德律阿斯期（YounyerDryas）的突然变冷现象〔按一种北极植物（Dryas）来命名，这种植物的花粉见于丹麦古湖泊底的地层中起始得相当突然。对取自格陵兰冰层中的冰芯的研究表明，它发生得就像一次干旱一样突然。年降雨量减少，冬天暴风雪剧增，欧洲的平均温度降低至摄氏7ny。所有这一切发生在几十年中。这突然的寒冷持续了1000多年，直到暖雨期的突然回归。（谈到固温室效应所引起的全球气候变暖，请注意前次发生的突然变冷期，那是在一次主要的全球渐变暖期之中）。 格陵兰冰山内芯形成于长达250万年的更新世冰川期中最后的十分之一时期内，也就是说现在尚存在于格陵兰的冰川是在该期最后25万年内形成的，这也许是由于倒数第三次的融化致使所有基岩裸露。冰川内芯确实记载了最后两次的主要融化，一次是在13万年前，最近一次始于15000年前，结束于8000年前。最重要的是，内芯记载了整个25万年中的冰川的全部增消过程；你可以看到最近几千年里形成的“年轮”，由此计算年代，对其氧同位素取样，并推出大西洋中部海水蒸发（其后又冰凝成雪降落在格陵兰）时海洋的表面温度。 古气象学家现在能够看到，在过去的13万年中叠加于缓慢的冰川期——甚至发生在温暖期中，有几十次突发事件。大的冰川漂移可能是原因之一，就像我曾在《智力的追溯》一书中所讨论的，这只是因为大量淡水在混合前漂浮在海洋表面可能使洋流发生重要改变，这一洋流将大量热量带入北大西洋，并有助于使欧洲的气候在冬天保持温暖。那就是为什么我担忧一次冰川涌动会在格陵兰峡湾产生一个巨大的淡水库，当冰坝最终塌陷时，它可能在一日之内顿库而出的原因。上一回当我飞越格陵兰东海岸广惠的峡湾区时，我惊骇地看到，峡湾虽还开口于海，但已显示下洼蓄水库的澡盆似的模样。在现在的海岸线上伸展着一条无冰的地带，到处似乎都是相同的高度。这提示，自上次冰川期后某个时候曾形成过一个巨大的淡水湖，它对冰原作了匀称的修剪。 要是再来一次温度骤降可能对欧洲的农业及其所供养的5亿人口来说是毁灭性的。近德律阿斯冷却期效应在全球到处可见，甚至在澳大利亚和南加利福尼亚也能见到。虽然它会威胁人类文明，但过去的几次在人类从其类人猿祖先进化而来的过程中可能起了重要的作用，这是因为其发生得非常迅速。 不能指望一个圆形的人能立刻嵌入一个方孔。他必须要有时间去修整他的外形。 马克·吐温 在动物的一生中多种才能是否重要取决于时间尺度：无论是对现代旅行者还是对进化中的猿都是如此；取决于天气变得有多快和旅行持续多久。当乌干达黑猩猩到达果树林里，它们常常发现可吃的果子早已被那些能干的当地猴子抢劫一空。虽然猩猩们能捉小虫，或是逮只猴子把它吃了，但实际上这种竞争使它们的种群受到极大限制，尽管它们的脑体积是其在行的对手的两倍也无济于事。 多种才能并不见得总是优点，并非总是越多越好。常坐飞机的旅客知道，当那些带着3只大衣箱的旅客还在等行李的时候，只带手提行李的旅客已经坐上了出租车。另一方面，如果天气是那么变幻莫测和好走极端，以致每个旅行者都得带上从泳装到滑雪衫等所有服装，那么“杂家”一定比单打一的“专家”要强。行为上的多种才能的情况也如此，它使一种动物能在瞬息间从“圆”的变成“方”的。 才能的多样性可能很需要一个更大的脑。但是你需要寻找一些讲得过去的理由来抵消一个大尺寸的脑的短处。正如语言学家史蒂文·平克（StevenPinker）指出的： 为什么进化已经选择了一个尺寸大、呈球茎状、代谢很高的脑呢？具有大尺寸脑的生物所经受的生活综合了多种不利，就像将西瓜不偏不倚置于扫帚柄上所产生的那些危险……以及让妇女每几年排出一颗硕大的肾结石所引起的痛苦。对脑的大小的任何选择本身肯定会特殊照顾脑小者。对更强有力的计算能力（语言，知觉，推理等）的选择一定已经给了我什1一个大尺寸的脑作为副产品，舍此无它。 事情变化得有多快对智力的递增积累模式是至关重要的，不管参与这个过程的是脑变得更大还是只是脑的重组。在任何单一气候下，一个专门家最后能进化而胜过负荷过重的通才。然而，解剖方面的适应则比冰川时期气候频繁的变化要慢得多，这就使适应难以跟随气候的变化。确实，气候的突然变化发生在单个个体的一生中，这个个体可以有在困境中生存所需要的储备能力，也可以不具有。 上述的这种论证对许多杂食动物都适用，而不仅仅是对人类的祖先。但是在最近的几百万年里，脑增大约4倍的情况并无任何其他的例子，所以一种不稳定的气候本身并不是导致脑袋变大的确凿理由。还有一些别的因素同时在发生，而气候的突然变化可能放大了这些因素的重要性，从而防止了那些平庸的竞争者在竞争中超过“杂家”而取胜。 这些其他因素是什么，每个人都有他钟爱的理论。我的观点是：必须在狩猎时投掷得准，通过吃其他食草动物而安然过冬。但是大多数人则认为是语言，尤其是句法。 （对语言的理解）涉及智力的许多方面：辨词，断义，按语法分割意群，将意群组合成句，推测各段陈述问的联系，在处理后面的内容时依旧记着前面的内容，推测作者或演讲者的意图，总结出段落大意，以及在回答关于某段落所提问题时记忆的检索……（读者）对所叙述的情景和情节在构建一种思维上的表象…读者倾向于记住他们构建的有关原文的思维模式，而不是原文本身。 戈登·鲍尔（GordonH．Bower） 丹尼尔·莫罗（DanielG．Morrow） 我常常发现，一部小说，甚至一部写得很出色的引人入胜的小说，在我读完后马上会变得模模糊糊。我完全回忆得起读时的感觉和情绪，但是我对它所叙述的细节却不那么肯定。正如路德维希·维林根斯坦（I－udwigWittgenstein）论及他的命题时所说，那几乎像是一架待攀登的扶梯，在服务于其目的后将弃之不用。 斯文·伯克茨（SvenBirkerts） 《谷登堡的挽歌》 ------------------ |
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