约翰·霍克斯(John Hawks)正在解释他关于人类进化的研究,突然他抛出了一个重磅炸弹。在列举自石器时代以来我们骨骼和头骨发生的一系列变化时,这位威斯康星大学的人类学家漫不经心地补充道:“而且很明显,大脑一直在萎缩。”
“萎缩?”我问。“我以为它在变大。”那可是人类进化的全部精髓。
“在我们的进化过程中,有200万年是这样,”霍克斯说。“但现在情况发生了逆转。”
他接着列出了一些令人沮丧的数字:在过去的2万年里,人类男性大脑的平均体积从1500立方厘米减少到1350立方厘米,失去了网球大小的一块。女性大脑也以大致相同的比例萎缩。“我认为这是进化史上的瞬间发生的重大缩减,”他说。“这种情况发生在中国、欧洲、非洲——我们所到之处无一例外。”如果我们的脑容量在接下来的2万年里以这种速度持续减少,它将开始接近直立人(Homo erectus)的脑容量,这个生活在50万年前的亲戚,其脑容量仅为1100立方厘米。也许是由于这种萎缩,我过了一会儿才明白。“你是说我们正在变笨吗?”我问道。
霍克斯,一个体格魁梧、面部圆润、性情开朗的人,带着 amused 的表情看着我。“这无疑让你对大脑袋的优势有了不同的看法,”他说。
在与霍克斯会面后,我打电话给其他专家,看看他们是否知道我们大脑萎缩的事情。研究人类基因组进化的遗传学家和我一样惊讶(典型的反应是:“没开玩笑吧!”),这让我怀疑我是否是世界上最容易上当的人。但不是,霍克斯没有骗我。我很快发现,似乎只有一小撮古生物学家知道这个秘密,甚至他们对此事也有些困惑。他们关于人类大脑为何萎缩的理论五花八门。
有些人认为我们灰质的流失意味着现代人类确实变得越来越笨。(深夜脱口秀主持人,请注意——这里肯定有很好的喜剧素材可供挖掘。)另一些权威人士则持相反观点:随着大脑的萎缩,其内部连接变得更加高效,使我们成为更敏捷、更灵活的思想家。还有人认为,大脑尺寸的减小证明我们已经驯化了自己,就像我们驯化绵羊、猪和牛一样,它们的脑容量都比其野生祖先小。我了解得越多,就越感到困惑,为什么我们大脑萎缩的消息如此不被重视,不仅在媒体上,甚至在科学家中也是如此。“这很奇怪,我同意,”伦敦自然历史博物馆的人类起源专家兼古人类学家克里斯托弗·斯特林格(Christopher Stringer)说。“科学家们没有给予这个问题应有的关注。许多人忽略它或认为它是一个微不足道的细节。”
但斯特林格认为,这种例行性的忽视并非初看起来那么奇怪,这与“缩放效应”有关。“一般来说,”他说,“你骨头上的肉越多,你需要处理的巨大肌肉块和广阔皮肤面积所需的脑容量就越大。”例如,一头大象的大脑重量可能是人类大脑的四倍。缩放效应也是为什么尼安德特人(Neanderthals)拥有大脑袋却没人感到惊讶的原因,这些强壮的人类近亲在大约3万年前灭绝了。
脑容量最大的智人(Homo sapiens)生活在2万到3万年前,遍布全球,从欧洲(他们被称为克罗马农人)到南非。他们拥有桶状胸腔和巨大突出的下巴,以及巨大的牙齿。因此,他们的大脑量大常常被归因于强壮而不是智慧。为了支持这一说法,一项广为引用的研究发现,克罗马农人的脑容量与体重之比——通常被称为脑化商数(EQ)——与我们相同。基于此,斯特林格说,我们的祖先被认为拥有相同的原始认知能力。
现在许多人类学家正在重新审视这个等式。首先,现在尚不清楚石器时代的脑化商数是否趋于平稳。近期对人类化石的研究表明,在近代,大脑的萎缩速度快于身体。更重要的是,对基因组的分析对现代人类只是更纤细、但思维和感觉上与祖先完全相同的观点提出了质疑。在大脑萎缩的同一时期,我们的DNA积累了许多与大脑发育和神经递质系统相关的适应性突变——这表明即使大脑变小了,其内部运作也发生了变化。这些突变的影响尚不确定,但许多科学家表示,我们的气质或推理能力因此发生转变是合理的。
无数次电话交谈后,我才意识到,世界上最重要的专家们其实并不知道我们智力器官为何正在消失。但经过长时间的忽视,其中一些人至少已经决定这个问题足够重要,值得进行正式调查。他们甚至得出了一些大胆的、尽管是初步的结论。
为了寻找我们头颅缩小的全球性解释,一些科学家指出地球气候在2万年前也开始变暖。由于庞大的身体更善于保存热量,更大的体型可能在较冷的气候中表现更好。随着地球变暖,自然选择可能更有利于身材矮小的人。因此,这种说法认为,随着气温升高,骨骼和头骨缩小——大脑也随之变小。斯特林格认为这种观点有一定道理,但他怀疑这并非全部解释。正如他所指出的,在之前的200万年里,类似的变暖时期曾多次发生,但身体和大脑尺寸却一直都在增加。
另一个流行的理论将这种减少归因于农业的出现,而农业,矛盾的是,最初对我们祖先的营养状况产生了恶化作用。简单地说,第一批农民在靠土地维持生计方面并不太成功,他们以谷物为主的饮食缺乏蛋白质和维生素——这些对身体和大脑的成长至关重要。为了应对长期营养不良,我们的身体和大脑可能缩小了。然而,许多人类学家对此解释持怀疑态度。原因在于:农业革命直到近代才传入澳大利亚或南部非洲,但这些地方的脑容量自石器时代以来也一直在下降。
这让我们面临一个令人不快的可能性。“你可能不想听到这个,”密苏里大学的认知科学家大卫·吉尔里(David Geary)说,“但我认为我们脑容量下降最好的解释是‘白痴主义’理论。”吉尔里指的是迈克·贾奇(Mike Judge)2006年同名电影,讲述了一个普通人在21世纪初参与冬眠实验的故事。当他500年后醒来时,他轻而易举地成为这个愚笨星球上最聪明的人。“我认为我们身上也发生了一些类似的事情,”吉尔里说。换句话说,白痴主义就是我们现在的处境。
他与同事德鲁·贝利(Drew Bailey)进行的一项研究让吉尔里顿悟。他们调查的目的是探索在190万到1万年前,当人类物种适应日益复杂的社会环境时,颅骨大小是如何变化的。由于那个时期早于最早的字母出现,研究人员没有书面记录来衡量我们祖先的社会环境。因此,密苏里团队使用人口密度作为社会复杂性的替代指标,推断当更多人集中在一个地理区域时,群体之间会出现贸易,劳动分工会更细,食物采集效率更高,个体间的互动也会更丰富、更多样。
贝利和吉尔里发现人口密度确实与脑容量密切相关,但方式却出人意料。当人口数量较低时,正如我们大部分进化史的情况一样,颅骨一直在变大。但当一个地区的人口从稀疏变为密集时,颅骨尺寸却下降了,尤其是在大约1万5千到1万年前,脑化商数(EQ)突然下降了3%到4%。“我们在欧洲、中国、非洲、马来西亚——我们所到之处都看到了这种趋势,”吉尔里说。
这一观察让研究人员得出了一个激进的结论:随着复杂社会的出现,大脑变小了,因为人们不必像以前那样聪明也能生存下来。正如吉尔里解释的那样,那些仅凭自己的智力无法生存的个体,可以借助他人的帮助勉强维持生计——可以说,得到了最初的社会保障网的支持。
吉尔里并不是说我们眉骨突出的祖先会在智力上超越我们。但他推测,如果克罗马农人在科技玩具和现代教育的熏陶下长大,“我确信他们会取得好成绩。别忘了,这些人是‘文化大爆炸’的功臣”——一场思想革命,催生了诸如洞穴壁画、专业工具和刻骨为笛等令人惊叹的全新表达形式。他认为,就原始的内在智慧而言,他们可能和“今天最聪明的人一样聪明”,甚至可能超越我们。
然而,吉尔里仍然犹豫使用“天才”或“杰出”这样的词来形容他们。“实际上,”他解释说,“我们的祖先在智力或创造力上不如我们,因为他们缺乏同样的文化支持。农业和基于经济专业化的现代城市的兴起,使得最聪明的人能够将精力集中在科学、艺术和其他领域。他们的古代同胞没有这种基础设施来支持他们。他们的一切努力都只是为了维持生计。”
数据新解读
当我再次联系霍克斯时,这位最初向我透露我们灰质缺失的人类学家,我以为他对这种趋势的解释会和吉尔里一样。但尽管霍克斯不怀疑密苏里团队的发现,但他对这些数据提出了一个完全不同、在他看来更令人振奋的解读。
霍克斯在2009年夏天测量了从4000年前的青铜时代到中世纪的欧洲人头骨。在此期间,土地上人口更加密集,正如密苏里团队的模型预测,大脑的萎缩速度快于整体身体尺寸,导致脑化商数(EQ)值下降。简而言之,霍克斯记录了与吉尔里和贝利在他们更早期的化石样本中发现的相同趋势;事实上,他检测到的模式甚至更为明显。“自青铜时代以来,大脑的萎缩程度比你根据身体尺寸减小所预期的要大得多,”霍克斯报告说。“对于今天欧洲男性平均水平的大脑来说,身体必须缩小到俾格米人(pygmy)的大小才能保持比例缩放。”
霍克斯解释说,他选择关注相对近期欧洲的历史,是因为那个时代留下了异常大量的完整遗骸。这让他能够重构我们脑容量缩减期间发生的详细情况。他发现,这个过程是间歇性发生的。有时大脑大小保持不变而身体缩小——他指出,最明显的是从罗马时代到中世纪。但更常见的是,大脑变小而身体保持不变。事实上,霍克斯说,这就是他研究的数千年间的主要趋势。
一个被身体衬托显得矮小的大脑,让人联想到恐龙,一个并非以智力著称的群体。但霍克斯认为这种趋势并无任何惊人之处。恰恰相反,他认为我们脑容量惊人的下降——无论是绝对值还是相对于我们的身高——可能表明我们实际上正在变得更聪明。
这种乐观的观点源于霍克斯对大脑能量需求的关注。他说,大脑是一个对燃料如此贪婪的器官,它吞噬了我们摄入的所有卡路里的20%。“因此,尽管更大的大脑可能能够执行更多的功能,但它的发育需要更长时间,而且消耗更多的能量。”大脑的大小可能取决于这些对立力量如何发挥作用。
他认为,解决这个问题的最佳方案是“以最少的能量产生最高的智力”。霍克斯承认,要让进化产生这样的结果,可能需要几次罕见的有益突变——这似乎不太可能。但在2万到1万年前人类人口的激增,极大地提高了这种偶然发展的可能性。他引用了群体遗传学的一个核心原则:个体越多,基因库越大,出现不寻常的有利突变的机会就越大。“甚至达尔文也知道这一点,”他说。“这就是为什么他建议动物育种者维持庞大的畜群。这样你不必等那么久就能出现理想的性状。”
霍克斯指出,这些变化与过去两万年间出现的许多与大脑相关的DNA突变是一致的。他推测,大脑的连接模式变得更加精简,神经化学发生了变化,或者两者同时发生以提高我们的认知能力。
对攻击性的选择
其他研究人员认为,许多同事在解开我们灰质消失之谜时,过于关注智力,可能走错了方向。他们认为,导致这种趋势的可能是对攻击性的选择。哈佛大学灵长类动物学家、该观点的主要支持者理查德·弗朗厄姆(Richard Wrangham)认为,本质上,我们驯化了自己。
他指出,约有30种动物已被驯化,在此过程中,它们都失去了脑容量——通常比其野生祖先减少10%到15%。被驯化的动物还具有更纤细的体格、更小的牙齿、更扁平的脸部、更显著的毛色和毛发类型范围——在许多品种中,还有耷拉的耳朵和卷曲的尾巴。除了最后这两个特征,被驯化的品种与我们非常相似。
“当你选择抑制攻击性时,会伴随出现一些令人惊讶的特质,”弗朗厄姆说。“我怀疑,自然选择减少攻击性的最简单方法是偏爱那些大脑相对于身体发育相对较慢的个体。”当完全长大后,这种动物不会表现出太多的攻击性,因为它拥有一个更幼稚的大脑,而幼稚的大脑往往比成年大脑攻击性更弱。“这对自然选择来说是一个非常容易的目标,”弗朗厄姆认为,因为它可能不依赖于大量的突变,而是依赖于对一两个调控基因的微调,这些基因决定了一系列发育事件的时间。因此,他说,“它会持续发生。”他相信,结果是一个成年个体拥有一系列幼年特征,包括截然不同的性情。
为了说明这种情况是如何发生的,弗朗厄姆提到了半个世纪前在西伯利亚开始的一项实验。1958年,俄罗斯遗传学家德米特里·贝利亚耶夫(Dmitri Belyaev)开始在圈养环境下饲养银狐,最初只选择繁殖那些当人类靠近它们的笼子时最慢发出咆哮的动物。大约12代后,这些动物首次出现了与驯化相关的身体特征,特别是额头上的白斑。它们的温顺程度随着时间增加,几代后,它们变得更像被驯化的狗。它们发育出更小的骨骼、皮毛上的白斑、耷拉的耳朵和更卷曲的尾巴;它们的头颅形状也发生了变化,导致性别差异减小,整体攻击性水平也更低。
那么,是什么繁殖效应可能让人类走上了同样的道路呢?弗朗厄姆给出了一个直白的答案:死刑。“在过去10万年里,”他推测,“语言变得足够复杂,以至于当你遇到一个屡次犯错的恶霸时,人们会聚在一起说,‘我们必须对乔做点什么。’然后他们会做出一个冷静、深思熟虑的决定,杀死乔或将他逐出群体——这实际上等同于处决他。”根据弗朗厄姆的说法,对狩猎采集者的人类学记录表明,死刑一直是我们物种的一个常规特征。在最近两项关于遵循古老部落习俗的新几内亚群体的充分记录研究中,每一代至少有10%的年轻男性受到最终惩罚。
“写在我们骨头里的故事是,在过去的5万年里,我们看起来越来越平和,”弗朗厄姆说。这还不是全部。如果他的观点是正确的,驯化也改变了我们的认知方式。他的猜测是基于一些研究——许多是由他的前研究生布莱恩·黑尔(Brian Hare)完成的——这些研究比较了家养动物和它们的野生亲戚。弗朗厄姆说,好消息是“你不能说哪个群体比另一个更聪明。”
现任杜克大学进化人类学助理教授的黑尔也表示同意。“你只能说野生类型和家养动物的思维方式不同。”
两位科学家指出,比较狼和狗认知能力的研究结果。狼拥有更大的大脑,更倾向于闪现灵感,让它们能够独立解决问题;狗拥有更小的大脑,却擅长利用人类帮助它们。“狼在解决开箱或绕道导航等简单问题时,似乎比狗更具韧性,”黑尔说。“狗很容易放弃,而狼则会坚持不懈。”另一方面,在追踪主人的目光和手势方面,狗则让狼望尘莫及。尽管狗可能看起来懒惰和娇生惯养,但有些狗可以在远离人类的地区生存数代——黑尔说,这表明它们保留了适应野外的能力。
为了获得更多见解,黑尔现在正在研究其他灵长类动物,特别是倭黑猩猩。他告诉我,他怀疑这些类人猿是被驯化的黑猩猩。“倭黑猩猩看起来和行为都像幼年黑猩猩,”他继续说。“它们体型纤细。它们从不表现出致命攻击性,也不会互相残杀。它们的大脑也比黑猩猩小20%。”
弗朗厄姆和黑尔都看到了倭黑猩猩发展与我们自身之间的相似之处。他们认为,我们的自我驯化可能掌握着我们物种非凡的合作和交流动机的关键——这可以说是支撑我们整个文明的两大支柱。
正当我开始理解这些不同的解释时,人类进化叙事中的下一个惊喜又袭来:在经历了一个漫长而缓慢的回落之后,人类的脑容量似乎又开始增长了。当田纳西大学的人类学家理查德·詹茨(Richard Jantz)测量了从殖民时期到20世纪末的欧美裔美国人的头颅时,他发现脑容量再次呈现上升趋势。
既然进化并非一蹴而就,人们会认为这种突然的转变(很像身高和体重的增加)与遗传适应无关。例如,霍克斯说解释“主要是营养”。詹茨也同意,但仍然认为这种趋势具有“进化的成分,因为在过去200年里,自然选择的力量发生了如此大的变化”。他的理论是:在早期时期,饥荒更常见,拥有异常大脑袋的人更容易饿死,因为灰质需要大量的能量。但随着近代食物空前的丰富,这些选择性压力已经放松,从而降低了大脑袋的进化成本。
无论脑容量近期增长的原因是什么,詹茨相信它正在影响我们的思维方式。根据詹茨和其他科学家的说法,最近的核磁共振(MRI)研究表明,脑容量确实与智力相关,至少就那个常被称颂但广受批评的衡量标准——智商测试而言。从这个角度看,更大的大脑听起来是个好消息。但话说回来,如果攻击性随着脑容量的增加而上升,那也许就不是了。
也许,就像生活中的许多事情一样,我们波动的大脑尺寸是一个喜忧参半的现象——而且与动物育种不同,我们无法确定进化将把我们带向何方。“自然选择不同于人工选择,因为它同时作用于每一个性状,”斯特林格说。“我们现代的大脑在某些方面更聪明,在另一些方面更笨,总体上更温顺,这完全是合理的。”
(吉莉安·科纳汉补充报道)














