尽管达尔文的“非洲起源假说”起初看上去是错的,但证明其正确的第一个证据在第一次世界大战前不久被发现了,发现者是德国地质学家汉斯·雷克(Hans Reck)。雷克是第一个看到东非大裂谷中的奥杜威峡谷的欧洲人,最早在那里认出人族化石的则是他的团队。
作为达尔文理论和更宽广的古生物学的证明,东非大裂谷在人类进化研究中可谓至关重要而且享誉全球,那里的地质特性不同寻常,因而保存了丰富的化石资源。大裂谷这个术语原本描述的是从黎巴嫩到莫桑比克的一条3 700英里长的深沟,这是地壳分裂产生的惊人地质构造。而今天大多数研究人员只是把其中位于东非的那部分称作大裂谷,这里正在形成新的板块,要将非洲大陆撕裂开来。要在地球上找到这样一处地方就如同寻找时间机器一样。沿着大裂谷的地质层向下行走,就像穿越历史回到史前时代,一趟长达几百万年的旅程展现在眼前。尽管地壳隆起、洪水、火山活动等因素造成化石遗址混杂和腐化,导致解释谷中的发现通常极其复杂,但大裂谷始终对进化论具有不可估量的重要意义,以后也是如此。
1913年,27岁的雷克在那里研究地球历史和挖掘化石时就认识到了这一点。他的工作得到了回报。长达三个月的艰苦工作即将收尾时,在东非赤道附近的酷热当中,雷克团队在峡谷最古老的地层之一中发现了一具蹲伏的骨骼。雷克认识到,他发现的遗骨属于一名更新世的智人,这个智人可能是15万年前在那里溺亡的。
当然,1913年是不祥的一年。不久,“结束所有战争的战争”(第一次世界大战)爆发,开启了残酷的大规模杀戮,古人类学研究被迫中止。因而此后没有人再在奥杜威峡谷中发现太多别的东西,直到20多年后路易斯·利基(Louis Leakey)来到这里。
利基是一个有争议的研究人员,他以像乔姆斯基对语言学和爱因斯坦对物理学一样的方式给古人类学注入了活力(虽然利基并未作为理论家引领这一学科)。他用宏大的说法重整了这一领域,这引起了人们对这一领域及他本人极大的兴趣。一路上,利基和其家人在东非发现了一些非常重要的化石。利基还对自然栖息地中的灵长类动物进行了研究,招募了简·古多尔(Jane Goodall,研究黑猩猩)、戴安·弗西(Dian Fossey,研究大猩猩)和蓓鲁特·高尔迪卡(Birutė Galdikas,研究红毛猩猩)等研究人员,并鼓励她们开展自己的实地研究。
在推进了汉斯·雷克的早期研究并最终与雷克一起工作之后,利基及其团队发现了许多东西,诸如奥杜威文化和阿舍利文化的工具等人工制品,以及鲍氏傍人[Paranthropus boisei,当时被称为鲍氏东非人(Zinjanthropus)]和能人的头骨。利基和与他有关的头条新闻报道使许多科学家对古人类学研究产生了兴趣。无论他有什么缺点,他都成了古人类学领域的创新者和奠基人之一。
更重要的是,利基和其他古人类学家的发现让我们对自己这个物种的进化有了极其深刻的认识。我们现在知道,人类的骨骼在过去700万年左右的时间里不断进化,由最初的人族发展而来。我们拥有了一些可与其他物种区别开来的特征,包括直立行走、脑化(机能皮质化)、两性异形现象减少、隐藏发情期、视野更广、嗅觉衰退、肠道变小、体毛脱落、汗腺发育、U形抛物线牙弓、下巴突出、茎突(耳朵后面的一块细长的骨头)、喉下垂等。这些特征对化石分类和理解人族分支中不同化石的地位十分重要。
进化提供了一种新型的运动形式,于是人类骨骼开始适应其周围环境。人类是唯一直立行走的灵长类动物。其他灵长类动物喜欢爬行或爬树。但为了习惯于走路(不像黑猩猩、红毛猩猩或只能偶尔短暂直立行走的熊),我们的骨骼需要在灵长类动物模型的基础上加以改变,以支持这种直立的姿势。这带来了许多变化,其中之一是在我们头骨底部的孔中发现的,这个孔名为枕大孔。我们的脊椎与大脑就是通过这个孔相连的。如果这个孔位于颅骨底部的后方,我们就能知道该生物不会经常直立行走,因为这会令它感到非常不舒服。用四肢行走的动物的脊椎几乎与地面平行,如果这种生物直立行走,那么脊柱就会使其头部倾斜,而这会令其很难受。
人类的头部和大脑作为另一个重要的里程碑,是通过一个长期的所谓“脑化”的过程,也就是我们的脑容量逐渐变大的过程实现的。人族的大脑容量从南方古猿的450立方厘米左右增加到了智人的1 250立方厘米。人族的头部显示出了越来越大的脑部构造,直到智人出现(尼安德特人的脑部比智人更大,男性平均大约1 400立方厘米)。与我们人族祖先的小脑腔和厚头骨相比,智人头盖骨更大,更圆,也更脆弱。人族头骨顶部固定咀嚼肌肉用的特殊脊部消失了,功能也许是遮挡太阳的厚重眉脊也不见了,取而代之的是更大的大脑。我们的头部也有了相应的发展,为思考提供空间和马力。
男性和女性的身材也变得更加相似,也就是说,我们的两性异形减小了。虽然人类中男性的体型平均比女性大15%左右,但这种体型差异比任何其他灵长类物种都小。灵长类分支中两性异形的减少具有社会意义。对灵长类动物而言,雄性和雌性的体型变得更相似时,就会产生配偶结合或单配制。雄性灵长类动物会花更多时间帮助雌性哺育孩子。这对灵长类动物中的人类来说特别重要,因为我们的孩子需要更长的时间才能成熟。
在西方一些工业文化中,长达个人总体预期寿命三分之一的是“童年”,即达到自主成年所需的时间长度。如果雄性和雌性为了生活或仅仅为了抚养孩子而结合在一起,那么雄性就不再需要为交配与其他雄性交战了。雄性不再急需更大的身体、更长的犬齿和其他战斗特征,不用战斗就可以将基因传递给下一代了。
与直立行走和两性异形现象的减少同时出现的,是人类更加依赖视力。人类可以看到其他灵长类动物和其他大多数动物看不到的远处的东西,因而能够更快地朝着可见的目标奔跑。此外,从直立人出现开始,人类获得了“持久狩猎”的能力,可以一直追杀猎物,直到猎物筋疲力竭,被狩猎者用石斧或棍棒杀死,或是因疲惫和过热而死为止。例如在巴西欣古河盆地稀树草原地区的葛社群[Gê communities,包括美本郭克尔(Mebengokre)、吉塞洁(Kĩsedje)、切棱特(Xerente)、乔克棱(Xokleng)等],时至今日仍在持久狩猎。
进化也是终极节约者。随着人类对视力越来越依赖,人类嗅觉的敏锐度降低了,感知范围也有所减少。如果大脑的一部分变得更大或更好,另一部分往往会在进化过程中变小。例如随着大脑视觉区域的能力增强,人类的嗅觉退化了。今天,大脑可用于视力的部分大约为20%。(幸运的是,如果有人生来就是盲人,那么大脑中负责视觉的区域就会执行其他功能——进化通常是一个毫不浪费的高效过程。)
人类生理的其他变化尽管并不都具有立竿见影的智力效益,但也可能增强了我们的智能。在进化过程中,人族的肠道长度缩短了。肠道和消化过程需要消耗的卡路里越来越少,人体得以将其更多的能量资源转移到越来越大的头脑当中。但这一改变并不能全部归功于自然选择。文化创新也在其中发挥了作用。直立人在100万年前就学会了控制火种。由于直立人之前的人族已学会吃熟食,所以他们摄入的脂肪和蛋白质更易于被消化系统分解。在此之前,人族和其他灵长类动物一样,需要更长的肠道来分解食物中的大量纤维素。而人族学会了烹饪以后,就能吃更多的肉类,消耗更多的高能量食物,并显著减少对难以消化的生植物的依赖。由于人族的消化器官需要较少的能量和较小的空间,同时可以更快速地消耗更多的卡路里(假设可以获取肉类),这种用火造成的饮食变化促使人族在自然选择下进化出了更大的大脑。烹饪也改变了我们的面孔,使人属出现以前的人族物种的巨大下巴上的肌肉变得多余,并使我们的脸变得不那么前突。这反过来又减轻了颅骨的负担,使其无须再提供支撑的结构,例如南方古猿身上可能会抑制人脑增长的中矢状嵴。
用火造成变化的这个假设招致了不少批评。有人认为直立人是食腐者和猎人,早在具备用火能力之前就从腐尸和捕获的猎物中获得了丰富的肉类。无论是什么原因,肠道尺寸缩小代表了人类向现代人体结构的迈进。因此,在化石记录中遇到这种情况时,它便成了一条线索,表明由特定化石所代表的物种可能会沿着进化线向智人进一步发展。
我们成为现代人需要的另一些重要生理变化包括直立的姿势及其副产品。随着人类站立起来并习惯于直立行走,人体在体温调节方面变得更有效率了。而且,由于直立时暴露于直射阳光下的身体表面区域比四足动物的暴露区域更少,所以体毛对于人类来说不太必要了。褪去体毛带来了附带效益,那就是人类的身体更容易降温。褪去体毛的同时,人类发展出了汗腺,使体温调节效率更高。在炎热干燥的气候中,体毛的消除和出汗使得人类比许多其他动物能够更快地恢复正常体温。如果人们不喜欢多毛的伴侣,性选择可能会进一步加速体毛的消失。这对于维持人类的新陈代谢速度非常重要,对于我们迅速消耗卡路里的大脑也至关重要。
现代人的另一个特征是抛物状牙弓。人类齿系的发展有许多原因和影响,齿系对化石分类也很重要。人属的牙齿相对于其整个身体而言尺寸缩小了,尤其是犬齿,这一点至关重要。因为这意味着人属男性不再需要像其他灵长类动物一样通过较大的牙齿来争夺交配权。
随着人类的牙弓在形状上变得更像抛物线,人类的面部拥有了更多的空间,可用于发出不同的辅音,让元音产生更大的共鸣,从而使人类能够发出更多的声音。
为了总结人类相对于其他灵长类动物的进化结果,更好地理解化石记录,有必要回顾一下第18页对灵长类进化系统树的综述。
从发现的化石年龄顺序中我们可以发现,与人类(和黑猩猩)相连的灵长类进化树中的第一个节点很可能是乍得沙赫人(Sahelan thropus tchadensis,又名乍得人猿),这个名字的字面意思是萨赫勒地区的乍得人(萨赫勒与撒哈拉是同源词,撒哈拉沙漠是当今世界上最大的沙漠)。乍得沙赫人是人类和黑猩猩之间潜在的直接联系,但更有可能的情况是,它与图根原人(Orrorin tugenensis,又名千年人、千禧猿或土根猿)和地猿(Ardipithecus)一样,是图2-1右下部分的最早人族之一。系统树分叉上下名称的重复体现了关于这些人类化石的两个主要假设。乍得沙赫人生活在大约700万年前。虽然我们只有乍得沙赫人的一部分颅骨、下颌骨和牙齿,但这是对智人进化很重要的化石记录,因为它代表了人类进化的几条截然不同但同样重要的线索。它甚至可能是黑猩猩和人类在进化系统树中分叉的节点。
在总结关于人族起源的讨论之前,我们来比较一下其他人猿的认知和交流能力,以便更有效地反映向语言进化的不同路径的性质——如果存在不同路径的话。
哺乳动物是动物界最聪明的生物,灵长类动物是最聪明的哺乳动物,人类是最聪明的灵长类动物,因此,人类是最聪明的动物。这个结论可能等于没说。毕竟,我们的智慧也是我们互相残杀和打仗的原因,我们的大脑是利弊并存的事物。水母并没有大脑,但它们相处融洽。
尽管如此,只有具备这种更高的智慧,人类语言才有可能出现。人类是唯一已知的使用象征符号和通过合作进行更有效交流的生物。与其他动物不同,人类交流时,几乎从不说出自己所想的一切,而是让听者推断意义。
语言需要一些先决条件或通常称为“平台”的东西。其中包含文化和“心智理论”,即对所有人都有认知能力的意识。文化是一个重要的话题,但现在心智理论尤为值得讨论,因为这也有助于衡量一个认知领域,在这个领域里人们经常声称拥有其他动物没有的东西——“阅读”别人心灵的能力。尽管能够真正看到或听到别人的想法近似科幻小说,但人们可以猜测别人在想什么,然后将这些知识作为交流的关键,这种想法是有道理的。
对于罗伯特·卢尔茨(Robert Lurz)这样的认知科学家而言,“读心术”就是“通过在环境脉络中使用相对简单和间接的手段观察他人,将心理状态(如信仰、意图和感知经历)归因于他人的能力”。这样的一个例子可能是,看到一个男人一只手拎着两袋食品杂货站在门口,空着的那只手在口袋里摸索。一个知道锁和钥匙是什么东西以及习惯锁门的人应该能够猜测出此人正在找钥匙,打算开锁进入房子。即使这个看似简单的场景,也包含大量的文化知识。缺乏锁和钥匙相关知识的亚马孙人可能不明白该男子将手放在口袋里要干什么。然而,所有人都很可能会认识到这个人有意图、目的或目标,其行为不是随机的。那是因为所有人都有非常相似的大脑,心智理论实质上就是讲的这个。自闭症患者可能不了解这一点,因为相关证据表明,这类疾病的某些形式是由于缺乏这种意识而引起的。
语言之所以起作用,仅仅是因为人们相信其他人跟他们一样,经过充分思考后,能够理解自身想要告诉他们的内容。人们说出其思考的东西时,会认为听众能够理解和推断出结论,并将话语与自身经历相匹配。因此,当前的问题是,在动物王国中,是否只有人类具备这种能力?如果其他生物拥有这一能力,这对其交流系统、认知能力和人类语言的发展意味着什么?
研究动物行为(就像研究人类婴儿说话之前的认知能力一样)是非常困难的,因为存在过度诠释的风险。不妨以我的亚马孙野外研究为例,来谈一下亚马孙马蝇。被这种令人讨厌的小生物咬伤比被大多数昆虫叮咬都疼,因为马蝇(仅雌性)是通过撕裂皮肤来吸血的。更糟糕的是,被叮咬部位会长时间痛痒。在丛林中徒步旅行几乎总会受到这些害虫以及它们的犯罪伙伴——蚊子、黄蜂和小型的吸血苍蝇——的多次叮咬。不过,马蝇有一点特别的是,它们似乎知道哪里是这一刻你没有注意的地方!
在某种程度上,亚马孙马蝇似乎必须具备可以弄清楚人类行为的心智水平。虽然马蝇在选择叮咬的身体部位时似乎是有策略的(对其而言,衣服绝非障碍,因为它们可以轻松地穿透牛仔裤和棉质T恤衫),似乎是基于对其他动物行为的理解,但难道我们可以认为马蝇是在解读受害者想法的基础上制订吸血计划的吗?不太可能。
另一种解释相对简单:马蝇是按基因编定的程序去咬受害者身体相对较暗的区域,也就是附肢的阴影部分的。你身体的阴影部分是一个可见度也大大减少的部分。人们总倾向于拟人化,将极有可能是身体决定的行为解释为认知驱动的行为。
再回到灵长类动物和其他动物身上。有许多严格的研究避免了对动物行为的过度解释。在关于动物是否具有与人类相似认知能力的长期科学对话中,最棘手的问题之一是死循环假设:认知需要语言,人类的语言,因此动物不可能具备认知能力,因为它们缺乏语言。这无非是在研究之前就裁定只有人类具备认知能力罢了。这些想法被人类中心论的框架误导了。
这些观点来源于17世纪勒内·笛卡儿的著作,他认为只有人类才会“我思故我在”。笛卡儿的观点可以说是人类认知研究的倒退,因为他不支持心智进化的比较研究。而且,单是他宣称动物缺乏精神生活,就影响了非人类研究。
在笛卡儿看来,非人类没有意识,没有思想,没有感情。此外,他认为,人的心智与身体经验是互不相干的,这自然导致他得出了以语言学为根据的认知理论,认为只有语言使用者才有能力思考。
但正如哲学家保罗·丘奇兰德(Paul Churchland)所说的那样:“除了许多其他缺陷之外,(只有人类能够思考,因为思考需要语言)这一思想还否认非人类动物存在任何理论上的理解,因为动物不以句子或命题的方式互相联系。”
任何忽视非人类动物的认知观点都是在忽视演化。无论我们是在谈论不可言喻的知识的性质还是任何其他类型的认知或身体能力,我们的解释都必须源自比较生物学,如果解释有足够说服力的话,还必须可应用于比较生物学。动物认知有助于我们理解进化论和比较生物学对于理解我们人类认知的重要性,还能帮助我们洞察人类和其他动物的身体如何受认知影响。
忽视动物认知的主要问题在于,这样做的话,我们基本上忽视了在掌握语言之前,我们祖先的认知能力究竟是怎样的。他们在语言诞生之前的状态体现了语言出现的认知基础。如果在语言诞生之前人类没有认知能力,对于笛卡儿和其他许多人而言,理解语言的演化过程会变得尤为棘手。
当然,有些人声称语言并不是逐渐演变出来的,所以我们不期望从其他物种中找到语言的根源。持此观点的研究人员认为,语言的语法核心通过突变而突然形成,由此诞生了一位掌握语言学的普罗米修斯,他的“X战警”基因在整个物种中迅速传播。
还有些人则通过实验来解决灵长类动物是否有信仰和欲望以及其他灵长类动物是否具备“读心能力”的问题。迄今为止的证据对这两个问题做出了初步肯定的回答——其他灵长类动物似乎确实以某种形式具备这些能力。
所以人类在思考和解释他者的世界中并不孤单。但是,如果其他灵长类动物,如拥有275~450立方厘米大脑的黑猩猩能够读懂其他生物的意图,并拥有信仰和欲望,那么拥有500立方厘米大脑的南方古猿或950~1 400立方厘米大脑的人属物种肯定具有更加发达的认知能力和社会理解力。
动物和化石对人类逐渐获得独特能力的观点给予了有力的支持。我们能获得这些知识,应归功于化石猎手。收集化石并试着用文化和解剖学证据拼凑出我们物种起源的全图是一项艰巨的工作,需要坚韧的意志,要承受古生物学田野研究的酷热,付出辛劳的汗水,身处偏远地区,还时不时会面临危险。有时这一事业竞争激烈,甚至你死我活,要面对来自各方的恶意毁谤。
尽管古生物学家进行了艰苦的田野研究,但《自然》杂志1987年1月1日刊登了一篇文章,威胁要从古人类学家手中夺过所有的荣耀、权力和科学知识,并将其归功于穿着实验服的遗传学家。这篇由丽贝卡·L. 卡恩(Rebecca L. Cann)、马克·斯通金(Mark Stoneking)和艾伦·威尔逊(Allan Wilson)共同撰写的论文《线粒体DNA和人类进化》(Mitochondrial DNA and Human Evolution)指出,基因证据清楚地表明,当前所有智人的DNA可以追溯到大约20万年前位于非洲的单个雌性线粒体DNA。
这项研究如同一颗炸弹。难道这三个人在舒适的实验室里结束了围绕“(晚近)源出非洲”的假说与“多区域假说”的争议?前者声称智人起源于非洲,随后迁移出去取代了全球其他人属物种。后者提出,所有现代人都是从世界各地的直立人中进化出来的。
事实证明,多区域假说在很大程度上是不正确的。“线粒体夏娃”理论首次公开时,遭到多区域假说支持者以及很多其他人的批评。但该理论经过了严格的审查,现在已被古人类学家、生物学家和遗传学家广泛接受。在这一点上,实验室工作人员打败了田野研究工作人员。
然而,在理解线粒体夏娃对语言起源的意义之前,有必要回顾一下这个结论背后的科学,也就是线粒体夏娃的故事所依据的分子钟概念背后的理论。这一理论起源于20世纪60年代初,首次发表在莱纳斯·鲍林和艾米丽·祖卡坎德尔的论文中。研究人员注意到,各物种的氨基酸的变化速率不会随着时间的推移而发生改变,由此提出了分子钟的概念。因此,了解两个物种之间氨基酸的差异可以说明这些物种何时从一个恒定的祖先中分化出来。
与大多数科学发现一样,一些人很快就完善了这些想法。1968年,木村资生在《自然》杂志上发表了一篇现在很著名的文章——《分子水平上的进化率》(Evolutionary Rate at the Molecular Level)。木村资生的论文奠定了分子进化中性理论的基本思想。这里所说的中性理论是非达尔文式的,这意味着木村将大多数进化中的变化归因于生物体中的随机和中性变异产生的遗传漂变,而非自然选择。由于这些变化不影响生物体的生存能力,因此生物体能够将其基因正常传递给可存活的和繁殖能力强的后代。
将分子钟理论应用于从世界各地收集的人类线粒体DNA,得到了一个假设:所有现存的智人都来自约20万年前非洲的一名女性(称为幸运女人或线粒体夏娃)。换句话说,只有她一个人的后代不间断地延续至今,从而将她的线粒体DNA传递给所有现存的人。
因此,人属是从非洲母亲那里兴起的。但是如果非洲的生活如此美好,我们的人属祖先为何离开非洲?何时离开的?又是如何离开的?