摘要:哺乳动物出现后,大脑的进化随之加快,新皮质飞速扩展。灵长类动物的大脑新皮质面积扩展更为迅速,这大大增强了早期人类的学习能力和记忆能力。
穿越小说中有一个非常小众的赛道,基本套路是现代人穿越到原始社会,用智慧带领原始部落的居民们走上巅峰。
现代人比原始人聪明是毋庸置疑的,按照进化论的观点,人类理应一代更比一代强。
那未来人的大脑会比当代人更发达吗?答案似乎不一定。大脑的进化似乎有个极限。
人类的大脑疑似被某种力量锁死
大脑很复杂,但不是从一开始就这么复杂。
地球生命的早期形态是单细胞生物,那时候的生物“大脑”也只有个雏形,与其说那是大脑,不如说那只是简单的神经。
经过几十万年的演变,地球上开始出现脊椎动物,神经系统也开始进化,出现了脑干与脊髓的原始形态。
哺乳动物出现后,大脑的进化随之加快,新皮质飞速扩展。灵长类动物的大脑新皮质面积扩展更为迅速,这大大增强了早期人类的学习能力和记忆能力。
到了智人时期,大脑的前额叶皮层进一步发展,人类的语言能力、长远规划能力逐渐显露头角。
然而,在人类建立起辉煌的文明之后,人类的大脑进化缓慢得近乎停滞了。
在科幻小说中,外星人通过干扰地球的科学研究,限制了人类的科技发展。那有没有可能,人类的大脑进化也受到了外星文明的限制呢?
事实上,可能不需要外星人出手,人体本身的很多特质就限制了大脑的进一步进化。
能量限制发展
社会生活中会说“能源限制发展”,其实人体也一样,能量限制着人类的进化。
我们知道,和200多万年前的原始人相比,现代人类的大脑体积增加了大约3倍。这种变化使人类在智力上傲视整个生物圈,从而创造出辉煌的成就。
如果人类的大脑体积能够进一步增加,人类的智力岂不是会更加卓绝,人类社会的发展岂不是会更加飞速?
理论上好像是这样,但大脑的进化实际上受制于人体的能量分配。
人类的大脑质量占体重的2%,但是要消耗全身20% - 25%的能量。
这其实是一件非常奇怪的事情。相当于一个宿舍结算电费,发现有五分之一的电是被一个小小的灯泡消耗掉的。
如果人类的大脑继续进化,大脑容量继续增加,那大脑所需的能量就会更多。
但人体消耗能量不能完全等同于宿舍用电。人体能提供的能量是有限的。
这就导致了一个此消彼长的局面。分配给大脑的能量越多,分配给其他器官的能量就越少,久而久之,其他器官就会退化。
那么问题来了,你愿意让你的哪个器官退化呢?
是让人类花了几万年才进化来的可以直立行走的双腿退化,还是让可以使用工具的双手退化?是让肌肉力量减弱,变成手无缚鸡之力的菜鸟,还是影响免疫系统,让人变成动不动就生病的脆皮?
如果让大脑继续进化,就得削弱身体的某些方面。但以现在的目光看,人类的大脑和躯干在能量消耗上达到了微妙的平衡,削弱任何方面对人类的发展似乎都是不利的,那就只能维持现状了。
甚至身体一直在进行能量分配优化。经常有大人对小朋友说“大脑不用就生锈了”。大脑当然不会生锈,但那些不太常用的区域确实会有萎缩的倾向。
结构限制发展
思维、思考、意识等等这些看不见摸不着的东西究竟是什么?其实,人类的每一次思考,背后都是数十亿小细胞的辛苦工作。
这种小细胞就是神经元,如果大脑体积变大了,那神经元之间的距离就变长了。这就像气球表面有两个点,如果气球变大了,那这两个点之间的距离就变远了。
在这种情况下,连接神经元的轴突也就需要变长,神经元之间传递信号的耗时就更多了,反而降低了大脑处理信息的速度。
这就相当于两地之间的道路变长了,那行人在道路上走的时间自然也就变长了,信息传播速度就慢了。
而且轴突变长变粗会更加消耗能量。就像文章前面说的,如果给大脑分配了太多的能量,那人体的其他器官可能就得削弱。就现状来说,任何一个器官的功能削弱了对人类来说都是得不偿失的。
既然神经元不能体积太大,那神经元能不能向着体积变小数量变多的方向进化?就像手机虽然只有那么小一点,但是运算能力要比三四十年前的电脑强得多。
这个方向也不太成立,因为神经元太小,会影响神经元间信号传递的稳定性,就像通讯信号那样出现中断。
而且大脑也像手机电脑一样需要散热。如果神经元太多,大脑活动过于激烈,会使大脑产生的热量无法及时散发出去,反而影响到神经元的正常功能。
目前神经元在大脑中的排列结构达到了一个平衡点,向哪个方向进化似乎都不会比现在更好。
进化压力消失了
生物进化很多时候是被环境倒逼的。
人类先祖之所以开始直立行走,是因为森林面积减少,草原面积扩大,人类先祖被迫从树上来到了地上,直立行走能够使人类消耗更少的能量到达更远的地方。
人类先祖之所以退掉身体上的毛发,是因为人类从森林走向草原之后,活动量增加,退掉躯干上的毛发能够使人类更有效地调节体温,适应长时间的活动。
诸如此类的例子还有很多。进化通常是因为环境先不同以往了,生物为了应对环境改变而不得已作出了改变。这其实就是自然选择的本质,正所谓适者生存。
但是随着人类学会使用工具,这种环境带来的进化压力就逐渐消失了。因为人类学会了将环境改造的更适合自己生活,而不是通过数十万年百万年的进化去适应环境。
大脑进化也是相似的道理,说直白点,就是没有来自环境的压力去逼迫人类进化大脑了。
随着科技的发展,人类的大脑甚至可以开始偷懒。
早年间的出租车司机,必须将所在城市的交通网络清楚地记在自己的脑海里,才能够将乘客准确无误地送达目的地;现在有了电子地图和导航,哪怕司机没有记住路线也可以顺利上岗了。
早年间的收银员都是心算方面的佼佼者,随着收银系统的普及,现在的收银员早已不需要自己去算价格。
大脑在这种动不动就可以偷懒的环境下,确实没有什么动力去进化了。
集体智慧减少个体进化的动力
一个没有经验的新员工如何快速上手工作?答案是“老带新”。老员工把自己的工作经验通过语言文字以及实践传授给新员工,形成“薪火相传”的效果。
小到一个公司的员工,大到整个人类社会,千万年来,就是这样传承发展的。
语言和文字可以让后来者快速领悟前人的研究成果,而不必每代人都必须从零开始。假如一个人想写一首诗,那这个人不必从造字开始,因为前人已经将文字、诗词格律都制定好了;假如一个人想计算一些账目,那这个人不必从制定运算规则开始,因为这些事前人已经做过了。
这其实是集体智慧的体现,很多科学家都不止一次的说过,自己是在前人的研究结果之上进一步发展,才得到了自己的新成就。
如今互联网发达,古往今来千万年,无数个体的智慧在当下这个时代汇聚;中外能人千千万,他们的研究结果也能在互联网上轻易看到。
同一个课题,一个人没有研究出结果,其他人研究出来了,结果也能及时共享,就很容易让大脑产生一种“别人会了就是我会了”的感觉,个体大脑进化的压力减小,这也是大脑进化停滞的一个重要原因。
结语
看上去大脑似乎真的到了极致,人类的脑容量受制于能量分配、结构平衡等多方面的因素,似乎没有再增加的可能性了。但这并不意味着人类的发展也到了尽头。
世界上第一台计算机占地面积170平方米,但它的算力远远不如现在的一部智能手机。人脑也是同样的道理,虽然脑容量不再增加,但人类一直在通过其他方式提升大脑的性能。
学生们在学校里学习的是过去千万年来人类智慧的结晶,互联网上共享着全世界人类的科研成果,每一代人类都是站在前人的肩膀上向上攀登,世世代代无穷匮也,这种集体智慧的累积带来的力量是相当巨大的。
文章前面还提到现代科技的发展,给了大脑很多“偷懒”的机会,比如出租车司机不再需要记城市地图,收银员不再需要自己心算价格。科技发展使大脑不必在记忆、计算等方面耗费太多的能量,那这部分能量就会被用在其他的地方。
生物的进化方向是和环境息息相关的,虽然自然环境不再带给人类进化压力,但社会环境同样在影响大脑的发展。我们很期待未来的人类会向着什么样的方向前进。
参考资料:
《人类大脑16万年几乎未变》光明网https://www.toutiao.com/article/7127830932333003295/?channel=&source=search_tab
《人大脑的结构与功能》人类与生物科普
https://www.toutiao.com/article/7379053543352353289/?channel=&source=search_tab
来源:鹿哥来了一一点号