乍一看这个问题,你可能会说,这算什么问题,脑容量越大越聪明嘛,人类成为地球的主宰,当然是最聪明的物种,脑容量不够怎么行呢。没错,脑容量不断增长确实是人类变得越来越聪明的原因之一,但是,又是什么原因导致了人类脑容量的增长呢?
首先来看看构成大脑的最基本单位,我们的处理器——神经元。我曾经在以前的文章中介绍过,神经元是一种低效率、易出错、反应慢的处理器,远远不及人类制造出来的电脑CPU。事实上,从原始水母到现代人类,神经元没有发生过实质性的进化,人类和其他动物在这点上区别并不明显。
既然神经元是低效率、易出错、反应慢的处理器,那么复杂的任务就必需大量的神经元共同参与才能完成。大量的神经元在处理信息时需要互相沟通协调,于是就需要更多的突触。处理复杂任务的需求催生了对神经元数量和突触的需求,导致一个人的大脑最终形成1000亿个神经元和500万亿个突触组成的神经网络。
每一个神经元的体积虽然很小,但是这么庞大数量的神经元堆砌在一起,形成的体积就不可小觑了。再加之起到各种辅助作用的神经胶质细胞(它们的数量更加庞大)、神经元所处的环境(脑脊液),大脑容量就不可避免地增长上去了。
问题来了。人的大脑这么大,而母亲的产道那么小,显然是不匹配的,这个问题如何解决?进化的过程并不完美,我们人类进化出了一种折衷的方案:婴儿出生时的大脑并不成熟,这样可以尽量减少大脑的体积而不降低大脑继续发育的可能性。是的,刚出生的婴儿他们的大脑可塑性很高,未来需要的绝大多数技能在此刻并不具有。
婴儿的大头是出生时的最大障碍
巨大而复杂的神经网络不可能一一明确对应到基因组的编码序号,也就是说,人的大脑并不完全是由基因控制形成的。相反,神经元形成之后,它们的一生便交给了环境来决定。在神经元的竞争中,“用尽废退”体现得淋漓尽致:积极响应刺激信号的神经元存活下来,反应迟钝的则遭到淘汰。
正是因为后天环境的刺激是决定神经元存活的最根本因素,所以需要大量的环境刺激信号来保持神经元的活性,这也是人类大脑成长的一个基本规律。出生以后的婴儿开始接收到各种各样丰富的环境刺激信号,而这些刺激信号则是检验神经元成色的考官。
然而人的大脑实在是太复杂了,要从新生儿的大脑发育到完全成熟,竟然需要将近20年的时间。这也因此决定了人类存在着一个漫长的童年。
人类拥有漫长的童年
说了这么多,好像一直在说的都是人的大脑很复杂,需要长时间的发育过程,并没有回答人类大脑为什么要在进化过程中一直保持增长这个问题。其实,前边这些交代是为了说明,大脑是一直在进化的,并不是一开始就设计好的。进化的大脑必然存在进化的缺陷,比如每增加一个新的功能就必须增加新的组织。
编程的朋友都知道,如果一个程序要增加新的功能,最简单的做法就是直接添加新的代码,而不用去改动原有代码的结构,顶多增加一些与原有代码的调用语句。这样做的好处是快捷、简单,弊端当然是对计算资源的要求增加,同时还可能会出现一些未知错误。理想的最优程序是占用资源最少,运算速度最快,不会出错的程序,但是这个理想也就仅仅是一个理想,现实中并不存在。
大脑的进化也是如此。大脑的形成是一个逐步叠加的过程,就像是搭积木,它并不会回过头去改造原有的结构,这一点和现实中程序员的做法是一样的。这样的大脑必然不是一个最理想的大脑,随着大脑功能的增多,必然会形成脑容量不断增大的现象。
人类的祖先在适应环境的过程中选择了智慧进化这条路,大脑功能的不断增多也就使得脑容量不断增加。但是,这个增长不是无限的,当脑袋大到一定程度时,人类就变得不适应环境了。例如头大带来的生产麻烦,童年期太长带来的生存危险,头部这个核心器官更容易受到伤害,等等。
人类脑容量增长之路
人类大脑的特点其实也证明了进化论的正确性:大脑的设计不是最优的,而是最偷懒的。请那些相信“人是全能的神创造出来的”的人回答一个问题:如果你是上帝,你会干出来这么愚蠢的事情吗?
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