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远古人类学会数数,是改变人类生命进化的重大发明!

 生态学时空 2021-11-20
远古人类是如何学会数数的?也许并不算一个新颖的话题,有许多研究都做过,认为人类在数万年前就形成了数字的概念。
Nature上的一篇文章却告诉我们:

这是一个改变人类生命进化的重大发明!



也许你对这个问题有质疑,这有什么值得大惊小怪的,三岁小孩都知道数数是怎么回事,他们都能数到100了。
的确,我们很容易知道一个1,还知道另外一个1,甚至还知道2,这也许没有什么了不起,但要知道1+1等于2,那就是一场革命,因为人类还必须知道或者发明出“加法”,那就是在探讨数据之间的关联了。
一个孩子,如果不是从大人那里学习,是不知道加法这个概念的。目前也没有非常明确的证据表明,非人类生物能理解加法。
回到主题,这是在法国西部发现的6万年前鬣狗的股骨。我们看到上面有九个深深的切口。有研究人员就在显微镜下研究这九个切口,发现其形状、深度和其他细节都非常相似,似乎是用同样的石器以同样的方式刻出来的。
那么,可以猜测一下,这个活儿是由一个人一次性完成的,他要干这个活儿,可能需要持续几分钟或几个小时不等的时间。如果你认真看一下这张照片,还会发现,下面还有另外8个刻得比较浅的印记,那应该是另外一个时间,也可能是另外一个人完成的。这说明什么呢?

说明这不是随机出现的,而是人为的,看上去就是为了表达什么。研究人员进行了认真分析,确定这不是装饰图案,因为标记不均匀,缺乏规律性。而且,为了更具说服力,他们还用现代人志愿者用类似的场景让他们进行刻划,之后对结果进行比较,然后认定,这些刻痕可能仅仅是功能性的,而不是装饰用的,就是为了提供数字信息的记录。

看一下年代,6万年前的法国西部,还生活着尼安德特人。大家知道,尼安德特人并非我们人类的直系祖先。这是否说明,那个时候的尼安德特人也有了数的概念?那么,这个鬣狗股骨可能就是史前尼安德特人的会计系统了。同时是否还可以说明,解剖学上的现代人类可能不是唯一发展数字符号系统的人种,尼安德特人可能已经开始这样做了。
在科学研究中,数字的起源是一个相对空白的领域,我们现在也不知道应该是属于什么学科研究的范畴,考古学,数学、进化生物学,心理学,或者是人类学、认知学?其实,如果我们对某些事儿有兴趣,管它属于什么学科呢,我们能整明白就行。
但现在的困难是,研究人员有时甚至对于什么是数字也还未达成一致。而随着不同领域的研究人员开始从不同的角度来探讨这个问题,数字的起源正引起越来越多的关注。比如说,认知科学家、人类学家和心理学家正在通过研究当代文化,来试图了解现有数字系统之间的差异。他们希望通过发现隐藏在现代系统中的线索,阐明起源的细节。考古学家就开始寻找古代数字符号的证据,而对语言感兴趣的进化生物学家,正在探索表达数字的词汇的深层起源。可见是百花齐放呀。
我们曾经认为,人类是唯一能感知数量的物种,但是上个世纪中期开始,许多研究发现一些动物也有这种能力。哪些动物呢?比如鱼、蜜蜂和新生的小鸡,它们可以一眼识别出1,2,3,连4也是一眼能看出来,而不用一个一个去数。
那么,这个技能就被称为“数感”,英语是subitizing。刚才说了,许多动物都可以到4,当然还有些动物能辨别更大的数量,这称为“大数辨别”的能力。
如果两个数量的区别足够明显,也是可以一眼分辨出它们之间的差异。比如10个和20个就很容易区分,但要区分20个和21个就比较困难了。6个月大的人类婴儿,这个时候还没有学会人类文化或语言,也具有这种能力,这应该就是一种本能,是对数的认知能力。
可能有人说,扑克和麻将我一看就知道是多少点,根本就不用数,那是因为这样的点数做了特殊的排列,让你认识的是形状,而不是数量。
人和动物天生都有对数字的鉴赏能力,那么自然而然就可以想到,这应该是通过自然选择等进化过程而产生的,因为这会带来更多的适应性。识数的动物有更多的生存优势,于是这样的性状就被保留下来了。可惜,在人类社会想拼命培养动物的识数能力,也没有成功,所谓动物识数的表演其实是魔术。这个大家应该都知道的。
我现在发现,自然选择几乎能解释所有生物存在的性状,因为没有这样性状的生物都被淘汰了嘛。马上放开三胎了,生孩子还好说,养孩子才是最大的麻烦。年轻的父母,可能最受不了的是婴儿的夜啼,但是这个性状其实是通过自然选择进化而来的。为啥呀?很简单,张口就来:夜间不啼哭的婴儿更容易淘汰。
你想想呀,不夜啼的婴儿,其父母在安静的环境中又造出了新的婴儿与他竞争,因为母亲怀了新的宝宝,这个婴儿很快就被断奶了,然后可能就被饿死了。相反,那些夜啼的婴儿总是干扰父母,让父母只有精力照顾自己而不能继续造人,于是这样的夜啼基因就被保留下来了。多合理的解释呀!一个婴儿,能有什么坏心思呢?所以,碰到这样的情况的父母,别去求符了,也许去医院看看医生还是有必要的,排除有其他的疾病。
似乎合情合理,但并非所有科学家都这么认为。他们的理由是,虽然许多动物天生也有对数量的感知能力,但人类对数字的感知要复杂得多,那不可能是通过自然选择这样简单的过程而产生的。对于数字的许多方面,必须是由文化进化而产生的。因为人类还有表示数字的口语和书面符号,这就是区分于自然选择这样的生物进化的,所以称为文化进化。
在文化进化中,个人通过模仿或者教学来学习新的技能,人类对于数字的学习,就像学习如何使用工具是一样的。有人可能说,动物也有文化呀。但涉及到数字的文化,在本质上还是人类所独有的。
虽然有几个黑猩猩在圈养环境中被教导学会了使用抽象符号来表示数量,但黑猩猩和任何其他非人类物种在自然界中并没有使用过这种符号。因此,应该区分动物天生的“数量”认知和人类所学的“数字”认知。对此,神经生物学家认为,非人类动物大脑处理数量的方式,与人类大脑处理数字的方式有明显的相似性。那么,我们现在在这两种行为之间划一个界限是否反而是一种误导呢。其实,这样的争论谁也最终说服不了谁。
我们之前看到的鬣狗股骨头的计数方式,并非孤立的发现,在南非的洞穴中,考古学家发现了4万年前的狒狒腓骨,这上面所切的凹口,也被认定是一种早期的计数方式。至于这样的计数过程是如何开始的,也许一切都是源于一次偶然。
研究人员是这样猜测的,说早期人类在屠宰动物尸体时,无意中在骨头上留下了痕迹。后来,当他们意识到可以特意在骨头上做标记,这样可以产生抽象的图案时,他们的认知发生了飞跃。
比如这个在印度尼西亚发现的43万年前的贝壳上面的图案。之后某个时刻,又发生了一次飞跃:个别标记开始具有意义,其中一些可能成为编码数字信息的。随着进一步的文化进步,这些刻痕最终导致了数字符号的发明,比如1、2和3,就是刻痕呀。
汉字的一二三就是三条平行的刻痕,而阿拉伯数字,则是有连笔的刻痕。据说也有一些文字,是有这样表示四或者五的。当然,古人类有意在骨头或其他人工制品上做标记,有时候也不完全是代表数字的。
比如这个是澳大利亚土著人使用的信息棒,通常是扁平或圆柱形的,上面装饰着凹口,这些凹口看起来好像编码了数字信息,但是,其实这有些标记,通常是起到视觉辅助记忆作用的,帮助信息传递者回忆他们传递信息的细节,而不是计算数量,所以称为信息棒。甚至有些是用来交换食物、工具或者武器的。
其实,你可能想象不到的,除了我们目前通用的数字系统,世界上还有一些地方仍在使用其他各种各样的数字系统。例如,有人统计,在139种澳大利亚土著语言中,数字的上限仍为“3”或“4”,其中还有一些语言直接使用自然量词,用“几个”和“许多”来表示更大的数。甚至还有一些部落根本不用数字。而这些使用相对简单数字系统的社会,他们在智力上其实并不缺乏任何东西。这样的案例,反而从另外一个方面提供了一个线索,说明推动人类社会发展出更为复杂的数字系统,不是生物学因素,而更可能是社会因素所驱动的。是什么社会因素呢?
有研究就分析了与当代狩猎采集社会相关的人类学数据,发现那些拥有简单数字系统,也就是上限不比“四”高多少的系统,这里的人通常很少有物质财富,这里的物质财富包括武器、工具或珠宝。而那些拥有复杂数字系统,也就是数字的上限要远高于“四”的人,总是拥有更丰富的财产。所以,如果社会要发展出目前的数字系统,那么就需要各种各样的物质财富的驱动。
我们知道,在拥有复杂数字系统的社会中,普遍使用的五进制、十进制或二十进制。这很容易理解对吧,因为人类数字系统是从手指计数开始的。这里一二三四五,一只手指就可以搞定。
六七八九十呢,很简单,两只手搞定嘛。其他国家的我不知道,我们中国人应该六七八九十也可以用一只手搞定的,对吧?
比如是这样的。其实十也不需要两只手,正反两下就可以了,对吧?这个时候我们可以理解,是思维超越了大脑,延伸到物体和工具中,这种延伸使得思想可以以物理形式实现。在计数中,人的手指是最方便的,因此数字的心理概念就包括了手指,使得数字更具体,更容易加减。如果手指不够用,脚趾也是可以辅助的,所以前面我们说到,在拥有复杂数字系统的社会中,也有使用二十进制的。
但是,数字肯定会远远超过20的。最终会超越手指能计数范围,这样的社会,他们对数字有了更明确的社会需求。拥有更多物质财富的社会,最后当然需要通过数数来追踪物品了。
而当人类出现城市的时候,更需要数字来记录资源和人口了。
5500年前,一些美索不达米亚人已经开始使用小粘土代币作为计数辅助工具了。这些代币也是思维的延伸,它们促进了新的数值特性的出现,而且代币的形状代表了不同的值。
我们看这里的第一列。一个球体代币相当于10个小圆锥代币,而一个大圆锥相当于6个球体代币。一个更大的圆锥代币,相当于60个小圆锥体代币,使得美索不达米亚人可以使用相对较少的代币数到好几千个,甚至上万个。说到这里,我想可以文化自信一下。
大家应该都认识这个东西吧?算盘。虽然现在有一个说法,说这东西并非中国所独有,但肯定是中国人用得最顺溜。相对于一般运算,熟练的珠算手,其计算速度不亚于计算器,对吧?特别是在加减法运算中,甚至发展出了珠算式的心算速算技术。
当然,这篇文章还从语言线索来进行了一系列的说明,说数量词的历史至少可以追溯到数万年前。语言中的词汇,如果是代表实体的,要么保持稳定,比如山、水、云这样的,是非常稳定的,要么随着语言的传播和多样化而被超越和取代,比如树,也可以叫木,多的可以叫林,或者森,你还知道更多的吗?还有河流,也可以叫江、川,溪、当然还有更多。那么,他们就这样通过评估一些单词的替换事件,以及它们在长时间内发生的频率,来估算变化率并推断出这个词有多老。代表低值的数字词,也就是1到5,是口语中最稳定的。现代欧亚大陆人和旧石器时代的欧亚大陆人,估计在谈到这样的数字词时,穿越数千年,还能够相互理解,是不是很神奇

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