人類為什麼有這麼大的大腦?外腦變大了!秘密首次揭開

2020-12-25 海雲青飛

人類被進化出來後,腦容量增加到了原來的350%。你可能好奇:人類的腦袋為什麼會這麼大?對此科學家提出了多種假說,你能辨別這些假說的真偽嗎?

進化論界有句名言:

你以為你懂了進化論,其實你不懂進化論

你可能懷疑:

進化論真的那麼難懂嗎?

海雲青飛:

在大方向上,進化論取代神創論是劃時代的偉大進步,在細節上,人們對進化現象的解釋還有許多似是而非的地方,一方面是因為技術上的限制,另一方面是因為人類普遍不擅長整體觀的研究方法

所謂 整體觀的研究方法,就是從更大的空間、時間給事物定性,再從局部細化研究以補充完善細節

人們經常把生物性狀演變的歸因於基因的 隨機 突變,這就是人們看到了局部的細節,卻看不到更大的整體的很好的證據

基因的變異只是生物性狀演變的局部原因

2020年2月20日,農業農村部發布《2020年全國草地貪夜蛾防控預案》的通知,其中提到:

今年草地貪夜蛾威脅區域佔玉米種植區域的50%以上,預計全年發生面積1億畝左右,黃淮海夏玉米苗期遭遇草地貪夜蛾危害風險顯著增加,極有可能造成缺苗斷壟危害

什麼是草地貪夜蛾?草地貪夜蛾(Fall Armyworm)是一種原產於美洲熱帶和亞熱帶地區的雜食性害蟲,被稱為世界十大植物害蟲之一

草地貪夜蛾的抗藥性較強,傳統農藥不適合用於其防治,有更好的對付它的辦法嗎?科學家把目光投射到了效果更好的Bt毒素上

Bt毒素即蘇雲金桿菌,它是廣泛存在於土壤中的一種微生物,但直接噴灑Bt生物農藥在應用上存在一些缺點,科學家於是將Bt中表達的能專殺昆蟲的蛋白基因轉到玉米中,草地貪夜蛾在啃食這種轉基因玉米時,「殺蟲蛋白「在腸中被活化,於是草地貪夜蛾全滅

這個例子是不是說明了:

基因決定了玉米的性狀,轉基因玉米中的殺蟲蛋白殺死了草地貪夜蛾

海雲青飛:

從局部看確實是這樣的,從整體看,實際上是人類在其中起到了主要作用。將殺蟲基因轉入到玉米中需要用到十分複雜的分子生物學知識,而分子生物學的背後站著不計其數的科學家,並且分子生物學和其他許多學科相關聯,還有科研用到的儀器脫離了現代工業體系根本製造不出來

我這麼說,你理解了嗎?你可能還是僅僅認識到是殺蟲蛋白殺死了草地貪夜蛾,至於玉米中的殺蟲蛋白是怎麼來的,需要幾十萬還是幾百萬人的辛勤工作為其背書,這個背景太大了,你不能直接感受到,就被你自動忽視了

進化論中的一些問題不容易說清楚,即使我說清楚了你也不容易理解

如果把人類進化出特別大的大腦歸因於基因的隨機突變,同樣會犯 只見局部不見整體 的錯誤

來自杜克大學的研究小組發現一個人類的特殊基因活躍調節器 HARE5,他們把該DNA序列引入老鼠胚胎,會使其大腦體積比引入黑猩猩 HARE5 DNA序列的實驗老鼠大 12%,相關的研究還有不少,這是否說明這些相關基因的隨機突變導致了人類有了很大的大腦呢?事實並非如此簡單!

1. 基因的突變不是隨機的

我們做一個思維實驗,假設現在的人類基本滅絕了,然後經過漫長的時間人類又發展出了分子生物學,人們檢測到自然界中有一種玉米含有殺草地貪夜蛾的基因,生物學家認為這種玉米產生了基因的隨機突變,但是我們知道,生物學家錯了,這哪裡是基因的 隨機 突變,是幾乎整個人類的科學體系在為這個殺蟲基因導入玉米站臺,這絕對不是 隨機 的事件,而是一件極為複雜的有明確原因的事件!

這個思維實驗說明,暫時不明白細節的事件,不能隨隨便便地就作出 隨機 的論斷。基因的隨機突變,正確的表述應該是 (暫時)不明細節的基因突變

2. 基因只是生物性狀變異的局部原因,很多生物學愛好者認識不到此點

生物的基因與性狀存在對應的關係,但這並不一定表示基因的變化是生物性狀變化的第一原因

當交通信號燈亮起紅燈的時候,你隨著其他人一起停下來了,生物學家看到了,就說:

看吧,是燈的顏色控制了人們的行為

這時一個外賣小哥騎著電單車無視紅燈穿過了馬路

生物學家:

我沒有看到外賣小哥,你們也沒有看到他……

交通信號燈的顏色相當於基因,代表了特定的規則,這些規則只是人們的交通行為的局部原因。交通信號燈的顏色並不是重點,重點是人們制定了規則,你認可這個規則並按照規則控制你的行為

你可能會問:

如果不是基因的原因,那麼人類這麼大的腦袋是怎麼來的呢?

海雲青飛:

整體觀分為空間整體觀和時間整體觀,從空間上來說,生物的身體是個開放於環境的巨系統,要從生物與環境的互動中尋找原因

什麼是畫面進化論

大約二萬年前開始,人類的腦容量就呈現下降的趨勢,這提示我們,人類的智慧在下降

怎麼知道人類的智慧在下降?有二個方面的證據:

  1. 從時間上看,人類更注重的是短期的利益而非長遠的利益,你去了解下全球性的觸目驚心的環境汙染就會有所感觸

  2. 從空間上看,人類習慣於把事物分成小的局部進行分析研究。就從進化論來說吧,現代進化論研究強調基因的作用,認為基因的隨機突變是生物演化的第一原因,這讓我想起了中醫裡具有非常「神奇」作用的小小的「穴位」,局部觀的特點就是傾向於局部決定整體

整體觀指導下得到的進化論叫作 畫面進化論,所謂畫面,是生物對環境和自身的感知,一個畫面就是生物在剎那間對自身和環境的感知

生物的畫面有個特點,就是任何畫面必然伴隨著自動的畫面計算,你有了新的畫面,卻對你沒有任何影響,這是不可能的事情。你不妨自己分析驗證一下,是不是這樣的。你可以自言自語:「這件事就算了,我不計較」,但是,你還是被影響了

生物要在環境中生存,有畫面是前提,而畫面是整體的畫面,畫面必然包含環境的部分。所謂整體,指的是生物的身體和身體所處環境是一個整體

說得通俗點,身體是小我,身體和身體所處的環境組成大我大我是整體的小我是局部的

如果從畫面的角度進行理性分析,就會發現大我是真實存在的,你沒有辦法把畫面中的環境因素剔除,如果誰的畫面中沒有環境的部分,那麼其就不是生物了,不會存在沒有機會在環境中生存的生物

但是人類智慧在下降,不容易理解大我的存在,默認是注重小我,人們強調基因的隨機突變是生物演化的第一原因,還有地球的環境汙染這麼嚴重,這樣看來就不奇怪了

畫面進化論揭開人類大腦進化之謎

海雲青飛 為什麼做自媒體,為什麼研究進化論,可不是為了成為大V,而是為了得出一個比較完善的進化理論,這個理論可以指導人類繼續進化

如果 「基因隨機突變是生物演化的第一原因」 這個說法是成立的,那麼在生物在演化中並沒有多少主動權,都隨機了,誰能控制隨機的事件!如果能控制,就不叫隨機

我把 畫面的自動計算 稱為 整體腦外腦,而生理學上的大腦則是 局部腦內腦

猩猩進化成人類後,腦容量擴大到了原來的350%,這並不是因為有的猩猩相關基因隨機突變後受到了自然選擇的青睞,而是 整體腦 擴大後自然地導致局部腦的擴大,而基因的相關變異只是起到記錄的作用,相當於程式設計師寫的代碼是程式設計師作出的複雜的決策的記錄,程式設計師寫的代碼確實是可以執行的,而且你擅自修改極個別代碼確實會導致程序的執行有所變化,但是這並不會改變代碼所處的地位

大腦是思維的器官,它的主要作用是計算信息並作出決策

目前的電腦是二進位為單位進行計算的,而大腦是以畫面為單位進行計算的。

你可以把人體視為以大腦為核心的非常複雜的計算機,大腦相當於電腦的CPU

人類自猩猩進化而來,猩猩並不是直立行走的動物,猩猩開始直立行走以後會發生什麼變化?最大的變化是整體腦外腦)立即在擴大,這表現在二個方面:

1. 直立行走以後畫面變大了

直立以後猩猩可以看得更高、更遠、更廣了,生物的感知就是其畫面,這就是畫面的變大

2. 直立行走以後畫面切換的速度變快了

猩猩本來是四點支撐行走的生物,直立行走以後變成了二點支撐,這時候轉換畫面的方向更快了。你不妨現在嘗試爬行,這時候你的女兒在後面偷偷地捉弄你一下,你轉身去觀察的速度是不是變慢了

畫面,是大腦計算信息的基本單位,無論從靜態看還是從動態看,動物從四點支撐的非直立行走切換到二點支撐的直立行走,信息計算的單位都變大了,也就是同樣時間內大腦要處理更多的信息了,意味著大腦需要擴容了

這就像是企業的業務量增加到原來3.5倍,原來一個會計可以應付,現在可能需要要4個會計了

如果用計算機來比喻,現在的CPU是二進位為基礎進行計算,改成八進位計算,計算的複雜度增加了,同時也需要更多的空間來儲存計算過程中的數據

你可能會問:

動物也可以增加大腦的複雜度,為什麼一定要大腦擴容呢?

海雲青飛:

畫面變複雜了,這就是大腦的複雜度增加了,大腦複雜度的增加和擴容是同時發生的

如果你理解不了 整體腦,那麼你可能難以理解人類為什麼進化出了這麼大的大腦

如果你能理解 整體腦,那麼你就會知道,整體決定了局部, 整體腦 擴大的同時,局部腦 也在擴大

整體腦的擴大並不是一天完成的,實際上人類的祖先花了數百萬年的時間才習慣直立行走,直立行走的基本定型,表示著 整體腦局部腦 的擴容階段性完成了

如何評價社會化大腦假說

社會化大腦假說(social brain hypothesis)是英國牛津大學的羅賓·鄧巴(Robin Dunbar)提出的,這種20多年前就出現的假說認為,一些動物擁有比其他動物大得多的大腦與它們的社交行為有關,在規模更大、關係更複雜的社會性群體中活動的動物需要更大的大腦用來處理社交關係

海雲青飛:社會關係的複雜化的推手是畫面的擴大和複雜化。人類的祖先直立行走以後可以把感官從來自地心引力的強烈約束中一定程度解脫出來,可以更加詳細地觀察、了解身邊的同伴,這是群體成員之間建立更加複雜的社會關係的前提

社會化大腦假說也是一種局部原因的解釋。紅毛猩猩經常獨居生活,但它們仍然擁有很大的大腦,社會大腦假說又如何假釋這種現象

而且近二萬年來人類的腦容量在下降,難道是人類的社會關係變得比史前更加簡單了

如何評價營養豐富的食物促進動物大腦變大假說

紐約大學詹姆斯·海哈姆(James Higham)和歷克斯·德卡西恩(Alex DeCasien)在《自然生態和進化》(Nature Ecology and Evolution)發表了一篇論文,認為可以通過靈長動物的飲食更加精確地預測它們的大腦尺寸,吃果實的靈長動物(食果動物)的大腦往往大於吃葉子的靈長動物(食葉動物),原因可能是果實的營養價值高於樹葉,而且比樹葉更容易消化

海雲青飛:食物的營養和動物大腦的大小存在相關性,這不難理解,但是兩者哪個在先,哪個在後,並不能貿然下結論。某種動物是先變聰明,然後傾向於吃營養豐富的食物,還是吃了營養豐富的植物以後變聰明了?

從人類的進化來說,人類的祖先開始直立行走以後,畫面變大了,畫面中的世界更加豐富了,會發現更多種類的食物,也會更多的關注、思考食物是否好吃,他們不難得出果實比葉子好吃得多,肉,特別是烤熟的肉更加好吃,這樣一分析,就解決了很難解決的先有「雞」還是先有「蛋」的問題


比較完善的生物進化理論不但可以解釋生物演化的現象,還可以預測和指導生物的進化。你讀了本文以後,不妨嘗試解答下面的問題:

  1. 大約二萬年前開始,人類的腦容量就趨向下降,這是什麼原因造成的?

  2. 如果人類腦容量的下降表示人類在退化,人類要停止這種退化趨勢,應該怎麼做?


誰說中國人不擅長創新,誰說自媒體只能簡單複述別人觀點,海雲青飛,閱讀量30萬+科普爆文作者,帶你走進你想像不到的生物進化的新世界

推動學術進步,人人進化,強我中華

2020-12-23


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