达尔文、华莱士与人类演化

*څ�/z����i����香Z�؜�ܿ����M8�@�K�i�֡��"http://www.fuchuan-industrial.com/k/baogao/" target="_blank" class="keylink">报告时，巴黎有位名叫Broca的科学家，正在研究一位失语症患者，他在1861年发表了一篇开创性十足的文章，说明他的两个病人都失去了说话的能力，而尸检时发现，他们左大脑前部有同样的损伤。为了纪念这个发现，现在大家都把大脑里的那个区域称作Brocs区。可是有趣的是，这种失语症的病人虽然不能说话，他们理解语义却没有问题。不过要是左大脑的中部受了伤，如头部受到重击或中了风，那么发出流利语音的能力不会受损，可是会失去理解语义的能力。发现这个病症的是德国人Wernicke，所以左大脑里也有一个Wernicke区。Broca和Wernicke关注的是口语，他们之后还有人发现大脑的底部还有个区域和阅读有关系，这位法国科学家名叫Dejerine，他是研究失读症的创始人。这三位学者可以说是神经语言学的先驱。

可是在这三位先驱的时代，我们还不知道大脑是什么样的器官。一直要等到20世纪初，才有一位西班牙科学家Cajal证明了神经系统的单位是神经元，并且把显微镜里看到的几十种神经元，清清楚楚地画了出来。之后又要再等一个世纪，才有人用最先进的技术，把大脑里细胞的数目算出来，发现这些细胞一半都不是神经元。

前人所见的大脑损伤后的神经元，都是要等人死后进行尸检才得到的数据。要再等到二十世纪末，由于科技的日新月异，我们才能利用最先进的仪器，观察语言在大脑里即时运作的情形。很重要的是，前面所提的三位先驱，看到的只是位于大脑皮层的表面伤痕，因此很容易误以为一种语言能力就只关系到一个明显的脑区。其实语言是个内部成分包罗万象的复杂系统。要了解语言，我们必须放宽视野采取宏观的方法，因为语言现象不是局部区域性（local）的，而是全盘性（global）的，拙文“宏观语音学”里讨论过这一点，载2008年《中国语音学报》1：1-9现在举两个例子说明这点。

Brocs的两个病人死后，他解剖取出并检查了他们的大脑，可是并没有把大脑切开，反而把它们细心的保存在巴黎的一个博物馆里。他把这两个大脑泡在甲醛里以防止腐烂。美国神经科学家Dronkers得知这件事后，亲自到博物馆里取出这两个大脑，用MRI彻底分析了一下，她所得的图像，充分说明了这两位失语症患者的大脑里所受到的损伤，远远超过了皮层上所看得见的伤痕，许多皮层下的神经网络也都受到了损害。有了MRI这种仪器，我们越来越明白语言行为所需要的，不只是几个皮层上的区域，而也必须包含皮层下的结构，特别是基底节（basal ganglia）及边缘系统（limbic system）里的神经网络。

我想举的另一个例子来自fMRI，这种方法可以在人运用语言时，从他们的大脑取出血液里新鲜氧气的信号。从动脉送进大脑的血液都充满了氧气，fMRI就利用磁感应的方法量出血液中带氧或缺氧的状态，这种信号叫做BOLD（Blood OxygenLevel Dependent），即血氧浓度相依对比。

加州大学Huth的研究团队让受验者观看电影或聆听广播，这些节目里约有一千个英文词。这些相关的词在受验者大脑上激活了哪些部位，Huth就把那些部位用fMRI画了出来，见图7。

从他们的图像我们可以看出几点有趣的结果。一是同一个词会激活几个不同的部位，例如apple这样的词，会引发几种不同的感受，包括它的味道、颜色、凉滑的果皮、咬开时的声音，都位在大脑不同的区域里。另一个结果是，词与词之间的关系，例如，man、teacher、nurse都是指人，因此这些词所激活的部位都比较相近，离apple所激活的部位較远。还有个结果是，他们的七个受验者所激活的部位都很相似，说明这些受验者的大脑组织词的原则大同小异。生理演化与文化演化：

现在我们回到“华莱士之惑”。华莱士认为，最简单的狩猎社会和最先进的科技社会里的居民，他们的大脑和语言复杂度其实不相上下，可是这两种社会生活上的需要却相距甚远。因为自然选择只会带来生活上有需要的东西，因此他推论，简单社会的居民的大脑和语言，不可能是经由自然选择演化出来的产品。

不过华莱士能看到的大脑，只限于它的容量大小与表面形状，因此才会妄下错误的结论。大脑内部的结构，尤其是神经网络的联系，才是更要紧的认知基础。神经网络的可塑性非常高，总是跟着生活在变。内部结构一定要演化到必需的复杂度，我们的认知、记忆、以及这些能力所支持的语言才能涌现。我们相信从原始的交际系统变成现代语言的这个演化过程，一定经过了几个重要的相变。

语言是人类演化史上最关键的思想和交际工具。有了语言沟通，人与人之间就可以团结起来，让群体的规模不断扩充，从农业社会里几百人的群体，扩大到工业社会中几万人的群体，再到目前信息时代几十亿人的群体互相交际。随着人口数量增长，思想上的创新就跟着更多样化，可供选择的对象也随之提高，因此演化的速度也变得越来越快。

思想创新是一种文化演化，要比生理演化快得多。生理演化的主要机制是纵向传递，信息只能来自父母DNA的重组及突变；而文化演化的主要机制是横向传递，创新的信息没有限制，来自很多不同的地方，速度是非线性的。把身体的一部分变成翅膀，生理演化需要几千万年的时间。可是从农业社会到飞机的发明，通过文化演化，只需要一万多年。这两种演化速度上的差距只会越来越加剧。语言演化也是一种文化演化，在当前的信息社会里很可能会催生一出种崭新的演化方式。

我们经常说“物竞天择”，靠着消灭对方来夺取资源。英国诗人A.Tennyson写过一句诗“大自然，鲜红的齿及爪…把动物的竞争说得血淋淋的。可是演化不只是竞争，演化也是合作，借由互利互惠来提高资源分配的效率，共同改善生活条件。达尔文在他1871年的巨著里说过：

“毫无疑问地，一个部落如果拥有许多原意彼此协助、为了共同利益而牺牲自己的成员，那么这个部落定会战胜其他部落，而这就是自然选择。”

所以演化有种种不同的层次，人跟人可以竞争或合作，群体跟群体也可以竞争或合作。一个人可以在群体内为了某些事跟别人竞争，但是却跟他群体里的成员合作去跟别的群体竞争。

一个人为什么愿意为别人冒险，甚至于牺牲自己，这是个非常有趣及重要的问题。英国遗传学家J.B.S.Haldane曾经说过一句发人省思的话：

“我愿意跳进河里去救两个亲兄弟或者八个表兄弟。”

这句话乍看之下不合常理，既然亲兄弟和自己的血缘更近，为什么只救两个亲兄弟，而要救八个表兄弟。其实他的意思是，每个亲兄弟有他50%的DNA，所以就算他牺牲了，保留的DNA却没有吃亏。而每个表兄弟只有他12.5%的DNA，因此他必须救八个才能保本。

Haldane的这种观念叫做亲属选择（kinship selection），刺激了几十年的生物研究，包括W.D.Hamilton深入的分析。我们现在知道许多动物都会合作，简单的例子包括昆虫类，如蚂蚁搬东西及蜜蜂采蜜，复杂的例子包括哺乳类，如母狮一同猎捕羚羊及黑猩猩合作猎捕小猴子。可是虽然很多种动物都有合作行为，但因为人类有语言来表达复杂微妙的思想及协助配合行动，所以人类合作的群体大小、合作的本质方式，就与其他动物有天壤之别。

华莱士与达尔文讨论的两个议题，语言与大脑，经过150多年的科学探索与研究，已经不再那么神秘。可是如何通过语言与大脑更深入地了解与加强人类的合作精神，正是目前许多学科的研究目标，包括生命科学及社会科学。R.Dawkins的《自私的基因》40年前出版时，引起了热烈的关注，可是讨论已久，现在更应当注重“利他主义”具备什么样的基因、大脑、及社会的基础。哈佛大学数学家M.Nowak最近用博弈论研究了什么样的条件会导致更多的合作。在目前的世界，人口如此之稠密，矛盾、对抗、冲突的事件越来越多，而破坏力又如此之强大，我们急需多层次的合作，否则就一定危机重重，这些问题也都是语言与文化演化的结果。希望在多学科的研究框架下，我们能尽快多了解这些问题，也许能够帮助人类创造一个更美好的未来。

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