劳动在人类起源中作用的新证据_人科论文

劳动在人类起源中作用的新证据_人科论文

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内容提要 根据近年来人类学研究的若干新发现,论证了工具的使用是早期人科成员朝两足直立方向进化的主要推动力,最早的技术——片石技术在智能的出现中起了重要的作用。本文将劳动视为人所特有的行为模型、生存模型和适应模型,是人类进化的主要动力。

关键词 人类起源直立行走脑的扩大智能

劳动

近年来,特别是在1994年,古人类学取得一些重大的突破。其中某些研究成果为探讨劳动在人类进化中的作用提供了前所未有的很有价值的新证据。

我们可以把劳动界定为人类超越本能,依赖身体以外的装备,能动地作用于自然界,使自己得以生存的一种社会性行为模式。劳动的首要特点是依赖工具作用于自然界而获得生存,它首先是一种工具行为。将人与动物相比,动物的器官往往是高度特化的,动物依靠其特化的器官去适应某种特定的环境。人类的器官的特化最为贫乏,人借助工具去适应环境,由此而衍生出完全不同于动物的生存策略。因此,我们讨论劳动在人类进化中的作用,首先是将劳动作为工具行为,以此作为切入点来进行的。

一、两足直立与工具行为

大约在400万至500万年前,灵长类动物中的一个小系,将它们的指节离地而起,采取两足直立的姿势,是人类进化中关键的一步。直立行走作为一种行动方式,有它的缺点:它不利于特别快速地奔跑,四足行走的黑猩猩和狒狒奔跑的速度比人类快30%到40%;不利于奔跑时改变方向;直立的动物更容易为食肉兽发现,并使软腹部暴露出来,受到致命的攻击,等等。那么,400 多万年前的一支古猿为什么牺牲了速度和冒着被食肉兽伤害的危险而向直立行走的方向进化呢?

直立行走的生存价值主要有两点。一点是指节离地而起,使前肢从行走中解放出来,使用工具来保护自身和取得食物,并把采集到的食物搬回到安全的庇护所。另一点在于,直立行走是一种节省能量的行走方式,可以走很长的路而不会疲劳,适应于长途跋涉。此外,立于空旷的草原,两足动物可以看得更远,能够及早发现作为天敌的食肉兽。

在发现生活于400万年前的根南猿化石以前,一些古生物学家倾向于认为,作为人类始祖的古猿采用直立行走的行动方式,在于它是节省能量的行动方式,适应于在热带稀树草原从一个树丛到另一个树丛的长途跋涉。因此,大草原是直立行走的推动力。根南猿的发现对此提出了质疑,人们必将对此加以修正。

1994年,怀特(T.D.White)、洲坡原(Gen Suwa)和阿斯富(B.Asfaw)在《Nature 》上报道〔1〕,在埃塞俄比亚阿拉米斯(Aramis)的上新世纪地层中发现了距今440 万年的人科化石,将之命名为Auatralopithecus ramidus。 ramidus 在埃塞俄比亚阿法(Afar)地区的语言中是“根”的意思,指植物的根,也指人的始祖,我们译为根南猿。这是迄今为止所发现的最古老的人科化石。根据已鉴定的七件牙齿、颅骨及颅后骨骼标本,根南猿已经完成了直立行走的进化。将根南猿同现代大猿以及森林古猿相比,犬齿形态门齿化,齿冠不那么突出,具有相对大的齿冠肩,前臼齿较大。从枕骨大孔和颈动脉孔的相对位置来看,枕骨大孔已经前移,枕骨髁也已经前移,整个颅底已经缩短。现在还未见有关根南猿骨盆和上下肢化石的报道。上述材料已经能证明,根南猿是一种直立行走的动物。

根南猿发现后,成为人科谱系树的一个起点,从根南猿发展到阿法尔南猿(A.afrensis),以后分为两个世系。 一个世系经非洲南猿(A.africanus)到傍人属(Paranthropus)。另一支发展为早期人属,包括鲁道夫人(Homo.rudoifensis)、能人(H.habilis)和匠人(H.ergaster); 再经直立人(H. erectus ), 最后成为智人(H.sapiens)。〔2〕

根南猿发现的重大意义还在于它的生态背景。据沃尔特加伯利尔(G.Woldgabriel)等人的报道〔3〕,在发现根南猿化石的地层里, 有Canthium属的种子,而这个属是生长在非洲森林里的。这里,大型哺乳动物如河马、犀牛、长颈鹿、长鼻目动物很少,水生动物(龟、鱼和鳄鱼)也很少。小的哺乳动物有蝙蝠、小松鼠、獴、鼠和鼹鼠。至少有三种灵长目,除了根南猿外还有疣猴和狒狒。疣猴的数量很大,占全部脊椎动物的三分之一。一种中等大小的条纹羚羊的数量也很大。疣猴和条纹羚羊是典型的热带森林动物,它们的大量存在说明这里原是长满树木的郁闭的森林。由此可见,根南猿不是生活在稀树草原而是热带森林。

根南猿作为一种森林动物,走上直立行走的进化之路,它的选择价值显然不在于节省能量的长途跋涉。或者说是有利长途行走不可能是其直立行走的初始推动力。1994年6月在《Nature 》发表的一篇古人类学论文〔4〕,为这一论断提出了另一个重要的证据。 位于颞骨骨质内的内耳,由包括三个半规管在内的构造复杂的管腔组成,故称为迷路,这是重要的平衡器官。古人类学家F.Spoor、B.Wood和F.Zonneveld用高分辨率计算机x射线断层扫描(CT)技术,对早期人科成员的化石、 灵长类动物和现代人的骨迷路进行扫描照相,对这一微小结构的三维图像进行测量,比较了它们的前半规管(ASC)、后半规管(PSC)和侧半规管(LSC)的半径的绝对值和相对值。Spoor发现,在化石人科中,直立人的骨迷路具有现代人的形态。在早期人属中,标本Stw53 (可能属于能人)的三个半规管比例,既不像其它化石人科或现代人,也和大猿不同。标本SK847(处于能人和直立人之间)属于现代人的类型。 非洲南猿以及粗壮傍人骨迷路则与现代人不同而类似于诸如黑猩猩和大猩猩的现代大猿。

过去,根据枕骨大孔的位置、骨盆及下肢骨形态,认定早期人科成员和现代人一样采取直立姿态,并且是专一的两足行走者。Spoor 关于内耳的研究证明,早期人科在这方面和现代人并不完全一样。它们能两足直立,也能两足行走,但他们没有人属的骨迷路,因而并不是草原上长途的行走者。南猿的手臂比较长,肩部肌肉发达,阿法尔南猿的趾骨细长而且弯曲,大脚趾能稍稍对握,这一些现象看来并不像过去解释的那样仅仅是树栖行为的遗迹;而是说明,他们既能两足直立,自由地使用双手,又能在树林中攀援。他们生活在森林之中。一直到距今200 万年左右,早期人属才冒险走出森林,活跃于热带稀树草原。根据目前所掌握的材料,直立行走的进化,可以分为两个阶段。第一个阶段主要是对两足直立的适应,第二阶段是对在草原上长途跋涉和奔跑的适应。

据上所述,有利于在草原上长途跋涉和奔跑,并不是早期人科朝两足行走方向进化的原初推动力。现在我们把目光转向工具行为。我们知道,人类并不是唯一使用工具的动物。与人类的亲缘关系比较近的黑猩猩,其后天通过学习而获得的工具行为已经达到相当高的水平,以至一些古人类学家怀疑使用和制造工具是不是人类的特征。根据对野生黑猩猩的观察,黑猩猩会用卵石来敲碎坚果;当它遇到凶猛的食肉兽时,会从地下拣起木棍或石块来进行自卫。有时黑猩猩还会制造工具。它能将细树枝上的叶去掉,用来从土洞中钩取白蚁;它还能将许多树叶嚼碎揉成一团,以更多地汲取水份,等等。早期人科酷似黑猩猩,它们的脑量也处于同一水平,可以推想,黑猩猩所具有的工具行为,早期人科完全可能具有。然而,黑猩猩的这类工具行为并没有导致它朝两足直立的方向进化,而早期人科却肯定无疑地走上了这条进化道路,并发生了一系列与之适应的体质上的变化。这是为什么呢?

黑猩猩和早期人科确有不同之处。黑猩猩的身躯远大于早期人科。普通黑猩猩平均身高1.5米,体重40~50公斤。 根据根南猿肱骨头的大小推测,身高仅1.2米左右,体重约30公斤。更重要的还在于, 同目前所有的非人灵长类一样,黑猩猩有大而尖锐的犬齿用于切割食物和作为自卫的武器,而包括根南猿在内的早期人科犬齿已经门齿化,仅仅是稍稍突出齿列或者不突出齿列。对黑猩猩的生活作一番考察就可以看出,在关系到它生存的几个基本问题上,包括摄食、自卫,工具行为并没有成为它赖以生存的主要手段,而是一种不甚重要的补充。黑猩猩的手具有多种功能,主要用于指行和攀援,也可以用于操作工具。对黑猩猩的工具行为,它的半直立的姿态可以满足其需要。早期人科则不然。这种纤弱的人科成员,失去了尖锐的犬齿,这就好象失去了四把锋利的匕首。它必然更多地依赖工具,以致工具行为成为它的基本生存策略。这就需要它的手彻底摆脱行走的功能,专门用于操作和携带工具。在这种条件下,工具行为产生了选择力量,推动古猿朝两足直立方向进化,发生了一系列和两足直立相适应的体质的变化。在早期人科那里,这种成为基本生存策略的工具行为,就是萌芽形态的劳动。正是这种萌芽形态的劳动成为古猿向两足直立方向进化的动力。

二、智能起源与片石技术

直立行走是人科的标志。脑的扩增则是人属的标志。在最早的人科成员出现以后200多万年,出现了一些新的人科成员。他们酷似南猿, 而脑量已经扩增到600到700立方厘米,显著地超出了非人灵长类的脑量水平。这是一批在东非发现的早期的人属成员,包括鲁道夫人、能人和匠人。而在同一时刻,在东非发掘出来一批用片石技术制造的屠宰工具,包括可以割破兽皮的石片、带刃的石核和可以敲碎骨骼的石砾。它们之间是什么关系呢?一些新的发现和研究成果对于解决这个问题是很有意义的。

在这个时期,人科的进化完成了从猿手到人手的转变。

猿手和人手的结构是相似的,黑猩猩的拇指和人的一样,也能和其它手指相握,因此也会用木棍来挖东西和用石头来砸坚果。但是猿的大拇指不够发达,猿手也不很灵活。反之,人的大拇指特别发达,也非常灵活。美国解剖学家Randall L.Susman 对人手和猿(黑猩猩与俾格木黑猩猩)手的结构进行了比较。〔5〕他发现人手大拇指腹面的三块肌肉即曲指长肌、曲指短肌(深头)和第一指骨间肌与黑猩猩的有所不同。黑猩猩没有真正的曲指长肌,只有一个酷似曲指长肌的肌腱。没有曲指短肌和指骨间肌。而人由于有这三块强有力的肌肉,人手能够精确地抓握。由于大拇指掌指关节的肌肉增强,这个关节的表面积增大,人的位于大拇指部的掌骨有一个比较宽的头部,而猿的则窄得多。Susman统计了人和黑猩猩第一掌骨头部宽与掌骨长的比例,发现人的比值要比黑猩猩大得多, 两者95 %的置信限度并不重叠, 有着显著的差异。 这样Susman就确立了一个标准,用此标准可以鉴别哪一种化石人科成员已经有了与现代人相似的手。

Susman对尚没有发掘出人工制造的工具以前约300 万年前的阿法尔南猿的第一掌骨,以及在发掘出人工制造的工具,即200 万年以来的粗壮傍人、直立人、早期智人(尼人)第一掌骨的化石进行了测定。他们发现阿法尔南猿的第一掌骨的头部宽与骨长的比值比较小,处于大猿95%置信限度之内,这说明阿法尔南猿的手还是一个猿手,还不能精确地抓握。粗壮傍人、直立人、早期智人(尼人)的比值不在人猿95%置信限度之内,而在人的95%置信限度之内,且接近于平均数。这就是说,200万年以来,人科成员都有能精确操作的手, 无疑他们都有相当发达的工具行为。

在Susman的工作中,没有早期人属成员的数据。早期人属如能人有较大的脑和现代人相似的牙齿,被认为是200 多万年以前工具的制造者,这一点是勿容置疑的。Susman的工作说明,不仅人属这个世系能制造工具,有发达的工具行为;在傍人属这个世系也可能制造工具,也有相当发达的工具行为。但是在傍人这个世系脑量并没有增加。由此可见,一般的工具行为还不足以成为脑的扩大和智能起源的推动力。

神经生理学家William H. Calvin 提出智能的出现同投击动作(ballistic movements)有关的见解〔6〕,对于解决这个问题是很有启发的。Calvin指出,野生黑猩猩会使用大约三四十种不同的发音来表达大约三四十种不同的意义。它们还可以重复一个发音以加强其意义。但是不会把三个发音连在一起从而使其词汇增加一个新的单词。而我们人类也使用大约三四十种发音(称为音素)。但是,对人只有发音的组合才有意义。 我们把无意义的发音串起来, 就构成了有意义的单词。 Calvin认为,这是大脑的一个重要的功能,即计划功能或者说是组织新的顺序的功能。计划功能不仅仅表现在语言上,而且表现在藉以表征智能特点的其它事物上,如人把音符接成旋律,把步点连接成舞蹈等。这种计划功能即组合新的顺序(seqence)的功能是和智能有关的一种核心功能。

人的投击动作是人的四肢极为迅速的而又要力求准确的动作。它和缓慢的动作不同。缓慢的动作有时间让人临场应变。比如,你要拿某一物品,开始时你的大方向是正确的,在运动过程中又不断加以调整,你就可以准确地拿到这个物品。而对于持续时间少于五分之一秒的动作,大脑必须事先确定动作的每一个细节,各个有关肌肉启动的顺序。这里,反馈调节基本上是不起作用的。Calvin指出,快速投击动作需要编排的顺序是复杂的。例如一次迅速而准确的敲击需要排好几十块肌肉的准确的启动顺序。一次可靠的投掷,需要激活的神经元数目为敲击动作的64倍之多。投击动作同语言、音乐、舞蹈等智能行为一样,需要一个共同的核心功能,即计划功能。

有证据表明,在大脑中确实存在着动物和语言共有的确定顺序的机构。大脑对动作的协调有很大一部分发生在基底神经节或小脑的皮层下区,但是动作的新的组合则往往依赖于大脑的运动前皮层和额前皮层。D.Kimara发现,大脑左半球受损伤后,选择合适的手运动方面发生困难(失动症),往往在组织说话能力方面也发生困难,它们之间是极为关联的。而且这种情况和大脑的性别差异也是一致的,在妇女方面依赖于左半球前区的一些系统,而男子则依赖于后区的一些系统。〔7〕Calvin认为,正是语言皮层和各种各样编制新的顺序有关,包括手和口的运动,也包括感觉与动作。由于语言和手的投击动作是由同一核心功能定序的,那么投击动作的增强就可以增强语言能力,反过来也是如此。

Calvin认为,在系统发育和个体发育中,人类的智能首先是解决动作问题,只是在后来才逐渐开始思考更抽象的问题。在人类起源中,可能是大脑对投击运动的计划曾经促进了语言、音乐和智能的发展。

Calvin提出的“出自于动作”(up—from—movement)的智能发生模式,对于解决人类起源与进化问题有重大的意义。问题在于,在人类进化的早期,什么具体的投击动作曾经促进了智能的发展?我们认为,要能够产生持续的选择力量,促使上述神经机制的建立,必须是那些在人类进化早期确定存在,与其生存密切相关,为早期人科频繁使用的某种投击动作。在200多万年前出现的制造石器的片石技术(flaked—stone technology)可以满足这方面的要求。

据Nicholes Toth的研究〔8〕,石器的制造有三种方法:硬锤敲击法、砧石法和双极法。原始人使用的主要方法是硬锤敲击法,即用石锤贴着边缘猛烈地敲打石核以剥落石片的方法。用此法制造工具时,必须同时满足三个条件:首先,石核必须有一个锐角缘,以便敲击;其次,敲击时应在距锐角缘约一厘米处给石核以掠擦式的一击;最后,这一击的方向应当是穿过石核上的高出的一块区域,例如在核脊或凸起部分。对库彼福勒地区石器所做的检查表明,原始人已经掌握了这些技能,能够从石核上打下一系列合乎要求的石片。很明显,用片石技术制造石器,那准确地瞬间的一击,包括着几十块肌肉和众多神经元严格有序的启动与激活。

当用片石技术制造石器,成为原始人的一种基本生存策略时,必然产生出一种选择力量,选择大脑把动作有序地组织起来的功能。这种核心功能一旦产生就不仅仅对投击动作有意义,它会同时增强语言功能及其他的智能行为。正如Calvin所说,语言功能的增强,在这里是一顿免费午餐。语言的出现,对原始人工具行为和原始人的生存有重大的意义和影响,由此而产生新的选择力量去推动工具行为的发展和脑的扩大。看来,工具行为和语言的交互作用使原始人科成员的脑突破了猿脑的阈限,向智能的脑的方向发展。

回过头来分析一下Susman的工作,我们认为它可以得到这样的解释:人属和傍人属是人科的两大世系。傍人属定居在水草繁茂、植物性食物来源比较丰富的林边地带。他们有硕大的臼齿和粗大的身体,其臼齿特别适宜于嚼碎植物,是特化的素食者。而人属则迈向草原,臼齿没有变得粗大,是食性广泛的杂食者。为屠宰而发展起来的石片石器主要是早期人属成员的,而不是傍人属的。人属和傍人属都有能精确抓握的手,说明都依赖工具行为而生存,工具行为所产生的选择力量推动了手的进化。但不是所有的工具行为都会成为脑量扩增的动力。杂食的人属成员采用片石技术,推动了脑的进步,最后进化成现代人;而素食的傍人,他们的工具行为仅仅是用木棍挖掘块根一类的缓慢动作,没有发展出要求很准确而又迅速的投击动作。他们的脑一直很小,体质特化又局限于狭小地带,最后走向灭亡。

综上所述,一种特定的工具行为——借助投击动作制造工具的行为是脑量扩大、智能出现的最初的原发动力。在这个过程被启动以后,人科的工具行为,具有了一些重要的新的性质。第一,片石技术的出现,意味着人科可以用工具去制造工具,从而为工具的发展开拓了广阔的前途。第二,这种工具行为不仅是学习行为,而且是智能行为。第三,这种工具行为是借助语言来传播和积累的。语言不是个体的,也不是自然的,而是社会的。这一点从本质上规定了这种工具行为只能是在社会实践中获得的行为。由于这些特点,人科工具行为的能动性,它的组织与计划能力以及所能达到的深度都得到极大的发展,使他们能够走出森林,去占领森林以外更广阔的多种多样的生存环境。人科的工具行为发展至此,不再是萌芽形态的劳动,而是完成形态的劳动。正是这种完成形态的劳动及其形成过程推动人科朝脑的扩大和智能的发展的方向进化,即向人属的方向进化。

三、劳动是人类的适应模型

早在1876年,恩格斯在《劳动在从猿到人转变过程中的作用》中提出,“劳动创造了人本身”〔9〕。 由于恩格斯在文章中按照用进废退与获得性遗传的理论来具体地说明劳动的作用,劳动创造人的命题近年来屡屡遭到非难。其实,在这里存在两个相互有关而性质不同的问题。一个问题是劳动作为一种行为模式在人类的起源和进化中起了什么作用,另一个问题是这种作用的机制是什么。用进废退与获得性遗传理论现在已经被否定,难道能因此而否定行为在某些动物进化中的作用,能漠视劳动在人类进化中的作用吗?

在拉马克看来,行为是生物进化的重要因素,这一点并没有错。他将进化变化的原因归结为行为引起的“用与不用”和获得性遗传的结合。20世纪遗传学证明,拉马克提出的进化机制是错了。但这并不意味着行为与生物的进化无关。现代综合进化论的代表人物E.Mayr指出, 行为的变化确实可以看作是进化变化中的先导者。他对此作了完全不同于拉马克的解释,行为的变化产生了新的选择力量,使许多进化中的新结构得以出现。〔10〕行为适应是部分灵长类进化的主要趋势,也是其显著特点。人类的劳动正是灵长类行为适应的延伸,又是它高度发展的产物。〔11〕

劳动首先是一种工具行为。一般动物是以其特化器官去适应环境,而人却依赖于制造和使用工具及其他机体以外的装备去作用于自然界而得以生存。与动物相比,人类在器官的特化上恰恰是最贫乏的。但人却因此而摆脱了机体所固有的局限性,极大地提高作用于自然界的能力和能动性。如前所述,劳动不仅是工具行为,而且是智能行为和社会行为,其组织和计划的能力及所达到的深度,不是黑猩猩及其它动物的工具行为所能比拟的。由于它具有许多新的属性,它就不再是一般的行为适应,而成为新的适应模式,我们称为文化适应。

动物以特化的器官去适应特定的环境。人类以身体以外的装备去适应环境,因此人类也就不再被局限于一种特定的环境之中。对人来说,在地球上没有一个唯独适合人的环境。人可以在这里通过狩猎供应自己,在那里靠打渔养活自己;在此地用木材建筑小屋,在彼处用石头建造居所。在地球上,人不需要改变他的体质,而通过劳动造成适合于他的小环境,人就能在那里生活。

工具是器官的延伸。随着技术的发展,它决不仅仅是器官的简单替代物。人借助工具作用于自然界,其强度比器官要大得多。人通过劳动这种行为模式对自然界施加的影响远远超出任何一个其他的生物种群。生态系统乃至自然界成为人的认识的对象、实施的对象和重新构造的对象。人与自然之间形成了特定的对象性关系,这种关系只存在人与自然之间。任何一种生物在生态系统中都占据一个特定的生态位。除人以外的生物,生活在一个特定的窄小的生境中,在生态系统中起特定的因而也是有限的作用。人的生存环境是十分宽阔的,在生态系统中所起的作用也是其他生物所不能比拟的。人所占据的生态位非常特殊,我们称之为文化生态位。

根据本文第一、二节的阐述,当一支古猿将使用工具成为其生存策略中不可缺少的因素时,产生了选择力量,使这只古猿完成了直立姿态的进化,从而走上了人科发展的道路,我们将这时的工具行为视为萌芽状态的劳动。由于工具行为的选择,在最早的人科成员出现以后200 多万年,完成了从猿手到人手的进化。这时有一支人科,走出大森林,除了继续以植物性食物为生以外,他们去觅取食肉动物抛弃的大型哺乳动物的尸体为食。为了制造适用的屠宰工具,产生了片石技术。正是这种片石技术催化了智能的出现和脑的扩大。他们赖以生存的行为模式因此不仅仅是工具行为,而且是智能行为和社会行为。这一支人科成员由此走上人属进化的道路,也出现了完成形态的劳动。

从最早的人属,鲁道夫人,能人, 匠人到晚期的化石智人, 经历了200万年的进化,一方面工具日益变得尖锐、锋利, 并更加规范化和复杂化,发明了火。另一方面,脑量不断增加,从660 多立方厘米增加到1400多立方厘米。这里存在着两个相互联系的反馈循环,一种反馈循环是:由于技术的发展,语言的进步使劳动方式作为生存策略不断演化,而有力地推动了脑的扩大和智能的发展;反过来,后者又推动了技术的发展和语言的进步。另一个反馈循环是,由于劳动的分工,食物分享及语言的进步使社会结构和人际之间的相互作用不断发展,也有力地推动了脑的扩大和智能发展;反过来后者又推动了劳动的分工和语言的进步。这两个反馈循环,犹如一部车子的两个轮子,成为人属进化的动力。

综上所述,我们认为,劳动是人类特有的生存模型和适应模型,是人类区别于其它动物的最重要的特征,是推动人类进化的主要动力。考古学、古生物学和人类学的发展,在人类进化动力问题上,必然回到一百多年前恩格斯的论断上:劳动创造了人类本身。

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