我們人類是非常奇特的靈長類動物。我們直立行走，搖搖晃晃地用兩條短腿平衡我們沉重的身體。我們的頭部異常腫脹，面部微小，下頜小巧，藏在我們氣球狀的顱骨下方。也許最引人注目的是，我們以一種完全前所未有的方式處理關於周圍世界的資訊。據我們所知，我們是唯一能夠將周圍環境和內在體驗分解成抽象符號詞彙的生物，我們在頭腦中處理這些符號，以產生新的現實版本：我們可以設想可能是什麼，以及描述現在是什麼。
我們的前輩並非如此非凡。化石記錄清楚地表明，在距今七百多萬年前，我們古老的祖先是一種類猿、基本上是樹棲的生物，它們用四肢承載體重，面部突出，下頜有力，位於非常適度大小的顱骨前方。很可能，它擁有與現代黑猩猩大致相當的認知方式。儘管現代猿類無疑聰明、足智多謀，並且能夠識別甚至組合符號，但它們似乎不具備重新排列符號以塑造新現實的能力。因此，從這位祖先進化到我們自己的物種，智人，需要大量的快速進化改造。
七百萬年似乎是很長一段時間，但對於這種轉變來說，這很快。要理解這種變化有多麼迅速，請考慮一下，密切相關的靈長類物種——當然是同一屬的物種——通常不會表現出非常不同的身體或認知特徵。此外，科學家估計哺乳動物物種的平均壽命約為三百萬到四百萬年——大約是整個人科動物群體（包括我們和我們已滅絕的類人親屬）存在並變得面目全非的時間的一半。如果進化歷史是由祖先物種產生後代物種組成的，正如我們所知的那樣，那麼在人類譜系中，物種形成或新物種引入的速度必定會急劇加快，以解釋觀察到的劇烈變化。
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為什麼我們家族的進化異常迅速？這種加速是如何發生的？這些是顯而易見的問題，但奇怪的是，這些問題並沒有引起以化石為導向的人類進化研究者的極大興趣。幾乎可以肯定，答案與我們祖先透過製造石器、衣服、住所、火等來應對挑戰的能力有關——這些物體被稱為物質文化，因為它們反映了使用它們的人們的生活方式。科學家們長期以來一直認為，自然選擇有利於那些最能創新和分享文化知識的早期人類。更有能力的個體生存和繁殖最多，導致整個人科動物的穩步進步。
但是，這種一代又一代的改進速度不足以在七百萬年內徹底改變人類譜系。隨著我們對過去兩百萬年氣候變化的瞭解越來越多，一幅新的圖景正在出現，其中劇烈的氣候波動與物質文化協同作用，加快了我們祖先的進化步伐。工具和其他技術似乎使早期人科動物能夠進入新的環境，儘管當條件週期性惡化時，這些輔助手段可能不再能保證生存。結果，許多種群分裂，使得遺傳和文化上的新事物比在更大的群體中更快地紮根，從而導致快速進化。其他種群則直接滅絕。最終獲勝的物種——我們——它的勝利既要歸功於氣候變化等偶然事件，也要歸功於它的才能。
轉向地面
儘管物質文化在產生今天如此非凡的智人現象中發揮了極其重要的作用，但它在我們進化故事中出現得相對較晚。在我們祖先學會使用工具的四百多萬年前，他們首先必須放棄在樹上的生活，開始嘗試地面生活，這對於一個擁有四個抓握肢體的猿類來說絕非易事。這種轉變需要猿類已經習慣於保持軀幹直立——用手臂懸掛其相當大的體重，同時用腿支撐體重。事實上，已知在一些早期人猿超科動物——猿類和人科動物所屬的超科成員——中已經出現了這種姿勢。
放棄樹棲生活是我們身體結構發生巨大改變的根源，無疑為我們譜系後來的適應奠定了基礎，但這並沒有加快事件的進化節奏。在人科動物出現後的大約五百萬年裡，它們的進化與任何成功的靈長類動物群體非常相似：從一開始，人類家族樹就枝繁葉茂——這意味著在任何一個時間都有許多物種同時出現，都在測試雙足行走提供的新潛力。這種早期的實驗顯然不是變革性的；在此期間，所有人科動物似乎都是在相同基本主題上的變體，無論是在哪裡以及如何生活方面。正如生活分佈在樹木和更開放棲息地之間的生物所應有的那樣，這些古老的人類祖先的大腦和身體尺寸仍然很小，並保留了古老的身體比例，腿短而手臂高度靈活。
進化速度開始急劇加快，只有在我們的人屬在大約兩百萬年前出現之後。然而，至少在我們首次亮相的五十萬年前，物質文化就已經以石器的形式誕生，這有力地支援了文化有助於推動我們從穩定的樹棲猿類到快速變化的地棲人類的轉變。科學家們在非洲發現了可追溯到 260 萬年前的原始石器，而動物骨骼上的工具痕跡的證據甚至更早。舊型別的人科動物幾乎肯定製造了這些簡單的器具，即從拳頭大小的石核上敲擊下來的小而鋒利的石片。
儘管早期工具製造者的身體結構古老，但他們已經遠遠超越了猿類的認知範圍。即使經過強化訓練，現代猿類也發現不可能掌握如何用一塊石頭敲擊另一塊石頭，以早期人科動物使用的有意識的方式剝落石片。這種石片的一個用途是屠宰草食哺乳動物的屍體。這種全新的行為意味著人科動物的飲食迅速擴大，從主要以素食為主轉變為更多地依賴動物脂肪和蛋白質——儘管在這個階段是透過食腐還是主動狩獵尚不清楚。這種更豐富的飲食為後來人屬成員中能量消耗巨大的大腦的快速擴張奠定了基礎。
生物學家們就哪些化石代表了人屬的最早化身展開了激烈的辯論，但他們一致認為，身體比例基本上與我們自己相當的第一批人科動物出現在不到兩百萬年前。大約在同一時間，人科動物從非洲遷徙到舊世界的許多地方。這些人像我們一樣行走，步履穩健，直立行走，生活在遠離森林庇護的開闊稀樹草原中，幾乎可以肯定的是，他們的飲食中富含動物資源。最早的人屬大腦僅比早期雙足動物的大腦略大，但到一百萬年前，人屬物種的大腦體積增加了一倍，到 20 萬年前，它們的大腦體積幾乎又增加了一倍。
冰河時代軍備競賽？
就任何人的標準而言，這種大腦增益的速度都令人驚歎，並且至少在人屬內的三個獨立譜系中被識別出來——即通往歐洲尼安德特人的譜系、通往東亞晚期直立人的譜系以及通往非洲我們自己的智人的譜系。這些平行的趨勢表明，大腦較大為所涉物種帶來了生存優勢，並且大腦增大是該屬的普遍傾向，而不僅僅是智人的直接譜系。或許可以想象，這種趨勢暗示著某種軍備競賽，因為投射武器的採用使人類群體成為彼此最危險的捕食者，即使他們在經濟上競爭資源。
進化心理學家青睞的傳統人科動物大腦快速發育的解釋被稱為基因-文化協同進化。這個過程涉及自然選擇對連續幾代個體進行穩定運作，生物和文化領域的創新之間存在強大的正反饋。隨著大腦較大的個體在連續幾代人中茁壯成長，人口變得更加聰明；反過來，它產生了工具和其他創新，幫助它更成功地適應環境。在這種模型中，物種的單一逐漸轉變的譜系中基因和文化之間固有的相互作用幾乎迫使人類祖先變得更加聰明和行為複雜，並且會使他們更容易發生更快的進化變化。
但是，稍微思考一下就會發現，其中肯定還有更多因素。這種情景的一個問題是，它假設自然選擇的壓力——物種正在適應的壓力——在很長一段時間內保持不變。但事實上，人屬是在冰河時代進化的，當時冰蓋週期性地推進到現在的北半球紐約市和英格蘭北部，熱帶地區經歷了極度乾旱時期。在如此不穩定的環境條件下，不可能存在持續的方向性選擇壓力。我們對這些氣候振盪瞭解得越多，我們就越意識到我們祖先的古代環境必須多麼不穩定。在冰蓋和海底泥漿中鑽取的巖芯揭示，大約在 140 萬年前，較溫暖和急劇寒冷條件之間的波動變得越來越明顯。結果是，在任何一個地點，居住的人科動物種群都需要頻繁地對突然變化的環境條件做出反應。
標準解釋的另一個問題與物質記錄本身有關。考古發現表明，創新並非顯示過去兩百萬年來技術複雜性穩步提高的模式，而是高度零星地出現。例如，新型工具通常僅在數十萬甚至數百萬年的間隔內引入，在此期間的改進極少。這個階段的人科動物似乎透過調整舊工具以適應新用途來應對環境變化，而不是透過發明新型工具。
對漸進式進化概念產生懷疑的是，缺乏證據表明人科動物的認知過程隨著時間的推移不斷改進。即使大腦更大的人屬物種出現，較舊的技術和生活方式仍然存在；較新的做事方式通常是間歇性地出現，而不是隨著新物種的引入而出現，而是在現有物種的任期內出現。最值得注意的是，明顯現代的符號認知的證據確實非常突然地出現，而且確實非常晚。最早的公開符號物體——兩個帶有幾何雕刻的平滑赭石板——大約在 77,000 年前出現在南非的布隆伯斯洞穴中，明顯晚於解剖學上可識別的智人出現（大約在 20 萬年前）。由於所涉及的模式高度規則，研究人員確信它們不是隨機的，而是編碼資訊的。這種突然的突破不是一代又一代智力穩步進步的標誌。
小種群潛力
顯然，那麼，我們必須將目光從個體譜系內發生的過程移開，以解釋冰河時代人科動物的快速變化。然而，基因-文化協同進化故事中涉及的相同要素——環境壓力和物質文化——可能仍然在發揮作用。它們只是以不同於傳統描述的方式運作。要理解這些因素如何相互作用以觸發進化變化，我們首先必須認識到，如果一個種群要納入任何實質性的創新，無論是遺傳上的還是文化上的，它都必須是小的。龐大而稠密的人口只是有太多的遺傳惰性，無法始終如一地朝著任何方向推動。另一方面，小而孤立的人口通常會分化。
今天，人類人口是久坐不動的、龐大的，並且連續分佈在地球上所有適宜居住的地區。但在冰河時代，人科動物是流動的狩獵採集者，靠大自然的恩賜為生，稀疏地分佈在舊世界各地。氣候變化不斷衝擊著這些微小的當地種群。溫度和溼度的波動，甚至海平面和湖泊水位的波動，都嚴重影響了當地資源的可用性，改變了植被並將動物驅趕到其他地方。在較溫和的條件恢復之前，許多地方常常變得對人科動物充滿敵意，甚至不適宜居住。
在大約一百萬到五十萬年前，人科動物擁有一系列技術——從工具製造到烹飪再到住所建造——這將使他們能夠比早期物種更有效地利用環境，並超越純粹的生理限制。這些技術大概會使冰河時代的人科動物能夠大大擴充套件他們所佔據的環境。在好時光，技術將使人科動物種群能夠擴張並佔據原本對他們來說無法進入的邊緣地區。但是，當氣候條件惡化時，正如它們週期性地發生的那樣，文化將被證明是抵禦惡劣環境的不完整緩衝。結果，許多種群的規模會縮小並變得支離破碎。
由此產生的小而孤立的群體將為遺傳和文化新事物的固定和隨後的物種形成提供理想的條件。當條件再次改善時，改變後的種群將再次擴張並與其他種群接觸。如果發生了物種形成，則可能會發生競爭和選擇性淘汰。如果物種形成不完全或不存在，任何遺傳新事物都將融入合併的種群中。無論哪種方式，變化都發生了。在不穩定的冰河時代條件下，這個過程會在快速連續地重複多次，為異常快速的進化奠定基礎，最終由物質文化的擁有來推動。當塵埃落定時，我們獨自站立，成為認知進步、文化創新和氣候變化的意外受益者，這些變化使我們能夠在驚人的短時間內消除或超越舊世界各地所有的人科動物競爭對手。我們的競爭優勢幾乎可以肯定是由我們獲得獨特的符號思維模式賦予的，這使我們能夠以前所未有的方式進行策劃和計劃。有趣的是，這種發展似乎發生在我們的物種智人的任期內，顯然是由文化刺激引發的，很可能是語言的發明，語言是終極的符號活動。
這種關於我們進化的觀點，其中我們公認的非凡物種是從一系列與我們祖先特定品質完全無關的快速隨機外部事件中出現的，遠不如關於世世代代穩步改進的傳統觀點那樣令人振奮。但仔細觀察產品會使這一點完全合理：不需要太多內省就能意識到，儘管智人擁有令人印象深刻的品質，但它仍然是一個非常不完善的物種——關於這個主題，已經寫了很多書，尤其是在進化心理學家中。
然而，將我們驚人的物種視為進化事故，蘊含著深刻的教訓。因為如果我們不是被進化塑造為某種特定的事物——適應我們的環境併為目的量身定製——那麼我們就擁有其他物種所不具備的自由意志。我們確實可以對我們的行為方式做出選擇。這當然意味著，我們必須為這些選擇承擔責任。