不久前，三位外星人降落到地球，評估智慧生命的狀況。一位專攻工程學，一位專攻化學，一位專攻計算。工程師轉向他的同事報告說（以下是翻譯）：“這裡所有的生物都是固體的，有些是分節的，有在地面、水中或空中移動的能力。都非常緩慢。沒什麼了不起的。” 隨後，化學家評論說：“都非常相似，來源於四種化學成分的不同序列。” 接下來，計算專家發表意見：“計算能力有限。但有一種，無毛的兩足動物，與其他動物不同。它交換資訊的方式原始而低效，但與其他動物截然不同。它創造了許多奇怪的物體，包括一些可食用的，一些產生符號的，還有一些摧毀其部落成員的。”
“但這怎麼可能呢？”工程師疑惑道。“鑑於形式和化學性質的相似性，它們的計算能力怎麼會如此不同呢？” “我不確定，”計算外星人承認。“但它們似乎有一個創造新表達方式的系統，其威力遠遠超過所有其他生物。我建議我們將這種無毛的兩足動物與其他動物區分開來，認為它們有不同的起源，來自不同的星系。” 另外兩位外星人點了點頭，然後三位都飛回家提交報告。
也許我們的外星記者不應該因為將人類與蜜蜂、鳥類、海狸、狒狒和倭黑猩猩分開歸類而受到指責。畢竟，只有我們人類會製作蛋奶酥、電腦、槍支、化妝品、戲劇、歌劇、雕塑、方程式、法律和宗教。蜜蜂和狒狒不僅從未製作過蛋奶酥，它們甚至從未考慮過這種可能性。它們只是缺乏那種既有技術訣竅又有美食創造力的大腦。
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查爾斯·達爾文在他 1871 年出版的《人類的由來》一書中認為，人類和非人類心智之間的差異是“程度上的差異，而不是種類上的差異”。長期以來，學者們一直堅持這一觀點，近年來指出基因證據表明我們與黑猩猩共享約 98% 的基因。但如果我們共同的基因遺產可以解釋人類心智的進化起源，那麼為什麼不是黑猩猩在寫這篇文章，或者為滾石樂隊伴唱，或者製作蛋奶酥呢？事實上，越來越多的證據表明，與達爾文關於人類與其他物種之間心智連續性的理論相反，人類的智力與動物的智力之間存在著巨大的差距。這並不是說我們的心智慧力是從無到有、完全形成的。研究人員在其他物種中發現了一些人類認知的基石。但這些基石只是構成人類心智這座摩天大樓的水泥地基。因此，我們認知能力的進化起源仍然相當模糊。然而，新的見解和實驗技術正在使我們逐漸清晰。
獨一無二的聰明
如果我們科學家想要解開人類心智是如何產生的，我們首先必須準確地找出是什麼使它與其他生物的心智區分開來。儘管人類與黑猩猩共享絕大多數基因，但研究表明，自從人類譜系與黑猩猩譜系分離以來，人類譜系中發生的小基因轉變導致了計算能力的巨大差異。這種對通用基因元素的重新排列、刪除和複製創造了一個具有四個特殊屬性的大腦。這些獨特的特徵共同構成了我最近根據在我的實驗室和其他地方進行的研究確定的“人類獨特性”。
第一個這樣的特徵是生成計算，即創造幾乎無限多種“表達方式”的能力，無論是文字的排列、音符的序列、動作的組合還是數學符號的字串。生成計算包括兩種型別的操作：遞迴和組合。遞迴是重複使用規則來建立新的表達方式。想想一個短語可以反覆嵌入另一個短語中，以建立更長、更豐富的思想描述這一事實——例如，格特魯德·斯坦因簡單而富有詩意的表達：“玫瑰是玫瑰是玫瑰。” 與此同時，組合運算是將離散元素混合以產生新想法，這些想法可以表達為新詞（“Walkman”）或音樂形式等可能性。
人類心智的第二個顯著特徵是其對思想的混雜組合能力。我們經常將來自不同知識領域的思想聯絡起來，使我們對藝術、性、空間、因果關係和友誼的理解結合起來。從這種混合中，可以產生新的法律、社會關係和技術，例如當我們決定禁止[道德領域]故意[民間心理學領域]將某人[運動行為領域]推到火車[物體領域]前以拯救[道德領域]其他五人[數字領域]的生命時。
我的定義屬性列表中的第三個是心理符號的使用。我們可以自發地將任何感官體驗——真實的或想象的——轉化為一個符號，我們可以自己保留，也可以透過語言、藝術、音樂或計算機程式碼表達給他人。
第四，只有人類進行抽象思維。與主要紮根於感官和知覺體驗的動物思想不同，我們的許多思想與此類事件沒有明顯的聯絡。只有我們人類才會思考獨角獸和外星人、名詞和動詞、無限和上帝之類的事物。
儘管人類學家對現代人類心智形成的準確時間存在分歧，但從考古記錄中可以清楚地看出，在相對短暫的進化史時期內，大約從 80 萬年前的舊石器時代開始，並在大約 45,000 至 50,000 年前達到頂峰，發生了重大的轉變。正是在舊石器時代的這段時期，一個進化的眨眼之間，我們第一次看到了多部件工具；用孔洞刺穿的動物骨骼，用於製作樂器；帶有暗示對美學和來世信仰的裝備的墓葬；精美地捕捉了過去和感知到的未來事件的豐富象徵意義的洞穴壁畫；以及對火的控制，這是一種結合了我們的民間物理學和心理學的技術，使我們的祖先能夠透過創造溫暖和烹飪食物使其可食用來戰勝新的環境。
我們過去的這些遺蹟雄偉地提醒我們，我們的祖先是如何努力解決新的環境問題，並以創造性的新方式表達自己，標誌著他們獨特的文化身份。然而，考古證據將永遠沉默於導致構成我們人類獨特性的四種成分的起源和選擇壓力。例如，拉斯科洞穴中絢麗的壁畫表明，我們的祖先理解圖片的雙重性質——它們既是物體，又指代物體和事件。然而，它們並沒有揭示這些畫家及其崇拜者是否透過組織成語法類別（名詞、動詞、形容詞）的符號來表達他們對這些藝術品的審美偏好，或者他們是否想象透過聲音或符號同樣好地傳達這些想法，這取決於他們的感官系統的健康狀況。同樣，沒有發現任何古代樂器——例如用骨頭和象牙製成的 35,000 年前的長笛——講述關於使用的故事，關於是否反覆演奏幾個音符，菲利普·格拉斯風格，或者作曲家是否像瓦格納那樣想象以遞迴方式將主題嵌入主題中。
我們可以非常有信心地說，所有人，從非洲稀樹草原上的狩獵採集者到華爾街的交易員，都天生具有人類獨特性的四種成分。然而，如何將這些成分新增到創造文化的配方中，因群體而異。人類文化可能在語言、音樂作品、道德規範和人工製品方面有所不同。從一種文化的角度來看，另一種文化的習俗通常是奇異的、有時令人厭惡的、經常難以理解的，偶爾也是不道德的。沒有其他動物表現出如此大的生活方式差異。從這個角度來看，黑猩猩是文化的門外漢。
然而，黑猩猩和其他動物對於理解人類心智的起源仍然有趣且相關。事實上，只有透過弄清楚哪些能力是我們與其他動物共有的，哪些能力是我們獨有的，科學家們才能有望拼湊出我們人類獨特性是如何形成的。
美麗的心智
當我最小的女兒索菲亞三歲時，我問她是什麼讓我們思考。她指著自己的頭說：“我的大腦。” 然後我問她其他動物是否有大腦，從狗和猴子開始，然後是鳥類和魚類。她說有。當我問她在我們面前爬行的螞蟻時，她說：“沒有。太小了。” 我們成年人知道，大小並不能作為動物是否擁有大腦的試金石，儘管大小確實會影響大腦結構的某些方面，並因此影響思維的某些方面。研究表明，大腦中大多數不同的細胞型別，以及它們的化學信使，在包括人類在內的脊椎動物物種中是相同的。此外，大腦最外層皮層中不同結構的一般組織，在猴子、猿和人類中大致相同。換句話說，人類與其他物種有許多共同的大腦特徵。我們與它們的區別在於皮層特定區域的相對大小以及這些區域如何連線，這些差異產生了在動物王國其他地方沒有類似物的思想。
動物確實表現出複雜的行為，這些行為似乎預示著我們的一些能力。以創造或修改物體以達到特定目標的能力為例。雄性園丁鳥用樹枝建造宏偉的建築結構，並用羽毛、樹葉、紐扣和漿果製成的顏料裝飾它們以吸引雌性。新喀里多尼亞烏鴉將樹枝雕刻成漁叉，用於捕捉昆蟲。人們觀察到黑猩猩使用木矛來烤灌木叢嬰兒，這些嬰兒藏在樹縫裡。
此外，對許多動物進行的實驗研究表明，它們天生具有民間物理學，這使它們能夠超越直接經驗進行概括，從而在實驗室中面對外來挑戰時創造新的解決方案。在一項這樣的實驗中，當向猩猩和黑猩猩展示一個裝有塑膠圓筒，圓筒底部有一個花生時，它們透過從飲水器中吸水，然後將液體吐入圓筒中來獲得夠不著的食物，從而使花生漂浮到頂部。
動物也表現出與人類共同的社會行為。知識淵博的螞蟻透過引導它們找到重要的食物資源來教導它們幼稚的學生。貓鼬為它們的幼崽提供關於肢解致命但美味的蠍子的藝術的教程。最近的一系列研究表明，家犬、捲尾猴和黑猩猩等多種多樣的動物反對不公平的食物分配，表現出經濟學家所稱的不公平厭惡。更重要的是，充分的證據表明，動物並沒有被鎖定在維持支配地位、照顧幼崽以及尋找新配偶和聯盟夥伴的日常活動中。相反，它們可以輕鬆地應對新的社會情況，例如，當具有獨特技能的下屬動物從更具統治地位的個體那裡獲得恩惠時。
這些觀察激發了人們對大自然研發解決方案之美的驚歎。但是，一旦我們克服了這種戰慄感，我們就必須面對人類與其他物種之間的差距，正如我們的外星人報告的那樣，這是一個巨大的空間。為了充分傳達這種差距的程度以及破譯其產生方式的難度，讓我更詳細地描述我們的人類獨特性。
注意差距
我們最基本的工具之一，每個考生都使用的 2 號鉛筆，說明了人類心智的非凡自由，與動物認知的有限範圍相比。你握住塗漆的木頭，用鉛筆寫字，用金屬環固定的粉紅色橡皮擦擦除。四種不同的材料，每種材料都有特定的功能，都包裹在一個工具中。雖然這個工具是為書寫而製造的，但它也可以將頭髮別成髮髻，為書頁做書籤或刺傷煩人的昆蟲。相比之下，動物工具——例如黑猩猩用來從土堆中釣白蟻的棍子——由單一材料組成，專為單一功能而設計，並且從不用於其他功能。它們都不具備鉛筆的組合特性。
另一個簡單的工具，許多露營者裝備中都有的伸縮摺疊杯，提供了一個遞迴應用的例子。為了製造這種裝置，製造商只需要程式設計一個簡單的規則——在上一個段落中新增一個尺寸增大的段落——並重復它，直到達到所需的尺寸。人類在幾乎所有心理生活方面都使用這種遞迴操作，從語言、音樂和數學到用我們的腿、手和嘴產生無限範圍的運動。然而，動物遞迴的唯一閃光點來自觀察它們的運動系統在行動。
所有生物都天生具有遞迴運動機制，作為其標準操作裝置的一部分。為了行走，它們會一遍又一遍地將一隻腳放在另一隻腳前面。為了進食，它們可能會抓住一個物體並反覆將其送到嘴邊，直到胃發出停止訊號。在動物的心智中，這種遞迴系統被鎖定在大腦的運動區域，與其他大腦區域隔絕。它的存在表明，獲得我們自己獨特的思維方式的關鍵一步不是遞迴作為一種新穎的計算形式的進化，而是將遞迴從其運動監獄釋放到其他思維領域。如何將其從這種限制性功能中解鎖與我們的其他成分之一——混雜的介面——有關，我稍後將對此進行討論。
當我們將人類語言與其他物種的交流進行比較時，心理差距會擴大。像其他動物一樣，人類也有一個非語言交流系統，可以傳達我們的情緒和動機——小嬰兒的咯咯笑聲和哭聲是這個系統的一部分。然而，人類是唯一擁有基於心理符號操作的語言交流系統的物種，每個符號示例都屬於特定的抽象類別，例如名詞、動詞和形容詞。儘管有些動物的聲音似乎代表的不僅僅是它們的情緒，還傳達了關於物體和事件（如食物、性和捕食）的資訊，但這些聲音的範圍與我們自己的聲音相比相形見絀，而且它們都不屬於構成我們語言表達的抽象類別。
這一說法需要澄清，因為它經常引起極大的懷疑。您可能會認為，例如，動物的詞彙量似乎很小，因為研究它們交流的研究人員並不真正理解它們在說什麼。儘管科學家們對動物的發聲以及更廣泛的交流還有很多需要了解的地方，但我認為研究不足不太可能解釋如此巨大的差距。動物之間的大多數聲音交流都由一聲咕噥或咕咕聲或尖叫聲組成，並伴隨著一聲回應。動物可能將大量資訊塞進 500 毫秒的咕噥聲中——可能相當於“現在請梳理我的下背部，稍後我會梳理你的。” 但是，如果我們可以用一兩聲咕噥聲來解決所有問題，那麼我們人類為什麼要開發如此神秘而冗長的系統呢？
此外，即使我們承認蜜蜂的搖擺舞象徵性地代表位於北方一英里的美味花粉，並且鼻吻猴的警報叫聲象徵性地代表不同的捕食者，但這些符號的使用與我們的符號的使用在五個基本方面不同：它們僅由真實物體或事件觸發，從不由想象的物體或事件觸發；它們僅限於現在；它們不是更抽象的分類方案的一部分，例如那些將我們的片語織成名詞、動詞和形容詞的方案；它們很少與其他符號組合，即使組合，組合也僅限於兩個字串，沒有規則；並且它們固定在特定的上下文中。
人類語言的另一個顯著之處——並且與其他動物的交流系統完全不同——在於它在視覺和聽覺模式下同樣有效。如果一隻鳴禽失去了聲音，一隻蜜蜂失去了搖擺，它們的交流就會結束。但是，當人類失聰時，手語提供了一種同樣富有表現力的交流模式，其結構複雜性與聲學表親相似。
我們的語言知識以及它所需的計算也以令人著迷的方式與其他知識領域相互作用，這引人注目地反映了我們人類在理解系統之間建立混雜聯絡的獨特能力。考慮量化物體和事件的能力，這是我們與其他動物共享的能力。多種物種至少具有兩種用於計數的非語言能力。一種是精確的，但僅限於小於 4 的數字。另一種是範圍無限的，但它是近似的，並且僅限於某些用於區分的比率——例如，可以區分一和二的動物也可以區分二和四、16 和 32，等等。第一個系統紮根於大腦中參與跟蹤個體的區域，而第二個系統紮根於計算量級的大腦區域。
去年，我和我的同事描述了恆河猴的第三個計數系統，該系統可能有助於我們理解人類區分單數和複數的能力的起源。當個體看到同時呈現的物體集（而不是按順序呈現的個體）時，該系統就會執行，並導致恆河猴區分一個與多個食物專案，而不是多個與多個食物專案。在我們的實驗中，我們向一隻恆河猴展示了一個蘋果，並將其放在一個盒子裡。然後我們向同一只猴子展示了五個蘋果，並將所有五個蘋果一次性放入第二個盒子中。在選擇時，猴子始終選擇第二個裝有五個蘋果的盒子。然後我們在一個盒子裡放了兩個蘋果，在另一個盒子裡放了五個蘋果。這次猴子沒有表現出一致的偏好。當我們說“一個蘋果”和“兩個、五個或 100 個蘋果”時，我們人類基本上也做著同樣的事情。
但是，當人類語言系統與這個更古老的概念系統連線起來時，就會發生一些奇怪的事情。要了解如何連線，請嘗試以下練習：對於數字 0、0.2 和 -5，新增最合適的詞：“apple”或“apples”。如果您像大多數以英語為母語的人（包括幼兒）一樣，您選擇了“apples”。事實上，對於“1.0”，您也會選擇“apples”。如果您感到驚訝，那很好，您應該感到驚訝。這不是我們在文法學校學到的規則——事實上，嚴格來說，它在語法上是不正確的。但它是我們天生就擁有的普遍語法的一部分。規則很簡單但很抽象：任何不是“1”的東西都是複數。
蘋果的例子說明了不同的系統——句法和集合概念——如何相互作用以產生思考或概念化世界的新方式。但人類的創造過程並沒有止步於此。我們將我們的語言和數字系統應用於道德案例（拯救五個人比拯救一個人更好）、經濟學案例（如果我給你 10 美元，給你 1 美元，這似乎不公平，你會拒絕這一美元）以及禁忌權衡案例（在美國，即使為了很多錢，出售我們的孩子也是不正當的）。
外星人的想法
從有教導能力的貓鼬到厭惡不公平的猴子，同樣的觀察結果也適用：這些動物中的每一種都進化出了一個精緻的心智，該心智適應於單一問題，因此在將技能應用於新問題時會受到限制。我們這些無毛的兩足動物則不然。一旦就位，現代心智就使我們的祖先能夠探索以前無人居住的地球部分，創造語言來描述新事件，並設想來世。
我們認知能力的根源在很大程度上仍然未知，但是，在確定了人類心智的獨特成分之後，科學家們現在知道該尋找什麼。為此，我希望神經生物學能夠證明是有啟發性的。儘管學者們尚不瞭解基因如何構建大腦，以及大腦中的電活動如何構建思想和情感，但我們正在見證心智科學領域的一場革命，這場革命將填補這些空白——並豐富我們對人類大腦為何與其他生物的大腦如此不同的理解。
例如，對嵌合動物（其中一個物種的個體的腦回路被移植到另一個物種的個體中）的研究正在幫助揭示大腦的佈線方式。以及對基因改造動物的實驗正在揭示在語言和其他社會過程中發揮作用的基因。這些成就並沒有揭示我們的神經細胞做了什麼來賦予我們獨特的精神力量，但它們確實為進一步探索這些特徵提供了路線圖。
儘管如此，就目前而言，我們別無選擇，只能承認我們的心智與我們最親近的靈長類親屬的心智截然不同，而且我們對這種差異是如何產生的知之甚少。黑猩猩能想出一個實驗來測試人類嗎？黑猩猩能想象我們解決它們的問題會是什麼樣子嗎？不能，都不能。儘管黑猩猩可以看到我們做什麼，但它們無法想象我們思考或感受什麼，因為它們缺乏必要的心理機制。儘管黑猩猩和其他動物似乎制定計劃並考慮過去的經驗和未來的選擇，但沒有證據表明它們會根據反事實進行思考——想象與可能的世界相反的世界。我們人類一直都在這樣做，自從我們獨特的基因組誕生了我們獨特的心智以來，我們就一直在這樣做。我們的道德體系建立在這種心智慧力之上。
我們獨特的心智是否已經變得像心智可以達到的那樣強大？對於人類表達的每一種形式——包括世界語言、音樂作品、道德規範和技術形式——我懷疑我們無法窮盡所有可能性的空間。我們想象替代方案的能力存在重大限制。
如果我們的心智在它們可以構想的事物方面面臨內在的限制，那麼“跳出框框思考”的概念就完全錯了。我們始終都在框框內，在設想替代方案的能力方面受到限制。因此，就像黑猩猩無法想象成為人類是什麼感覺一樣，人類也無法想象成為一個智慧外星人是什麼感覺。每當我們嘗試時，我們都會陷入我們稱之為人類心智的框框中。唯一的出路是透過進化，即我們基因組的革命性改造及其塑造新的神經連線和塑造新的神經結構的潛力。這種變化將誕生一種新的心智，一種會像我們經常看待我們祖先一樣看待其祖先的心智：帶著尊重、好奇心和一種我們是孤獨的、簡單心智世界中的典範的感覺。