用动力学模型来演绎人类语言的诞生
首先我必须明确一点,我既不知道人类为什么要直立行走,我也不知道人类经过了怎样的演化过程,完成了四肢行走到直立行走这个转变,我更不知道这个转变是如何回应了环境的需求,使得人类获得了多少生存上的优势。这些领域目前都在混沌阶段,我就不去乱猜乱分析了。
我只说一个最近美国学者做的实验:人类直立行走,比大猩猩,节约了75%的能量。
这个结果,对于任何一个物理学霸来说,都是显而易见的,随便搭个模型用计算机都能模拟个七七八八,更别说动用真人和黑猩猩实验了。
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除了提高了运动效率,减少了能耗,直立行走至少还给人类带来了其他的优势:
1.解放了双手,使得手不再承担运动功能。
2.解放了胸大肌,使得它脱离了运动,进而便于人类掌握呼吸控制,从而为人类发出更复杂的声音,提供了物质基础。
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先说第二点,呼吸与运动的脱钩对于人类发声的巨大影响。
这一点经常被我们忽略。但是,随便观察一下身边的各种动物,你会发现,哺乳动物一般只会嚎叫,而鸟类则能唱出婉转的歌曲,这当然不是偶然的。鸟类用翅膀飞行,但是在不飞行的时候,鸟类是用双足抓住树枝的,也就是说,当不飞行的时候,鸟类的胸部肌肉,不参与鸟类的运动,从而把胸部肌肉解放出来,专门用于呼吸的控制,从而可以发出非常精确的声音,而哺乳动物即便是在站立的时候变换身姿,依然需要胸部肌肉的配合,在胸腔体积随着运动而改变的时候,要想控制精确的发音,是难上加难。
所以,不要说普通的鸟类可以有婉转的歌喉,更有鹦鹉和八哥,可以模仿人类几乎所有的发音,并且记住大量的简单句子,甚至还能模仿人类不能模仿出来的各种机械声音,这一切只有鸟类可以做到。它们不仅可以发出复杂的声音,于此相适应的,它们也发育出高度发达的发音中枢,可以记忆并模仿各种复杂的发音,无论这是人发出的,还是古怪的机械发出来的。
唯一的遗憾就是,它们只是觉得好玩而模仿,它们并没有能力,使用这一套复杂的信号系统来传递信息。
而且,再过一万年一百万年,甚至一亿年,它们也不太可能掌握语言。
为啥呢?
因为好死不死的,鸟要飞上天,所以,它们的翅膀,带不起一个大大的脑袋。。。
要想飞上天,身体构造的一切都要尽量轻量化,太重了,是飞不起来的。
所以,鸟类的大脑天生就有一个发展上限的天花板,再往上,是没有任何发展空间的。
幸好啊幸好,我们人类的祖先不飞,我们人类也不飞,所以,我们才有可能拥有一个几公斤重的脑袋。。。。。(人脑3斤重,一只母鸡的重量)
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回过头来说说能量效率的事。
人类的直立行走,是哺乳动物界的一件大事。
惊天动地的一件大事。
因为,四足动物也好,鸟类也好,也没有在能源消耗上抠门抠到这个程度的。
人体在直立状态下,几乎做到不消耗任何能源(当然,消耗一点点能源用于保持身体姿态还是需要的,毕竟还是要比躺平多消耗点能源),而鸟类即便是在站立在树枝上的状态下,脑袋依然需要颈部的肌肉给支起来,并不像人脑一样,位于颈椎的最上方。
人体在行走状态下,也几乎做到了地面运动的能效极限。
对,人类几乎根本就没有耗费什么能量在把人体向前推这件事上。
人体只是把身体略微向前倾斜了一点点,然后就不管了,任由地球引力,把人体越拉越斜,一直斜到一个极端位置,这时候小脑迅速拉起腿部前伸,在前方顺利地接住正在倾斜的人体,并且利用这个向前的动能,再把人体支棱起来。。。。。
对,人体就是一个倒着摆放的钟摆。。。
利用不超过50公分的身体重心上下前后摆动,人类用极低的能耗,就能走起来,而且如果肌肉运用得当的话,走路速度快一倍,能耗并没有上升一倍,反而是随着运动速度的增加,人体能效越高。。。。。
对,让你说对了,跑一公里,实际上比走一公里,更省力。。。。
只是你习惯不习惯的问题。。。。。。
所以,动辄说动物的小脑比人类小脑更发达的同学请注意了,人类才是动物界的运动冠军,人类的小脑才是最发达的。
如果不是肌肉跟不上,事实上,人类可以轻松地模仿任何动物的奔跑或飞行方式。
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黑猩猩花了人类4倍的能量用来行走。这是有代价的。
代价就是,黑猩猩拥有极为发达的胸大肌,还有相当漂亮的肱二头肌。
嗯。让你说对了。人类女性对男性的雄健标准,就是在黑猩猩的时代确立的(虽然是表亲,另外一个进化路径上)。
但很遗憾,由于人类行走不再需要上肢和胸部肌肉的参与,甚至连腹肌都明显更少地动用了,这些部位非常发达,对人类并没有什么鸟用。
这些肌肉和粗大的骨骼,在运动的时候,可以迸发出充沛的能量驱动身体前行,在不运动的时候,它们也没有全都闲着,它们一样在耗费着能量在维持。
这些部位一样需要心脏供氧。。。。
现在都一刀砍掉了。。。。
心脏的负担大为降低。。。。。
所以,不仅是行走和奔跑的时候节约了75%的能量,即便是在静止的时候,少掉了近一半的肌肉,也显著节约了能源,让心脏可以把这一部分需求,转移到别的地方去。。。。。
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前面我们已经分析过了,鸟类的大脑不能过大,以免让鸟类根本没有力量飞起来,那么,地面行走的各种哺乳动物们,其实也面临着类似的大脑发育困境:如果身体利用能源的效率不够高,那么,发达的心脏所能给大脑提供的额外的能量(氧气)支持,也是极为有限的。
哦,我忘了说,其实,重点不在于大脑的重量,而在于大脑的复杂程度,以及大脑运用能力。
棋手在下棋的时候,由于瞬间动用了太多的脑细胞,其实当时心脏的瞬间负担是非常非常大的。
人类发达的大脑,在进行思考时所耗费的能量,可以高达全身总需求的75%。
对,又是一个75%。
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这样说来,直立行走,节约了大量的能量,所以才为人类发育出高度发达的大脑,提供了坚实的物质基础。
人体如果像猫那么大,就不可能。
人体如果像黑猩猩那么耗费能源,也不可能。
又需要总量大,又需要效率高,缺一不可。
再说一遍,我不知道人脑是怎么演化到这么复杂的,但是有一点,如果没有直立行走节省出大量的能量可以供给大脑,人类的大脑也没有物质基础可以搞成这么复杂。
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回过头来,再说说人手。
其实我在投喂干脆面的时候,就发现,这货的手,跟人手差不多啊,直接抓过花生就跑,跑到一边,捧着吃。
在很多时候,干脆面的上肢,是不怎么参与运动的,全身奔跑,以后腿为主,前腿为辅。
但不管怎么说,哺乳动物界,只有人类,实现了双手从运动机能中的解放。
不参与运动的双手还能干点啥,我不知道。
双手是怎么越变越灵巧,可以作出如此高精度动作的,我也不知道。
我只知道,直立行走,解放了双手。
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好了,现在人类,突然拥有了空余出来的能量,空余出来的心脏供氧能力,同时,胸部斤肌肉也不参与日常运动了,可以控制胸腔发出各种复杂的声音来了。
而我们知道,到黑猩猩,灵长类的大脑已经高度发育,已经可以用面部肌肉表达出非常丰富、复杂的内心情感,现在有了可以运用自如的胸腔呼吸,可以发出接近于鸟类的复杂的声音表达系统了,这些都为语言的产生,提供了丰厚的物质基础。
大脑的巨大发展空间,最重要的是心脏系统可以为大脑的复杂运算,提供强大的氧气支持,否则光是拥有发达的大脑,一思考复杂的问题,心脏供氧马上就不够了,然后眼前一黑,昏倒过去,这样的大脑发育,还有任何意义没有?
在这样的物质基础上,人类的大脑,快速地复杂化,并且顺便发育出强大的语言中枢,并且顺便可以支配人手作出各种各样复杂精准的动作,人类今天所拥有的一切超越大猩猩、黑猩猩的一切,几乎都是直立行走这个单一的进化事件所打开的。
至于是怎么一步一步产生的,那些都只是细节问题而已了。
PS: 这是帝国论的研究副产品。
