研究人员利用统计分析方法模拟所有变量，看看它们如何影响大脑变化。吉里尔说：“到目前为止，最好的预测因素就是人口密度。事实上，在我们研究的所有头骨化石中，大脑的变化都不大，直到人口密度达到特定规模后才产生明显变化。当人口增加到某种程度时，可以看到大脑体积迅速增加。”
与几乎所有动物相比，人类大脑占身体自重的百分比都是最大的。即使与早期人类相比，现代人的大脑也已经增大了很多。自从200万年前首个智人物种诞生以来，人类大脑体积已经翻倍。与生活在400万年前的更早祖先相比，我们的大脑已经增加了2倍。多年来，科学家们始终在尝试寻找大脑增大的线索。关于导致人类大脑增大的原因，主要有三种假说，分别与气候变化、生态需求以及社会竞争有关。而最新统计分析显示，社会竞争可能是主因。
大脑增大三大假说
气候变化假说认为，在应对不可预测的天气和重大气候变化问题时，可能增强了我们祖先的思维能力，让他们对这些环境变化提前进行准备。反过来，这又促使大脑变得更大，认知能力也更强。
生态需求假说指出，随着我们的祖先远离赤道地区，他们会遇到环境变化问题，比如食物和其他资源减少。密苏里大学教授大卫·吉尔里（David Geary）说：“所以他们需要变得更聪明些，以便于搞清楚问题。”此外，寄生虫的困扰减少，也可能在人类大脑变大过程中发挥了重要作用。当身体需要与寄生虫对抗时，需要启动免疫系统，而这需要消耗能量，这些能量本可以用于增强大脑发育。而远离赤道促使寄生虫感染减少，向北或向南迁徙会让我们的祖先有更多发育出更大大脑的机会。
第三种假说认为，对稀缺资源的社会竞争也会影响大脑发育。随着人口增长，越来越多的人开始竞争同等数量的资源，促使思维向前发展。那些拥有更高社会地位的人，可能比普通人稍微聪明些，他们也可能获得更多的食物和其他物品，他们的后代也有更大的几率幸存下来。而不善于社交的人可能会死去，从而推高了整个群体的社会平均健康标准。吉尔里表示：“这样的种族内部竞争会代代循环，争夺地位和资源控制权，这个过程也很容易解释人类大脑为何快速增大。”
社会竞争促使人脑增大
为了研究哪种假设最为可信，吉里尔及其研究生学生德鲁·贝利（Drew Bailey）分析了175个人类祖先的头骨化石数据，这些人类生活在1万年前到200万年前。研究人员分析了许多原因，包括这些化石的年代、发现的地点、温度、寄生虫感染情况等。此外，他们还分析当地人口密度以衡量社会竞争力。比如在某个特定地区找到特定时间的化石越多，这里的人口密度可能越大。
图：随着我们的祖先越来越聪明，他们能够以更大的族群生存
随后，研究人员利用统计分析方法模拟所有变量，看看它们如何影响大脑变化。吉里尔说：“到目前为止，最好的预测因素就是人口密度。事实上，在我们研究的所有头骨化石中，大脑的变化都不大，直到人口密度达到特定规模后才产生明显变化。当人口增加到某种程度时，可以看到大脑体积迅速增加。”
同时研究所有变量，可能让研究人员分离出最重要的变量，以及搞清楚这些变量之间的相互关系。吉里尔说，虽然气候变化变量的影响很大，但其重要性却比人口密度低很多。由此可见，社会竞争假说的可信性更大。人类是地球上唯一的“超社会（ultrasocial）”生物。我们与所有其他的古人类物种竞争，最终导致他们灭绝。我们成百上千万地聚集在城市中，尽管媒体告诉我们，人与人之间的暴力事件是相当罕见的。这是因为，我们都有非常大、灵活而复杂的“社交大脑”。
要想真正了解大脑如何帮助人类维持着智力优势，我们可能需要了解860亿个神经元以及它们之间100万亿条连接线的状态，需要了解它们之间连接的不同强度，以及存在于每个连接点上超过1000个蛋白质的状态。神经生物学家史蒂文·罗斯（Steven Rose）指出，这还不够，我们还需要知道这些连接在某人一生中的进化情况，甚至它们是在什么样的社会环境下连接的。仅仅找出基本的神经元连接，可能就需要数百年时间。
我们是生物而非电脑
许多人认为，我们的大脑就像强大的计算机那样运行。但美国行为研究与技术研究所心理学家罗伯特·爱泼斯坦（Robert Epstein）表示，这只是一种拙劣的思维，正阻碍我们真正理解人类的大脑。这是因为人类使用感官、反射以及学习机制，我们并非天生就被赋予信息、规则、算法或其他关键设计因素，而电脑却需要它们赋予其“智慧”。举例来说，电脑能够长时间精确地存储数据副本，即使电源被关闭。与此同时，我们的大脑能够创造虚假数据或记忆。只要我们还活着，它们只会维持我们的智力优势。
当然，拥有更大的大脑让我们占据了许多优势。在最近有关人类进化的书中，英国伦敦大学学院教授马克·马斯林（Mark Maslin）建议，首先让人类以150人左右的规模生存。通过增加和多样化食品生产与分配，这会增加人类对环境变化的弹性。
“社交大脑”还允许技能专业化，为此个人能够专注于支持分娩、制造工具、生火、狩猎或资源分配。人类没有强大的身体武器，但群体协作和使用工具却让我们成为顶尖的捕食者，甚至让猛犸象这样的庞然大物在狩猎中灭绝。
我们的社会群体庞大而复杂，但这造成了个体的高应力水平，因为在食物、安全以及繁殖方面的奖励如此之大。为此，牛津人类学家罗宾·邓巴尔（Robin Dunbar）认为，人类最初发育出更大的大脑主要是处理快速变化的各种关系。在庞大的社会群体中，维持生存需要强大的认知能力。如果你失去族群，意味着你也会失去食物和配偶，也无法继续复制和传递你的基因。
图：肥皂剧知识同样重要吗？
大多数学生都认为他们非常聪明，因为可以解决微分方程组，理解分裂不定式的使用。但马斯林向他们指出，在街上行走的任何人，任何时刻头脑中都能装下至少5部肥皂剧中的道德和伦理问题。这才是聪明的真正含义。这些大批是社会的详细知识，需要追踪和控制我们周围之人不断变化的关系，这些关系让我们发育出巨大而复杂的大脑。
我们的大脑似乎比我们以前认为的更灵活。最近遗传证据显示，与黑猩猩相比，现代人类大脑更具可塑性，更容易仿照周边环境建模。黑猩猩的大脑解剖分析显示，它们主要受到基因控制。而现代人类大脑主要受环境影响形成，与基因关系不大。
这意味着，人类大脑是预编程的，同时又非常灵活。脑组织会根据环境和社会变化进行调整。为此，每一代人新的大脑结构都能适应新的环境和社会挑战，而无需在物理方面进化。这或许可以解释为何我们都在抱怨无法理解下一代，因为他们是在不同的物理和社会环境下长大的，他们的大脑与我们已经有所区别。下次启动电脑时，需要记住你的大脑有多大多复杂，可以用于追踪你的朋友和敌人。
其他假说
图：进化进行中
哥伦比亚大学专门研究人脑进化的人类学家拉菲·霍洛维（Ralph Holloway）称，社会竞争假说听起来非常有道理，但你如何能够真正测试这些硬数据？霍洛维指出，稀疏的颅骨数据无法告诉你智人与穴居人人口之间的差异。
举例来说，在亚洲、非洲、印尼以及欧洲部分地区发现的智人颅骨化石还不到25个，但却代表了成千上万年的人口进化。霍洛维还称：“你甚至无法知道某个族群的变化是否属于特定变化，更大颅骨可能成功的可能性更大，但你如何能够证明这是竞争所致？”
与此同时，霍洛维是另外一种假说的支持者。他认为，或许是因为子宫中妊娠时间加长或孩子对成年人依赖时间增加发挥了巨大作用。妊娠或依赖时间越长，意味着父母需要更多的社会合作，认知也变得更加复杂。为了帮助抚养孩子，男女需要以互补的方式分化出各自不同的社会责任。完成这些任务的认知水平越高，就会导致大脑体积越大。
其他假说也关注饮食。有些研究人员认为，饮食中富含鱼类和贝类动物可能为人类祖先提供大脑发育所需的必要营养。还有人认为，细胞死亡率下降可能允许更多脑细胞合成，从而促使大脑增大。
最终，还没有任何理论最终经过证实，缺少化石记录很难验证这些假说正确与否。霍洛维说：“如果你推测一代人，你会发现他们的族群规模，然后可证明人类进化的化石数量约为0.000001%。为此坦白地说，我认为所有假说看起来都很有道理，只是需要最终验证。”
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