人類何時開始擁有數學能力?從直立人到尼安德塔人的數感演化
從會數數的魚類、能分辨奇偶數的蜜蜂,到具備幾何抽象能力的烏鴉,大量研究證實「數量處理能力」是生物界普遍存在的古老演化特徵。但研究團隊特別強調,這種基礎的「數感」與人類演化過程中出現的「符號化數學幾何能力」存在本質差異——後者需要額葉、內側顳葉及頂葉的協同啟用。
透過考古學、神經解剖學與基因證據的交叉分析,研究人員試圖追溯人類這種獨特認知能力的起源時間點,最終得出一項令人意外的結論。主要研究者法比奧·馬西亞迪博士表示:「雖然研究初期沒預期會得到這個結果,但我現在確信數學思考能力其實早在直立人時期就已萌芽。」
最關鍵的證據出現在約170萬年前,當時考古記錄中首次出現被稱為「阿舍利手斧」的新型對稱雙面石器。論文指出,這項技術「需要工作記憶容量的擴充套件,既能支援物體心理旋轉所需的抽象思考,又能保留複雜認知與空間運動任務所需的資訊」。
研究團隊補充說明:「相比早期人科動物,這種新的認知文化技術突破還需要頂葉的進一步演化,很可能伴隨著初級額頂神經迴路的發展。」雖然無法確知直立人如何概念化數字,但顯然該物種已具備複雜幾何建模能力,擁有數學思考所需的神經基礎。
值得注意的是,尼安德塔人很可能也發展出符號化的數字思考。在義大利和保加利亞洞穴發現的5-6萬年前的骨器與石器上,刻有等距排列的線條。研究團隊認為這些可能是「人工記憶系統」——種「輔助計算與儲存數字資訊的外部認知增強工具」。這種詮釋雖屬推測,但顯示尼安德塔人可能已建立獨特的數字表徵技術。
馬西亞迪博士強調:「關於尼安德塔人使用數字與進階概念的證據相當充分。我們擁有其基因序列——包含與認知特徵相關的基因——可與智人DNA進行比對。」例如調控頂葉皮質發育的ROBO1基因,其出現時間就早於現代人類。他解釋道:「雖然基因不直接編碼認知特徵,但提供了特定腦區發展的生物基礎,進而促成認知能力的形成。」
這項突破性研究已發表於《人類學》期刊,為理解數學思維的演化歷程提供全新視角。