稻草人：你觉得，如果我和你一起去，这个大巫师会给我一个脑子吗？
多萝茜：这很难讲。但即使他不给你脑子，你也不会比现在更糟。
稻草人：这倒是真的。
《绿野仙踪》
如果不是一个虚构的角色，稻草人不可能既没有大脑，又能感到无聊。当然，没有大脑，人类也无法进行对话。但有人怀疑这个虚构出来的可怜稻草人不能理解自己的请求。如果没有大脑却可以说话，稻草人可能生活得更好。这是因为大脑在萌发爱情及分享精神、音乐、美好、科学和艺术的同时，也会滋生恐怖主义、偏执、战争和大男子主义。大脑既是我们取得最伟大成就的原因，也是我们作为一个物种遭受最大失败的根源。但是进化并不在意文化意义上的成功和失败，也不直接关注邪恶和善良。进化关乎物质世界的适者生存。
人族大脑生长并进化了700多万年，从乍得沙赫人开始，到大约20万年前发展出智人。自此之后，大脑似乎就停止了生长和进化。自从智人首次离开非洲以来，没有明确证据表明人类的脑容量有所增加。如果智人比20万年前的直立人和尼安德特人更聪明，那为什么现在的人没有比最初离开非洲的那些智人更聪明？这可能是多种因素造成的。可能是由于智人出现以来，大脑没有足够的时间进化，20万年不过是整个进化史中的短短一瞬。然而根据某些理论，海德堡人进化成尼安德特人只花了10万年时间。
而另一种理论——“大跃进理论”（great leap forward）——表明，由于艺术的出现和文化演进的飞跃，过去5万年间人类已经发生了变化。但是，并没有令人信服的证据表明，这种考古记录中的变化是生物层面进化的结果。文化发展和新的经验可能会慢慢累积，最终引发对于较早先辈而言似乎是奇迹般的突破（如19世纪的工业革命）。原则上来讲，这段时间足以产生至少两三次这样的飞跃。那为什么过去20万年来大脑似乎没有发生显著变化？
其实人类大脑进化出现这种明显停顿，我们并没有什么好羞愧的。这似乎是由一个简单的事实造成的：对我们这个物种来说，生活已经不错了。智人通过农业和技术开发了一个物资充足的星球，享受着其他物种从未企及的存活率和生活质量。自从世界诞生以来，包括人类前身在内的其他生物从未像智人一样占据进化浪潮的顶峰。直立人和尼安德特人从未达到可以从牙科、科学和相对先进的医学中受益的文化水平。它们缺乏足以让其身心健康和生活富足的文化资源。它们缺乏智人那样强烈的创新精神。这是语言导致的吗？智人是因为拥有更好的语言能力，才取得了更伟大的文化成就吗？答案是：“这不好说。”
尽管20世纪50年代以来的传统观点认为，语言是一个真正复杂的谜团，但正如我们所看到的那样，语言其实没有那么复杂。相反，我们所看到的是，语言是一系列象征符号的集合，顺序是其核心，而这些对于发展出我们这样的大脑来说，并非必需因素。然而，拥有要谈论的东西可能很难。这取决于文化和个人的智力。随着人属大脑不断进化以及整个物种的智力不断增长，语言并没有太多改进，但我们使用语言的能力得到了很大提高。更聪明的人可以更好地使用工具，而且，是的，他们还可以改进工具。但最关键的是，与直立人相比，我们的大脑给了我们更多的智慧，让我们能够更抽象地思考，并利用直立人祖先赋予我们的符号体系，将其投射到艺术和我们的故事之中，投射到工具技术之中，等等。随着时间的推移，语言和更高级的智力不断紧密结合，引发了10万年前智人自非洲出现后的第二次认知革命。
更高级的智力，以及在解剖学意义上的现代人——如欧洲的早期智人克罗马侬人（Cro-Magnon）——身上发现的不断增长的相对地理根基性，允许现代人通过更大的社会专业化来构建更复杂的文化。采猎社会通常是政治无政府状态的完美例子，因为除了集体共识之外，他们没有任何政治架构。这种状态别具吸引力。这样的社会往往缺乏神职人员、专职音乐家、木匠和所有其他专业人员。这是因为采猎者接受的文化挑战（他们认为什么事情值得做，环境允许他们做什么，他们选择什么生活方式）只能提供很少的专业化机会。专业化要求社会向生产非食品相关服务或产品的社会成员提供食品或物品。如果有人花一整天时间演奏乐器，让别人感到快乐，那么表演结束时，他们需要得到一些食物。但如果没有人给他们食物，音乐就会停下来，他们会开始做农活，不再演奏或歌唱。具有语言的文化是将人类认知群体凝聚在一起的黏合剂。
因此，我们很容易再次得出简单的结论，如同许多研究人员所表现出的那样，认为相对于直立人或尼安德特人，智人明显要更加复杂的文化手工制品和社会组织是单单由语言催生的。与其他人属物种相比，智人可能拥有更多词语和更复杂的语法。智人的大脑更发达，但更重要的是，智人的文化和历史更丰富。智人从其他人属物种那里继承了很多。他们将古老的智慧融入智人的文化、语言和思想。智人成为独立的新物种后，他们所有独特的发展，不管是物质上的还是文化上的，都有这些积淀的功劳。当然，在过去的大约190万年中，人属的语言已经发生了变化。但是人属在生理上也发生了许多变化。直立人和其他人属物种的发展方式与我们不同。
生物人类学家已经书写了不同人属物种的“生活史”。智人比其人属祖先发育得更慢。人属物种和其他灵长类动物之间的生活史方面的一些区别包括更长的妊娠期和更长的生长期（相比于任何其他灵长类，包括尼安德特人和直立人在内，智人都拥有更长的婴儿期、更长的青春期、更长的成年期）。为了活得更长，人类必须放缓生命的步伐。放缓生长速度通常意味着活得更长，这在动物界很普遍。然而，人类的生理有些混淆这个简单的图景，因为人类的出生间隔时间很短，这通常是短命生物的特征。在这方面，人类是鲸和兔子的混合体。
如果生活史、大脑发育以及来自父母、其他亲属和整个文化的更多培育也是智人和直立人差异的一部分，那么这些已经在生物人类学家的研究中得到分别确认的非语言事实，而不是语言，可以在很大范围内解释智人的文化和语言发展。尽管考古记录中没有任何证据表明直立人缺乏语言，但有证据表明直立人不像智人那样聪明，而且其进化程度也不同。但这些问题不应混淆。人属物种，包括直立人，展示了大脑进化的几个阶段。通过考察这些阶段，我们可以了解后期物种相对于早期物种的优势。
古人类学家拉尔夫·霍洛韦（Ralph Holloway）和同事在多年研究化石记录的基础上，提出了人类大脑进化的四个主要阶段。
零阶段是基础阶段，始于人族与黑猩猩在进化树上的分离。这个阶段可以追溯到大约800万年前至600万年前的乍得沙赫人、地猿和图根原人，当时它们的大脑有三个特征可将它们与其后代区分开来。
首先，人们发现，这些生物的月状沟（大脑中的新月状沟槽）更靠近大脑前部。这个沟槽将视觉皮层和额叶皮层区分开来。既然我们知道大脑的额叶皮层是用来思考的，那么，在其他条件相同的情况下，大脑皮层的这一部分越大，思考能力就越强。月状沟的位置表明了大脑的相对思维复杂度。因此，月状沟位置越靠后，思维越有机会得到延伸，物种就越聪明。
其次，乍得沙赫人用来连接多个大脑组件的部分很有可能不甚发达。这个部分被称为“后联合皮层”。大脑的这一区域同时连接多个区域，可加快思维速度。后联合皮层可让我们大脑的几个部分同时处理一个问题。
最后一点是，最初的人族大脑很小，体积平均为350~450立方厘米。这可能意味着它们小而简单的大脑无法像现代人类那样思考。
下一阶段，即霍洛韦的人族大脑进化理论的第一阶段，从约350万年前开始，当时出现了非洲南方古猿和阿法南方古猿。相对于其在早期人族中的位置，这些生物的月状沟已经进一步后移。我们之所以知道这一点，是因为其化石头骨（颅腔模型）内部的印痕。南方古猿的视觉皮层缩小了，而额叶皮层变大了，认知能力不断提升。
南方古猿的后联合皮层也更大。其大脑总体上显示出重组的迹象，更专业化的区域也变得越来越明显，体积扩大到约500立方厘米。
南方古猿的大脑（位于大脑皮层下的大脑）显示出不对称的迹象，左右半球呈现出不同特征。这在现代人类中是非常明显的，导致出现了一些关于“左脑人格”和“右脑人格”的浪漫化说法。
人类大脑的下一次进化发生在大约190万年前的直立人出现时。这时候，人类大脑已经变得更大更专业——这是一种无与伦比的认知能力组合。在人属出现之前的40亿年进化过程中，从未发生过如此现象。
这与霍洛韦理论的第二阶段相一致，其标志是脑容量和脑化的总体增加，以及类似现代智人大脑的不对称性的出现（例如，左脑负责语言和右耳的听力，右脑负责左耳的听力，等等）。在这一阶段，大脑开始在布罗卡区周围形成显著分区，这对于顺序行动很重要。他们也可能拥有更好的语言能力。智人出生后的发育程度会提升，在工具制造、狩猎等领域的社会学习能力也会提升。
在最后一个阶段，也就是霍洛韦的第三阶段，即大约50万年前，大脑的两个半球已经达到了最大体积和细化程度。
因此，直立人呈现出了现代人典型的大脑不对称特征，比如发达的布罗卡区。这意味着存在某种形式的语言，或者至少存在这种可能。当然，这并不奇怪，因为除了直接观察直立人的大脑外，其文化成就也证明了它们有语言。早期人属大脑的这些特征也意味着人属婴儿要花更长的时间才能完全成熟，因为脑细胞发育成熟所需的时间最长。因此，从这些变化中可以推断出直立人在狩猎、采集、觅食和繁殖策略方面具有社会学习能力。
现在，要避免得出错误印象，这很重要。直立人并不等同于智人。事实上，与智人相比，它们有许多许多缺点。尽管直立人已经很聪明了，但直立人相对于智人有几点不足之处值得讨论。
首先，其言语可能传不了太远。这是由于它们无法发出与现代人相同的元音范围，从远处可能很难听清它们在讲什么。另一方面，像皮拉罕人和其他群落一样，直立人有可能通过简单的叫喊和独特的音高模式来克服这种缺陷。无论是哪种情况，其言语都传不了太远，但这并不意味着它们没有语言。
与智人相比，直立人的言语可能听起来更混乱，更难听出词语之间的区别。这可能导致其交流效率低于现代人，但这并不意味着它们缺乏语言。歧义、同音异义、混淆和语境对某人理解他人所说话语的重要性，对现代言语也很关键。直立人可能说话说得含含糊糊，部分原因是它们缺少现代人的舌骨（hyoid，在希腊语中意为“U形”），也就是固定喉部的咽部小骨头。将舌骨连接到喉部的肌肉使用舌骨锚来抬高和降低喉部，发出更多种类的语音。直立人的舌骨形状更像其他人猿的舌骨，尚未呈现出智人和尼安德特人舌骨的形状（这两者几乎完全相同）。正如后面将会看到的，直立人非现代状的舌骨对言语和语言的演变具有深远的意义。
这些并不是直立人与其他人属物种之间唯一的区别。我们知道，直立人的前颌比现代人更突出，这可能会妨碍它们发出言语（但不会导致它们无法发出言语）。
这些身体差异的背后是直立人和智人之间的遗传差异。FOXP2基因虽然不是语言基因，但对人类认知和控制语言所使用的肌肉有着重要的影响。这种基因似乎是自直立人时代以来在人类身上进化而来的。FOXP2为人类提供了更强的言语控制能力。由于直立人的FOXP2基因较为原始，它们说话时喉音较少，因此对言语中感情的控制也较弱。FOXP2还延长了神经元，使认知更快、更有效。没有这个基因，直立人肯定会比现代人更“迟钝”，但这并不令人意外。
FOXP2基因的差异可能会导致直立人缺乏平行处理语言的能力，这也是它们思维迟缓的另一个原因。现代人类的FOXP2基因还增加了基底神经节的长度和突触可塑性，有助于运动、学习以及完成复杂任务。
因此，我们也不清楚直立人是否具有和我们同样程度的认知可塑性。与现代人相比，直立人可能是一种没有创造力的迟钝生物，但这并不意味着直立人是无语言的生物。正如我们已经看到的，直立人是那个时代有史以来最聪明的生物，只是没有智人那么聪明。二者智力上的差异可能很大，也可能比其大脑体积所显示出的差异要小。这方面还有很多我们不知道的东西。
直立人常用的工具在某些方面与更早的非人属灵长类使用的工具更为相似，这支持了其智力不发达的观点。直立人最简单的工具较为同质化和非组合化（不是由多个部件组成的，例如斧头没有柄）。而另一方面，复杂工具的最早证据在智人之前就出现了。这种工具是直立人（如果用更加精细的人属分类的话，也可以说是直立人的后代之一）制造的带柄长矛。当然，直立人也有用来在海上长距离航行的水上用具，这只能被归类为复杂工具。因此，考古记录中虽然没有出现复杂的石器，但它提供了间接证据，表明直立人的确用其他材料制作了复杂的工具。
再重复一下，基于石器的理论经常忽略来自非石器的证据。古人类学家约翰·谢伊认为技术和语言之间有着紧密的联系，他解释说，技术和语言的结构在某些方面是相似的，尽管他依据的几乎只有石器研究。当然，这在一定程度上是可以理解的，因为石器是唯一能够用于直接研究的工具。如果直立人有较为简单的技术，那么它们也会有较为简单的语言，这种说法很可能是成立的。然而，这一点都不明确。只聚焦于石器是不够的。较为简单的工具并不意味着缺少语言，甚至并不意味着语言的性质有所不同。一些古人类学家似乎将复杂的工具制作与复杂的语法混为一谈了，因为他们没有充分意识到现代语言在这方面的巨大差异——一些语言会使用复杂的词源工具，但句法可能没有这些工具所暗示的那么复杂。
文化和生物学共同解释了为什么智人的大脑没有出现明显的进化。智人似乎已经跨过了复杂性的门槛，已经能够很好地照顾自己，因此不再像以前那样需要进化的帮助。正如前面已经讨论过的，这可能来自智人不同的生活史、累积的文化知识、随着时间的推移而发展起来的语言以及不同动力驱动的大脑。现代人类因文化而生活、生存、繁衍后代。
这并不是说现代人类没有微观进化。可能现代人的大脑在产生更多可存活后代的方式上与其他人类不同。但目前还没有证据表明，智人的大脑正在变得更大、更专业化，无论是现在还是自智人诞生以来。也没有人声称，智人的大脑在未来不可能进化到现在的人类完全无法相比的地步。人们可以想象出比智人聪明得多的生物。但进化并不是想要创造脑怪，它只在乎创造出刚好足以繁殖可存活后代的生物。
还有另一件事。自然选择能让人变得更聪明的唯一方法就是让更聪明的人拥有更多的后代，但文化改变了一切。在全球范围内，文化对成员的关怀比人类历史上任何时候都更有效。在人类进化生态位的定义上，文化福利已经开始与自然的进化压力相抗衡。随着新的文化压力出现，传统的生物学压力变得相对不那么重要，文化由此创造了一个不再纯粹是生物学的生态位，改变了进化过程。那些没有现代人获得的文化支持水平就可能无法生存的个体，现在可以将其基因传递给可存活的后代。这可能是因为身体虚弱或天生羸弱的个体在培育文化的环境中没有进化上的劣势。这对人类有好处，因为文化生态位的变化有利于增加物种多样性，孕育更多的文化，提高那些曾经可能无法生存的人的变化机会和生存能力。优生学倡导改善人类基因遗产，但由于未能认识到文化塑造人类进化的力量，优生学错了。文化不仅是改善整个人类物种和所有人生存能力的关键，而且也将我们从绝对的生物性中解放了出来。
人类是通过可能让某些人感到惊讶的变化到达这个皮质稳定的阶段的。他们对安全、旅行、气候、住所和食物等挑战做出了创造性和文化上的回应。正如我们先前提过的，他们学会了烹饪食物，这反过来使他们可以吃更多的肉，从而有助于缩小他们的内脏。再次提醒大家，这样一来，过去用于消化食物的卡路里被释放到了人的大脑中。
结果就形成了现代大脑和身体，以及更强的人类思维、道德和情绪控制。这一进化过程清楚地揭示了器官的相互关系以及大脑作为整体器官在身体中的体现。人体的内脏更小时，大脑会更聪明。从直立人到智人，从某种意义上说，人类是自力更生的，他们依靠自己的力量，沿着进化和语言的轨迹前进。直立人开启了人类进入现代世界的漫长思考过程。
回顾人类大脑和文化进化的过程，可以发现一些很重要的现象，即早期人类加速的文化演变过程和长期文化停滞的现象。
随着智人的崛起，伴随着更快的文化变革，深刻的创新出现了。这就是为什么将智人时代（区分于其他人属物种）称为“创新时代”是恰当的。智人的创新比其他任何物种都要多。大约1万年前，在苏美尔和危地马拉，智人在地球（可能）相对的两边开创了农业经济，创新呈指数增长。然而，在农业崛起之前，创新似乎就发生了，发生的时间是在物种达到大脑和文化的临界值之后。但是，一个“时代”，无论是叫发明时代、模仿时代还是铁器时代，都不能体现种群的整体特征。在铁器时代，人们仍然使用木器，而在我们这个创新的时代，大多数智人并没有以任何有建树的方式进行创新。
要想了解人类的大脑及其如何承载多种来源的语言，我们必须求助于神经学、古神经学、考古学、语言学和人类学。必须通过关于神经多样性的临床和神经科学研究，从患有特定型语言障碍（SLI）、失语症或自闭症谱系障碍（ASD）等疾病的人那里了解。人类需要将其大脑与早期人猿的大脑进行比较。
正如直立人首先认识到的那样，没有哪个大脑是一座孤岛，人脑是联网的。首先，大脑在身体中是网络化的，在进化层面和生理层面上与其他器官相连。但同样重要的是，大脑还与其他大脑相互连接。正如哲学家安迪·克拉克（Andy Clark）多年来所宣称的那样，文化“大大扩充”了我们的大脑。大脑是与文化海洋中其他脑器官相连的器官。这一点值得强调。事实上，没有这个概念，人们就无法理解大脑在语言和进化中的作用。这就是为什么必须审慎接受这个流行但非常具有误导性的想法，即大脑是一台计算机，一个非常不同于寻常器官的人工制品。事实上，电脑没有文化。
应该问的问题是，大脑的构造、功能和整体结构如何帮助我们理解作为人体众多器官之一的大脑在身体中的作用？文化如何帮助我们将大脑理解为众多大脑社交网络的一部分？最后，为了我们的目的，我们提出这个“关键问题”：大脑需要成为什么样子才能让其主人拥有语言？最好的结论是，大脑是一个多用途的器官，是为快速灵活的思考而进化出来的。它必须为任何事情做好准备。正因为如此，它与其他物种的大脑相比，不那么依赖本能或任何其他形式的预先规定的知识。
幸运的是，自然选择扩大而不是缩小了人类的认知选择。这种自由照亮了我们使用和拥有自然语言和其他高级认知能力的道路。然而，当我们因为不同的认知或语言障碍而失去其中某种自由时，我们大脑的性质会更清楚地显露出来。这就是为什么有必要仔细研究与正常语言活动相关的能力出现的故障。这些语言障碍可能会妨碍人们正常参与对话，组织或理解句子，或者在正确的语境中使用正确的单词。令人惊讶的是，从这样的研究中得出的结论是，几乎没有证据表明人类大脑具有专门化的语言基因组织。这一惊人的论断得到了一个事实的支持：迄今为止，没有令人信服的证据表明存在特定的可遗传语言缺陷。语言障碍源于其他身体或精神问题。
这可能会让人感到意外，但如果真的有专门用于语言的组织或神经元网络，可能会更让人意外。因为造就语言的是人类的神经可塑性（在一定程度上，神经可塑性是指神经元改变自己，以更好地适应其所属有机体的需求的能力）。当然，还有突触可塑性——神经元之间的连接（突触）在人类学习、成长或遭受大脑损伤时发生改变的能力。
可以做到这一点的不只是人类。人们发现，如果一只夜猴的第三指被切断（一个令人毛骨悚然的实验，我希望能终止），那么它的大脑就会发生变化。夜猴的每个手指都对应着大脑不同的区域。手指被切除后，与那根手指相关的区域将承载其他大脑功能。换句话说，夜猴的大脑是灵活的。人类大脑更是如此。完好的神经元能在其他地方派上用场时，大脑是不会让它们闲置的。就像《终结者》里的阿诺·施瓦辛格一样，人类的大脑会在受损区域周围重新布置，并重新利用那些不再需要执行其原有功能的未受损区域。
人类大脑在一生中也会经历巨大的突触变化。大脑确实会改变——增加连接，从而产生更多的白质，以适应新的文化环境或身体状况，如大脑损伤。突触修剪和在大脑中建立新的突触连接是青春期前人类大脑发育的显著特征，因此，这一时期被称为人类发育和学习的“关键期”。目前尚不清楚这个阶段在认知（如语言学习）理论中是否如有时所声称的那样至关重要，但它肯定是人类认知发展和神经可塑性的重要组成部分。
如前所述，大脑不是计算机。在当前背景下再次强调这一点很重要，因为它是许多语言学家、认知科学家和计算机科学家的核心信念。把大脑看作机器的愿望可以追溯到伽利略把宇宙比作时钟的想法。
这个比喻的吸引力显而易见，因为计算机和大脑都处理信息。但是，将一个生物器官，无论是大脑还是心脏，想象成一台计算机，对于人们理解它们是一个障碍。举个例子，大脑似乎不像计算机那样被组织成不同功能的独立模块（或工作单元）。另外，大脑是在没有干预的情况下进化的，它是生物性的。对这个问题的一个常见回答是，计算机是由什么构成的并不重要，重要的是它做什么，如何做。然而，大脑赖以生存的生物性物质离不开与生物组织和生物液的相互作用，而生物组织和生物液将大脑作为系统的一部分与重要的非计算功能（如爱）联系在一起。人们可以用人类的神经元制造一台计算机，但它仍然不是大脑。与计算机不同的是，大脑的构成和位置都很重要。现在人们可能会回应说，计算机也是网络的一部分，连接到电网并通往其他计算机，等等，但神经学终究与电子学不同。计算机没有生物功能、情感和文化。
另一个区别是，计算机除了运行程序，其他什么也不做。而大脑虽然并没有真正的软件，但是有一些人将某些现象看作一种软件，一种“生物程序”，来解释语言学习。但这一比喻未能回答人类在进化过程中遇到的各种问题，未能解释人类进化过程中出现的各种事实。所有人都没有与生俱来的概念性内容的来源。概念从来不是天生的，它们是习得的。正如由亚里士多德提出、阿奎那对其加以解释的那样，“智力中没有什么东西不是首先在感官中出现的”（Nihil est in intellectu quod non sit prius in sensu）。
另一方面，知觉能力（视觉、听觉、感觉、味觉和某些情绪，如恐惧）似乎是天生的。这种先天的生理倾向是在语言习得和文化演变过程中形成的。有些人在收集数据时更多地使用视觉而不是听觉。人类对彼此的情感需求和社会交往的渴望有利于语言的发展。所以大脑肯定具有特定个体属性。但更重要的是，要避免把大脑想象成一个特定概念区域的囊胚，一台计算机，或者是关于一切实际知识的预先编程而成的东西。
能量消耗是一些生物在进化过程中跳过大脑的原因之一。大脑消耗的能量很多。人脑平均每天消耗大约325~350卡路里的热量。这大约是人类休息时平均每天摄入的热量（1 300卡路里）的1/4，活跃人士每天燃烧的热量（2 400卡路里）的1/8。换句话说，大脑是需要高度维护的设备。正如研究人类脂肪消耗系统演进的专家所观察到的：
与其他与我们身材相仿的灵长类和哺乳动物相比，人类每天分配给大脑的能量比例要大得多。我们分配给大脑新陈代谢的能量占有很高的比例，这对我们的饮食需求具有重要意义。为了适应我们较大的大脑的高能量需求，人类吃的食物质量比我们的灵长类亲戚要高得多（能量和脂肪密度更高）……平均而言，我们摄入的膳食脂肪比其他灵长类动物要多，而且对大脑发育至关重要的长链多不饱和脂肪酸（LC-PUFA）摄入量也要高得多。
除了消耗卡路里之外，一些生物缺乏大脑的另一个原因是冗余。寄生虫可以在人类肠道中生活，不需要思考，宿主的大脑决定吃什么，它们就跟着吃什么。它们不需要大脑，因为它们用我们的。为什么要浪费这个资源呢？缺乏大脑的最后一个原因是没有正确的进化历史。对人类来说，这段历史比其他任何动物都复杂。在过去的200万年里，人类的大脑、身体和文化都在一个巨大的共生关系中进化了。身体（包括大脑）与文化的关系，就像蜂鸟为花朵授粉一样。人类的身体和大脑是由文化增强的，就像文化本身是由我们的思维和语言增强的一样。自北美人类学的奠基人之一弗朗茨·博厄斯（Franz Boas）以来，我们就知道文化会影响体型、语言的使用、我们所谓的“天赋”，以及人类表型的其他方面。如第1章所述，双重遗传理论，也称为鲍德温效应，指出文化会间接影响基因型本身。自然选择有利于我们等位基因的改变，这些改变产生了文化想要我们的表型出现的成分。
现在总结一下我们对大脑的了解。人类体积相对较大的大脑只有克服三个重大缺陷才能进化。首先，我们已经知道，脑组织是人体代谢耗能最高的组织之一。第二个问题是更大的大脑需要更长的时间才能成熟。人类儿童至少有12年的时间无法自卫、谋食、穿衣和庇护自己，在有些文化中甚至更长。最后，较大的大脑的第三个重大缺陷是两足动物的矛盾需求：一方面需要臀部狭窄，以便移动，另一方面是需要足够大的产道以产下大脑袋的婴儿。由于产道很狭窄，婴儿大脑较大可能会导致母亲在分娩时死亡。产道狭窄，母亲就能走路，而大脑体积大，孩子则能思考。
这就提出了一个问题：大脑需要多大才能支撑人类的智力。许多古神经学家使用了脑化指数（Encephalisation Quotient）这一概念。这是一个物种的大脑与其体形相仿的哺乳动物的大脑的平均体积之比。脑化指数背后的理论是，智力的增长并不取决于大脑的绝对大小（抹香鲸的大脑大小约为8 000立方厘米），而是取决于物种的大脑与身体的比例。这似乎确实是一个相对可靠的观点。印第安纳大学的托马斯·舍尼曼提出了这样的见解：大脑的绝对大小也很重要，因为较小的大脑无法实现的大脑的专门化。舒尼曼列举了直立人、人属其他物种以及所有其他生物拥有更大大脑的几个好处。
首先，“脑化程度高的物种……倾向于战略性地觅食（或狩猎），而且会在觅食过程中考虑其食物（或猎物）的习性，而脑化程度低的物种倾向于依靠机会来捕食（或狩猎）”。此外，“随着大脑体积增加，大脑皮层不同区域之间的直接联系越来越少”。这种连接性改变的结果是，“随着大脑体积增加，各个区域越来越能够独立于其他区域进行处理……这种独立性使得并行处理变得越来越有可能，这造成了重大的结果，因为它催生了行为反应的高度复杂性”。
苏珊娜·埃尔库拉诺-乌泽尔在其2016年的著作《人类优势：人类大脑与众不同的原因新解》中指出，人类的大脑之所以优越，部分原因在于我们的神经元密度更大——我们每立方厘米有更多的神经元，它们之间的联系也更多。
如果我们认为文化会影响一个人的行为、外表、智力和表型的其他方面，那么我们会得出这样的结论：关于我们大脑最重要的问题不是“大脑中的什么东西让语言成为可能”，而是“大脑、文化和它们之间的相互作用是如何共同产生语言的”。答案是，随着时间的推移，双方都在帮助对方进步。因此，如果不了解大脑的进化，就无法理解语言的进化。同样，如果不了解文化的演变，就无法理解大脑。
要理解600万年前人族与其他灵长类动物分道扬镳（无论是通过地猿、乍得沙赫人还是图根原人）时人族大脑的进化，我们不仅要知道人类大脑是如何变大的，还要知道它为什么会变大。我们知道，脑容量从南方古猿时代的大约500立方厘米增长到大约1 300立方厘米，只花了12.5万代（300万年）的时间。要理解为什么会出现这种增长，就有必要了解当代智人的大脑，并根据化石和文化证据找出理解大脑进化的方法。环境发生了一些变化，迫使人类大脑扩大以获得更好的智力。幸运的是，我们知道这些变化的起点是南方古猿，我们对人族进化的终点——智人——也了解甚多。我们只要解答南方古猿是如何进化为智人的就可以了。这需要我们弄清楚这个过程当中的各个阶段。因此，有必要研究化石记录中关于大脑进化的证据，以及可能对人类大脑进化造成选择性压力的环境变化。
大脑生长和发育的一个方面，即脑化，是很容易观察出来的。体形大的生物往往拥有更大的大脑。化石表明，人的体形增大时，大脑也在增大。这个公式看起来很简单——身体发育，大脑也随之发育。那么，大脑只是随着身体生长而来的吗？也许不是。事实上，脑化与身体生长的关系可能恰恰相反。可能是外部压力导致了大脑的生长，也导致了人体的变大。大脑和身体的大小是由一些相同的基因控制的。正如马克·格拉博夫斯基（Mark Grabowski）所说：
结果表明，在整个人类的进化过程中，增加大脑体积的强选择是大脑和身体的大小都在增加的重要原因，而在从南方古猿到直立人的转变过程中，这两种特征增加的唯一原因也在于此。这重要的转换对人类起源的适应说有深刻影响。
而且，他还说：
可能只是一个更大的大脑需要一个更大的身体来满足其日益增长的能量需求，脑—身体共同变异而产生的进化约束是维持这种关系的一种方式。
这一切都意味着大脑和身体的大小是先有鸡还是先有蛋的问题。要么大脑进化了，身体也随之进化，要么身体进化了，大脑随之进化。但无论哪个在先，我们都要不断去理解导致人类智力增长的压力。我认为，看待这个问题的最好方法是，就像生物发展和生存的许多方面一样，把它看作一种共生现象——两个或多个生物或生物的一部分（比如大脑）一起发展或进化，彼此需要，相互影响。
大脑的构造和大脑作为人类身体和文化的一部分的功能会影响我们对大脑和语言进化的理解，考虑到这一点，我们有必要回到古神经学来进行进一步讨论。我们需要认真考虑的是，从理解人类进化的角度来看，人类的大脑在进化过程中成长得如此之快，相对于身体的其他部分而言，已经达到了如此巨大的体积，这在过去意味着什么，现在还在起着什么样的作用。正如神经语言学家约翰·英格拉姆（John Ingram）所言，这代表了进化时期“大脑的失控增长”。
古人类学家迪恩·福尔克（Dean Falk）对大脑的体积和生长进行了精彩的讨论，他将雷蒙德·达特（Raymond Dart）发现汤恩（Taung）幼儿化石——由澳大利亚古生物学家彼得·布朗（Peter Brown）和迈克尔·莫伍德（Michael Morwood）在弗洛雷斯岛发现的一种直立人微小变种的化石——比作发现“霍比特人”。人们早就知道直立人是在大约90万年前到达弗洛雷斯岛的，并在那里建立了一个强大的文化前哨基地，但“霍比特人”的发现出人意料。关于它们的第一个问题是：“它们为什么这么小？”另一个是问题是：“它们是如何与智人共存这么久的？”霍比特人显然一直存活到1.8万年前，甚至1.4万年前。由于大多数研究人员认为，除了尼安德特人以外的所有非智人人属物种在大约20万年前已经灭绝，因而这是一个令人震惊的发现。
这些人现在被称为弗洛雷斯人（Homo floresiensi），它们的大脑比其直立人祖先的大脑要小得多。事实上，弗洛雷斯人的大脑比许多南方古猿小，大约426立方厘米。直立人大脑体积惊人地缩小，这对于理解人类智力的发展意味着什么？霍比特人的大脑体积更小，这是否表明它们的智力有所降低？如果是这样，这将代表着进化中有趣的倒退。霍比特人的大脑体积和南方古猿差不多，并且身高都是3英尺11英寸（1.19米），但前者是和后者一样聪明，还是更聪明，抑或没有那么聪明？弗洛雷斯人是否和其他直立人一样聪明，尽管其大脑还不到几十万年前离开非洲的直立人的一半？
根据弗洛雷斯人对工具的使用和其他考古证据，它们似乎比南方古猿更聪明。有证据表明它们拥有文化，至少在工具使用和制造方面是如此，而且正如前面讨论过的那样，我们也发现了其祖先最初航行去弗洛雷斯岛的证据。霍比特人可能已经失去了其祖先的文化，但这并不是令人信服的推测，因为我们知道它们会用火，会用经过打磨成型的石器处理木头和骨头等较软的材料。然而，这意味着智力不仅仅完全取决于大脑的体积。除了头骨大小之外，没有证据表明弗洛雷斯人的智力逊色于直立人。事实上，如果它们同样聪明，那么这就提出了一个问题：直立人的大脑体积大约是现代人的2/3，它是否可能和智人一样聪明呢？问这个问题的意义在于，如果一个人正在寻找与过去人类的智力有关的证据，那么文化证据可能比物质证据更重要。大脑大小本身不能反映智力，这就意味着要理解人族祖先的大脑，我们需要了解它们的细胞结构、神经密度、文化和语言的精确信息。以当前的数据和方法，我们不可能了解这些信息。
综上所述，考古学记录支撑了这样一种观点：使语言成为可能的是一般智力，而非像某些人假设的那样，大脑先天就拥有语言专区。大脑中没有发现先天的语言专区。如果这个观点是正确的，那么有人可能会认为，依赖于大规模非先天的专门神经连接可以带来更大的可塑性。大脑区域的专门化在很大程度上是由于相关大脑区域的细胞结构，加上个体（其生命道路）本身的发展，包括其在生理、文化和个人心理层面的发展。然而，总体而言，当大脑的主人在世界上活动时，大脑会同时调动所有的力量。
因此，关于弗洛雷斯的霍比特人，我们要吸取的一个教训是，由大脑形态来推断智力高低是一件冒险的事情。当然用这种方法可以解释一些迹象，例如我们知道的，大脑不同区域的发育与现代人类的智力、语言、计划和问题解决有关，但是，我们从头骨研究中获得的知识仍然不足以让我们理解人类智力的增长，这种知识必须让位于文化证据。如果没有直立人在村庄、航海、工具等方面的证据，我们很有可能会断言，由于其大脑体积为950立方厘米，与现代人相比，直立人只不过是愚蠢的野兽。而与此相反，文化证据表明，这种推测是毫无根据的。我们从文化证据中看到的是，直立人是聪明的，有能力使用人类的语言，掌控环境。
英国人类学家罗宾·邓巴（Robin Dunbar）声称，促使人类更聪明的主要动力是社会复杂性的增加。邓巴认为并不是生态变化所带来的问题促进了人类智力的增长，而是人类社会规模的不断扩大给人们带来了智力和脑化的压力。人类在更大更复杂的群体中生活。他们的群体大小和复杂性超过了其他所有灵长类动物。邓巴的论点与社会关系数量的指数增长有关。即使是整体群体规模适度增长也会造成社会关系数量呈指数增长。与人类关系最近的黑猩猩生活在大约由50个个体组成的社会群体中，而每个人类采猎群落平均约有150个个体，这个大200%的群体所需要维持的社会关系数量给大脑增加了巨大的压力。社会的个体成员就像大脑中的神经元一样，数量越多，它们之间的联系就越多。换句话说，就像神经元之间的关系使大脑如此复杂一样，随着社会成员数量的增加，社会关系呈指数增长，需要更多的智力来维持这些关系，至少邓巴是这样认为的。换句话说，随着群体规模的增长，人类大脑皮质也会随之增长。
为了证明这个假设，邓巴指出，很多物种的皮质大小都会随群落大小而变化。当然，有人可能会说邓巴是本末倒置。也许是大脑的发育和更强大的智力使人类的社会关系得以发展，而不是相反？但因果关系支持邓巴的论断：社交规模→大脑体积，而不是大脑体积→社交规模。如果一个人在社会变革之前有一个更大的大脑，那么他可能更愿意成为一个隐士。也就是说，如果率先增加的是大脑体积，产生的就可能是不同的社交模型；但如果率先增加的是社交规模，那么它确实会对大脑施加压力，迫使其适应新的社交规模。
另一个诱发智力增长的社会压力是合作的增加。人类聚集在一起时，他们开始一起工作。通过合作，最早的人类群体得以存活。当然，在绝大多数团队中都会有一两个浑水摸鱼者，他们满足于从别人的努力中获得充分的利益，而自己却不尽力付出。因此，为了让团体关系更有效地运作，自然选择会趋向于更高的智力，以发现欺诈者。
正如我们所看到的，达尔文很早就注意到性选择是进化改变的主要力量。性选择可以对美丽（如雄性孔雀的羽毛）和一些身体特征做出解释，如人类女性相对于其他灵长类动物拥有较大的乳房（甚至早期的人族男性就更喜欢看起来胸部丰满的女性），人类男性拥有更长的阴茎。
自然选择偏好更高智力的另一个原因可能是，智力更高者更有可能躲过心智或神经系统疾病（如脑膜炎）的侵害，这些疾病的副作用会降低幸存者的智力。这反过来又促进了性选择，因为男性和女性更喜欢那些从疾病中幸存下来的、受疾病损伤较小或长期影响较小的伴侣。
很可能上述所有原因都是促成人类智力提升的自然选择压力。然而，似乎哪一个都不是促成我们认知能力重大飞跃的主要贡献者。事实上，认为“聪明”只能通过大脑化石的体积或大脑的整体体积来理解，甚至可以证明大脑的这个或那个区域更好或不够发达，似乎并不谨慎。智力并不只是随大脑大小或大脑组成部分的大小而变化的。如果是这样的话，那么在现代人当中，男性几乎总是比女性更聪明，因为男性大脑几乎总是比女性的大，而且通常要大得多。一些现代欧洲女性的大脑只有950立方厘米左右，与直立人的大脑几乎一样大。然而，她们看起来的确和拥有更大大脑的现代男性一样聪明。
那么，是什么使人类获得了与大脑体积、细胞结构、突触复杂性、白质、胶质细胞等等都有关系的更高智力呢？人类智力进化的最强大推力很可能是语言和文化的结合，这可以通过符号、语法、音调和手势的使用而表现出来。人们开始使用这些方法交流时，他们可以一起思考，增强彼此了解周围世界和预测未来形势的能力。这样一些问题开始占据智人祖先的脑海：“几秒钟后那只动物会跑到哪里？”“火会往哪个方向烧？”“什么时候会再下雨？”“这条河流向哪里？如果沿河而上，我会发现什么？沿河而下，又会发现什么？”在提出这些问题的同时，人类需要使用语言来让社交互动产生秩序，为亲属和其他关系命名，这使其认知能力有了普遍的提高。
现在我们大体上对大脑进化有了一些了解，我们需要问下一个问题。人类大脑中有哪些特定特征决定了我们的语言能力？这些特征是专用于语言的吗？还是说它们同时也会扮演其他角色？这是认知科学和古人类学数十年来争论的核心问题。
1.拉尔夫·霍洛韦、道格拉斯·C.布罗德菲尔德（Douglas C. Broadfield）和迈克尔·S.袁（Michael S. Yuan）合著的《人类化石记录，第三卷：大脑内分泌：古神经学证据》（The Human Fossil Record, vol. 3: Brain Endocasts: The Paleoneurological Evidence，约翰·威利父子公司，2004年）。
2.布罗卡区是大脑中经常被看作语言区的区域。我们将在下面的第6章和第7章中详细讨论这一问题。——作者注
3.白质是因其白色（因为脂肪）物质（用术语来说是髓鞘）而得名的，这些物质围绕着连接不同大脑部位的神经纤维，用于高级认知功能。参见：提摩太·凯勒（Timothy A. Keller）和马塞尔·亚当·贾斯特（Marcel Adam Just），《改变大脑皮层连接：矫正引发的阅读困难者的白质变化》（Altering Cortical Connectivity: Remediation-Induced Changes in the White Matter of Poor Readers），《神经元》（Neuron）64（5），2009：624-631；doi：10.1016 / j.neuron.2009.10.018。——作者注
4.哲学家罗伯特·布兰顿（Robert Brandom）在其著作中提到了这一点，比如在《使之清晰》（Making it Explicit，哈佛大学出版社，1998年）中，他给出了一些令人信服的理由来证明我们只有通过使用概念来推断才能习得概念，也就是说，我们可以说，人类只有在充分了解了概念并将其用于推理之后，才能拥有概念。在《心灵的暗物质》中我从一个非常不同的角度提出了类似的观点。——作者注
5.威廉·R. 伦纳德（William R. Leonard）、J. 乔希·斯诺德格拉斯（J. Josh Snodgrass）和马西娅·L. 罗伯逊（Marcia L. Robertson），《人类脂肪摄入和代谢的进化学观点》（Evolutionary Perspectives on Fat Ingestion and Metabolism in Humans），载于让-皮埃尔·蒙马耶尔（Jean-Pierre Montmayeur）和约翰尼斯·勒库特（Johannes le Coutre）编的《脂肪检测：口味、口感和摄食后效果》（Fat Detection: Taste, Texture, and Post Ingestive Effect，CRC出版社/泰勒·弗朗西斯集团，2010年），第1章；www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53561/。
6.印第安纳大学古人类学家托马斯·舍尼曼（Thomas Schoenemann），《人脑大小和功能区域的进化》（Evolution of the Size and Functional Areas of the Human Brain），《人类学年度评论》（Annual Review of Anthropology）35，2006：379406；www.indiana.edu/~brainevo/publications/annurev.anthro.35.pdf。
7.托马斯·舍尼曼，《大脑大小的意义：概念复杂性的演变》（The Meaningof Brain Size: The Evolution of Conceptual Complexity），载于凯西·希克（Kathy Schick）、道格拉斯·布罗德菲尔德、尼古拉斯·托特（Nicholas Toth）和迈克尔·袁编的《人类大脑进化：纪念拉尔夫·霍洛韦的古神经学研究》（The Human Brain Evolving: Paleoneurological Studies in Honor of Ralph L. Holloway，石器时代研究所出版社，2010年），第37—50页。
8.马克·格拉博夫斯基，《大脑越大，身体越大？人类大脑和体型的相关进化》（Bigger Brains Led to Bigger Bodies?: The Correlated Evolution of Human Brain and Body Size），《当代人类学》（Current Anthropology）57（2），2016：174：DOI：10.1086/685655。
9.福尔克在一本有意思的书中给出了古神经学领域最受欢迎的阐述。《化石编年史：两个有争议的发现如何改变我们对人类进化的看法》（The Fossil Chronicles: How Two Controversial Discoveries Changed Our View of Human Evolution，加州大学出版社，2012年）。
10.德国马克斯·普朗克研究所的研究员戴维·吉尔（David Gil）告诉我，在当代印尼人的民间传说中，森林里有类似人类的小型生物的踪迹。想到霍比特人可能仍然存在，或者有关它们的故事可能在1.8万多年前进入印尼地区的文化，并且现在仍然流传着，这是很有趣的。然而，令人不那么兴奋的是，吉尔听到的描述更有可能是完全虚构的，是当地文化的产物。它与小直立人的相似之处可能只是巧合。——作者注
11.在灵长类动物中，人类男性拥有相对于体形而言最长的阴茎。这可能是因为人类是灵长类动物中唯一习惯于面对面交配的动物，这反过来又可能加强了男女之间的结合。换句话说，无论出于何种原因，人类女性可能更容易被基因更优质的男性吸引。——作者注
12.胶质细胞和肥大细胞构成了大脑神经免疫系统的一部分，与保护身体其他部分的免疫系统是相互独立的。——作者注
