為了理解科學之根源，我們必須回過頭去審視人類物種之根源。人類的獨特之處在於我們被賦予了理解自身以及世界的能力和渴望。正是這種偉大的天賦將我們同其他的動物區分開來，這也是為什麼我們會拿豚鼠和小白鼠來做研究，而不是它們來研究我們。求知、推理以及創造的渴望，經過數萬年的鍛煉，使我們掌握了生存的工具，使我們能夠建造一個屬於我們自己的獨特的生態世界。通過使用智力，而不是體力，我們可以根據自己的需要來改造我們的環境，而不是讓環境來改造或者打敗我們。歷經數百萬年的進化，我們大腦的思考力和創造力幫助我們戰勝了挑戰我們身體力量和敏捷度的各種障礙。
我的兒子尼古拉小的時候常常喜歡抓小蜥蜴來當作寵物——如果你生活在南加州你也可以這麼做。我們注意到當我們走近這些動物時，它們首先會一動不動，然而接下來我們正要伸手抓它們時，它們就會逃之夭夭。最後我們想出一個法子，我們帶上一個大盒子，在蜥蜴溜走之前把它扣在下面，然後再從下面塞進一個蓋子，抓捕工作就算完成了。從個人角度講，如果我走進一條陰暗的被遺棄的街道，看到什麼可疑的動靜，我不會待著一動不動；我會立即跑到街道的另一頭。所以我可以有把握地斷定如果有兩個大型肉食動物向我走來，還拿著一個巨大的盒子，我會想到最壞的一面，然後馬上逃走。可是蜥蜴不會這麼質疑它們的處境。它們純粹是根據本能做出反應。毫無疑問這種本能在尼古拉和盒子出現之前的數百萬年裡讓它們活了下來，但現在它們卻失敗了。
人類的肢體構造或許並不是進化的終極樣本，但我們確實有能力用推理替代本能，並質疑我們的環境。這正是科學思維的先決條件，它是我們這個物種最重要的特質。我們的歷險就從人類大腦的進化開始，從它獨有的天賦開始。
我們稱自己為「人」屬物種，但「人」這個詞實際上並不單指我們——現代智人——它是整個人類種屬的統稱。這個種屬還包括其他的物種，如能人和直立人，但這些近親早已滅絕。在進化這項淘汰制錦標賽中，所有其他的人屬物種都被證明失敗了。只有我們，憑借思考的力量，贏得了生存挑戰（至少現在如此）。
有人說猶太人是猴子的後裔。但實際上猶太人——也包括所有其他人種——並不是從猴子進化而來的，而是從類人猿和老鼠，或者至少類似老鼠一樣的生物進化而來的。1在科學文章中被稱為中古獸（Protungulatum donnae）的生物，是我們的太太太……祖母——我們遠古時代的靈長類，以及其他類似我們的哺乳類動物的共同先祖——這種看上去十分可愛，有著毛茸茸尾巴的生物體重不到半磅（0.23千克）。
藝術家描繪的中古獸
科學家相信在660萬年前這種小型動物在它們的棲息地裡快樂地生活，不久之後一顆直徑6英里（9.66千米）的小行星撞擊了地球。這次災難性的撞擊在空氣中揚起足夠多的塵埃，遮蔽了陽光很長時間——並產生足夠的溫室氣體，氣溫急速上升。黑暗和隨後的高溫殺死了約75%的植物和動物，但我們是十分幸運的：在它創造的生態圈裡那些生育幼崽的動物可以存活並繁衍生息，而不會被飢餓的恐龍和其他獵食者吞食。在隨後的數十萬年中，新的物種不斷出現，又不斷消失。中古獸大家族裡的一支進化成了現代猩猩和猴子的祖先，接著又進一步分化，進化出我們現存的近親，黑猩猩和倭黑猩猩 (小型的黑猩猩），以及最終，有了你，本書的讀者和你的人類同伴。
現在大多數人能夠接受我們的「祖母」長著尾巴並以昆蟲為食這個事實了。但比起接受事實我還想更進一步：我對人類的祖先，以及它們生存的故事和文化的進化非常興奮和著迷。我認為我們的先祖由老鼠和猿猴進化而來是自然界最酷的事情之一：在我們這個神奇的星球上，一隻老鼠再加上660萬年就能製造出一個研究老鼠的科學家，並由此發現他們的進化之根。沿著這條進化之路，我們產生了文化、歷史、宗教和科學，我們用混凝土和鋼鐵建造的閃閃發光的摩天大樓代替了我們祖先用樹枝搭成的巢穴。
這種智力上的發展一直在神奇地加速。大自然花費600萬年製造出人類的祖先——「猿猴」；我們身體上的進化發生在區區100萬年的時間裡；我們文化的發展則只用了1萬年。正如心理學家朱利安·傑恩斯所說：「所有的生命進化到某一點，接著我們轉向了正確的方向，然後開始爆炸式發展。」2
動物大腦第一次進化最初始的原因是為了更好地運動。運動能力——尋找食物和藏身之地，躲避天敵——當然是動物最根本的特質之一。回頭看看諸如線蟲類、蚯蚓以及軟體動物的進化史，我們發現最早類似大腦的器官主要是按正確的順序刺激肌肉來控制運動。但如果沒有觀察環境的能力，運動也沒有多大意義，即使是最簡單的生物也有感知周圍環境的方式——比如，單細胞動物會對某種化學物質或者光子做出反應，通過向控制肌肉的神經發送電脈衝來實現運動。在中古獸出現的時候，這些對化學物質或者光照敏感的單細胞動物逐漸進化出了嗅覺和視覺，控制肌肉運動的神經中樞進化成了大腦。
沒有人知道我們祖先的大腦是如何劃分出不同的功能區的，但即使在現代人類的大腦中，一多半的神經元是用來控制運動以及其他5種感官功能的。從另一方面講，讓我們的大腦區別於其他「低等」動物大腦的部分所佔比例相當小，而且還是後來出現的。
大約在300萬~400萬年之前，第一種類似人類的生物出現在了地球上。3我們直到1974年才知道這種生物的存在。那天非常炎熱，一位來自伯克利人類起源學院，名叫唐納德·約翰松的人類學家被一小塊突出於灼人的地面的手臂骨絆倒。這塊骨頭發現於埃塞俄比亞最北端一個乾涸的溝壑裡。約翰松和一個學生很快挖出了更多的骨頭——大腿骨、肋骨、脊椎骨，甚至一小塊下顎骨。一切都顯示，他們發現了半具女性骸骨。她有女性的骨盆，顱骨較小，短腿，長長的懸垂的手臂。她可不是你想要邀請去舞會的女伴，但這位320萬歲的老太太被認為和我們的過去存在著某種聯繫，她屬於一個過渡性物種，很有可能就是我們整個種系的祖先。
約翰松將這個新物種命名為南方古猿（Australopithecus afarensis），意思是「阿法爾南部猿人」，阿法爾是他在埃塞俄比亞發現這個物種的地區的名字。他還給她取了個名字：露西，名字源自披頭士的一首歌，《露西在綴滿鑽石的天空》，約翰松和他的團隊在營地慶祝時收音機裡播放的就是這首歌。安迪·沃霍爾說每個人都有15分鐘的出名機會，幾百萬年之後，這個女人終於等來了她的機會。或者更確切地說，只有一半的她出了名，她的另外一半一直沒有找到。
人類學家能從半具骸骨上看出這麼多的東西，實在令人驚歎。露西巨大的牙齒，以及為了適應磨碎食物而生的下頜，表明她是以植物為食的，她的食物由粗糙的植物根莖、種子、外皮堅硬的水果構成。4她的骨架證明她有一個大肚子，這很有必要，因為只有這樣她才有足夠長的腸道來消化她為了生存需要攝入的大量植物。更重要的是，她的脊柱和膝蓋構造顯示她或多或少能直立行走。5 2011年，約翰松和他的同事在附近發現了另一塊露西同類的骨頭，這塊骨頭和人類足部的骨頭很相似，足弓適合行走，而不是用來抓取樹枝。露西的同類經過進化，從生活在樹上，轉而適應了地面上的生活，這使得他們可以穿過森林和草地的混合生態圈去找尋地面上新的食物來源，比如富含蛋白質的植物根莖。許多人相信，正是生活方式的轉變才促使整個人類物種出現。
想像一下你生活在一個屋子裡，你的母親就住在隔壁，她的母親又住在她的隔壁，如此繼續下去。人類的傳承並不是線性的，而是有複雜的分支。想像一下開車穿過那樣一條街道，從現在開往過去，你會遇到一代又一代的祖先，這應該很有趣吧。如果你真這麼做，你差不多需要開上4 000英里（6 437.38千米）才能到露西的家，這個只有3.7英尺（1.28米）高、65磅重（29.48千克）的渾身長毛的女人在你眼裡恐怕更像是一隻黑猩猩，而不是你的親戚。6你在半路上還會經過另一位祖先的家，他和露西之間隔著10萬代，這一物種和今天的人類已經十分相似了，從骨骼——以及據科學家推斷——和大腦上看，可以將其劃歸人屬了。7科學家把那個200萬年的古老物種命名為能人，或者「手巧的人」。
能人生活在遼闊的非洲大草原上，當時由於氣候變遷，森林面積開始縮減。這些草原並不是舒適的生存環境，因為許多恐怖的捕食者生活在這裡。此外，能人還要和一些不那麼危險的捕食者競爭食物。能人生存的一個途徑是使用他們的智慧——他們擁有一個全新的、容量更大的大腦，體積如同一個葡萄柚。按照水果沙拉來衡量腦容量的話，他們比我們的羅馬甜瓜要小，但卻是露西橘子[1]般大腦的兩倍。
在對不同物種進行對比時，我們根據經驗可知，在智力水平和大腦容量相對於身體體積之間有一種大致的關聯。因此，從他大腦的容量我們可知能人在智力水平上比露西和她的同類有了很大的提升。幸運的是，我們能夠估測出人類和其他靈長類動物大腦的體積和形狀，即使這些物種已經滅絕很久，但因為它們的大腦緊密地貼著顱骨，只要能找到一個靈長類動物的頭骨，我們就可以復原曾經裝在其中的大腦。
為避免有使用帽子的尺碼來替代智力測試的嫌疑，我應該再加上一條聲明，當科學家聲稱能夠通過比較腦容量來測試智力時，他們指的只是對不同物種的平均腦容量進行比較。即使同屬於一類物種，腦容量也會因為個體的差異而有很大的不同，但在同一類物種中，腦容量和智商之間並不存在直接的關係。8比如，現代人類大腦的平均重量是3磅（1.36千克）。然而英國詩人拜倫的大腦重量達到了5磅（2.68千克），而另一位法國作家，諾貝爾獎得主阿納托爾·弗朗斯大腦的重量只有2磅（0.91千克）多一點兒，愛因斯坦大腦的重量也只有2.7磅（1.22千克）。還有一個例子，一個名叫丹尼爾·里昂的人，死於1907年，活了41歲。他有著正常的體重和智力水平，但在驗屍的時候，人們發現他大腦的重量勉強達到680克，大約只有1.5磅重。講這個故事的意思是，在同一物種中，大腦的結構——神經元以及神經元組之間相連接的性質——比起大腦的體積來說更為重要。
露西的大腦只比黑猩猩的大那麼一丁點兒。更重要的是，她頭骨的形狀表明，她大腦增加的部分主要集中在處理感覺的區域，而額葉、顳葉以及頂葉——大腦主要負責處理抽像思維和語言的區域——依然沒有得到開發。露西又朝著人屬動物前進了一步，但她沒有到達抽像思維和語言這一步。而隨著能人的出現，這種情況得到了改變。
和露西一樣，能人可以站立，這解放了他的雙手，讓他可以拿取東西，但與露西不同的是，能人利用這種自由去探索他周邊的環境。9事情就這麼發生了。大約在200萬年之前，一個能人中的愛因斯坦，或者居里夫人，或者——更有可能——幾個遠古的天才各自完成了人類歷史上第一個重大發現：如果你拿一塊石頭以一個傾斜的角度砸在另一塊石頭上，可以砸出一個有著刀子一般鋒利邊緣的石頭碎片。學會拿石頭砸石頭聽上去並不像是社會或者文化變革的開端。當然，同燈泡、互聯網、巧克力曲奇這些發明比起來，製造一塊石頭刀片顯得相形失色。但就如同嬰兒蹣跚學步一樣，我們在認識和改變自然，提高自己生存機會的路上，邁出了第一步。依靠大腦賦予我們的力量，我們彌補甚而超越了我們身體的局限。
能人
對於一個從未見過任何工具的生物來說，一種可以拿在手上用來切割和剁碎食物的巨大的「人造牙齒」是一個改變生命的發明，而且它確實幫助人類徹底改變了生活方式。露西和她的同類是植食動物；在顯微鏡下觀察能人牙齒的磨損程度，以及在他們骸骨附近骨頭上的屠宰痕跡發現，能人可以使用石質切削工具為他們的食譜添加肉類了。10
食素讓露西和她的同類經常面臨季節性的食物短缺，而能人雜食性的特質則幫助他們彌補了這種短缺。比起植物，肉類的營養成分更為集中，因而肉食動物所需的食物要比植食動物少。另一方面，你也沒有必要砍下一朵西藍花的頭吧，但如果你沒有什麼終極武器，想獵取動物則相當困難，而能人正好缺少這種武器。其結果就是能人只得依靠吃像劍齒虎這樣的捕食者吃剩下的殘骸來獲取肉食。劍齒虎有著強有力的前爪和屠刀一般鋒利的牙齒，它們可以殺死自己完全吃不完的大型動物。但對能人來說即使是吃剩肉也非常困難，他們不得不和其他的動物競爭。所以，下次當你為了去你最愛的餐廳吃飯卻不得不等上半個小時而苦惱時，試著去想一下我們的祖先吧，他們為了獲取食物不得不同遊蕩的鬣狗群打仗呢。
能人在獲取食物的鬥爭中，鋒利的石頭幫助他們更快也更容易地把肉從骨頭上刮下來，這讓他們在爭奪食物的戰場上與那些天生就有利器的動物比起來不落下風。11所以一旦這種方法推廣之後，馬上就流行開來，在幾乎200萬年的時間裡它們都是人類的工具選項。實際上，正是散佈在能人骨骼化石周邊的石頭給了他們「能人」這個名字，這個名字是由路易斯·裡奇和他的同事在20世紀60年代給這一物種取的。此後，在發掘現場經常可以找到大量的石質刀具，如果你不想踩到它們的話，那你走路的時候就必須十分小心了。
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從石頭利器到肝臟移植是一段漫長的旅程，但是，能人使用工具的能力反映了他們的大腦已經比人類現存的靈長類近親的大腦發達得多。例如，倭黑猩猩即使被靈長類研究人員訓練多年，也學不會有效地使用能人當年使用的簡單的石頭工具。12近期一項神經影像研究顯示，設計、製造和使用工具的能力是我們左腦特有的「工具使用」部分進化發展的結果。13令人傷心的是，在少部分臨床案例中，這一部分受損的病人的表現比倭黑猩猩好不了多少：他們能認出這些工具，但他們連牙刷或者梳子這樣簡單的器具也不會使用。14
拋開認知能力的提升不說，這種超過200萬年的人類物種——能人——只是現代人類的一個影子：相對較小的大腦、矮小的身材、長長的前臂，以及只有動物園管理者才會喜歡的面孔。他們出現之後，沒過多久——以地質時間計算——又有其他一些人屬物種出現了。他們中最重要的一種——大多數專家認為這是我們直接的祖先——就是直立人，又被稱為「站立的人」，他們起源於180萬年前的非洲。15直立人殘留的骨骼顯示他們作為一個物種，比起能人來說更接近於現代人，他們不僅有著直立的姿態，而且也更高大——身高接近5英尺（1.52米）——有著修長的四肢和更大的顱骨，可以允許大腦中的額葉、顳葉和頂葉的擴張。
這種新的更大的顱骨對於生育來說也有著暗含的意義。頭部的重新設計引起了一些麻煩：女性直立人為了能夠順利生出頭部更大、腦容量更大的嬰兒，她們的身材必須要比她們的前輩更加高大。結果，女性能人同男性同類相比，體形相當於他們的60%，而女性直立人的平均體重可以達到男性同類的85%。
為了新的大腦，這樣的代價值得付出，因為在人類進化的歷史上，直立人的出現標誌著又一個意外的、偉大的轉變。同他們的前輩相比，他們看待世界的眼光和迎接挑戰的方式截然不同。特別是，他們是第一種擁有想像力和計劃能力、能夠製造複雜石質和木質工具的人。他們甚至需要其他工具來加工斧子、刀和切割工具。今天，我們要感謝我們的大腦賦予我們創造科學、技術、藝術以及文學作品的能力，但對於人類這一物種來說，我們大腦設計複雜工具的能力卻更加重要——它讓我們在生存競爭中擁有了一種優勢。
直立人使用他們先進的工具進行捕獵，而不用再去吃別的動物剩下的殘羹冷炙，這大大增加了他們食譜中肉類的份量。如果今天的烹飪書在講述如何做小牛肉時說，「先獵殺一頭小牛」，大多數人會寧願選擇書中其他的烹飪法，比如做「快樂茄子」。但在人類的進化史上，捕獵技能是一次巨大飛躍，人類可以獲取更多的蛋白質，而不必像過去那樣為了生存需要攝入大量的植物性食物。直立人或許是第一個學會摩擦生熱，並發現熱量可以生火的物種。有了火，直立人可以做其他動物無法做到的事情：在嚴寒中取暖，否則就有可能會被凍死。
當我在肉類櫃檯「狩獵」時，我使用工具的念頭是去叫一個木匠砸開櫃檯，這個念頭讓我深感欣慰，我也是由熟悉這個行當的前輩們進化而來的——儘管他們有著突出的前額和能夠咬穿碼尺的利齒。更重要的是，大腦所取得的這些新成就使直立人可以從非洲擴散到歐洲和亞洲，作為一個物種存在了超過100萬年。
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如果智力水平的提升允許我們製造複雜的捕獵和切割工具的話，這也同樣催生了一個新的緊迫需求——在大草原上追蹤和圍捕移動迅速的大型動物時最好能有一群獵手。所以，在我們組建全明星籃球隊或者足球隊很久很久之前，我們的祖先為了獵取羚羊和瞪羚，就已經進化出足夠的社交智慧和計劃技巧去協調和組織。因此，直立人新的生活方式更青睞那些有良好溝通和計劃能力的人。在這裡我們又看到了現代人類的天性來源於非洲大草原的證據。
大約在直立人統治末期，或許在50萬年之前，直立人進化出了新的物種——智人——他們有著更強大的大腦。那些早期的或者「古老」的智人依然不是我們現代意義上的人類：他們強壯有力，頭骨大而厚實，但腦容量仍然不如我們的大。從解剖學上看，現代人類屬於智人的一個分支，他們在公元前20萬年左右在智人中出現。
我們曾經也處於滅絕的邊緣：最近一項由人類基因學家對DNA（脫氧核糖核酸）的分析發現，大約在14萬年前左右，一場災難——或許由氣候變化引發——導致大批現代人屬物種死亡，他們絕大多數生活在當時的非洲。在那一時期，人類亞種的數量銳減至只有數百人——我們成為今天所謂的「瀕危動物」，就像是山地大猩猩或者藍鯨。艾薩克·牛頓、阿爾伯特·愛因斯坦以及其他你曾經聽說過的人，還有生活在今天這個世界上的數以億計的人，都是這幾百個存活下來的智人的後裔。16
死裡逃生或許顯示這個新的亞種儘管有著較大的大腦，但他們依然沒有聰明到能在長期的生存鬥爭中勝出。但接下來我們又經歷了另外一次轉變，它賦予我們新的驚人的思考能力。這一轉變看起來不像是由我們的肢體變化引發的，甚至也不是我們大腦構造改變引發的。實際上，它似乎和我們大腦運行方式的改變有關。然而它就這麼發生了，這一巨變讓我們這個物種產生了科學家、藝術家、神學家，以及眾多如我們一般思考的人。
人類學家把那次最終的思維轉變稱為「現代人類行為」的發展。他們所說的「現代人類行為」並不是指購物或者邊看體育比賽邊喝酒精飲料；他們指的是那些複雜的符號化思考行為，正是這種思維活動最終促使人類文化產生。對於這一行為是在什麼時候發生的尚存有爭議，但人們普遍接受的轉變時間是在公元前4萬年左右。17
今天我們把自己這個亞種稱為智人，或者「聰明的人」。（當你可以為自己的物種挑選名字時，當然得選這樣的了。）但是那些促使我們大腦變得更大的轉變是要付出代價的。從能量消耗這個角度看，大腦是現代人類身體中第二昂貴的器官，僅次於心臟。18
大自然並不是簡單地把這個有著高昂運行成本的大腦直接送給我們，她本來可以賦予我們更強壯有力的肌肉，同大腦相比，肌肉每單位的能量消耗只有大腦的1/10。然而大自然並沒有選擇讓我們變得強壯來適應它。19人類並不是特別強壯，我們也並不是最敏捷的物種。黑猩猩和倭黑猩猩，這些最接近人類的近親，為了適應它們的生存環境，進化出了超過1 200磅（544.31千克）的拉扯力量，以及可以輕鬆撕開堅果堅硬外殼的鋒利牙齒，而我呢，吃爆米花都是個問題。
人類並沒有強有力的肌肉組織，但我們卻擁有超大的頭蓋骨，這使我們成為低效的食物能量使用者——我們的大腦只佔身體重量的2%，卻要消耗身體攝入能量的20%。所以其他動物適應了叢林或草原上的艱苦環境，而我們看起來更適合坐在咖啡館裡喝摩卡咖啡。當然坐也不可輕視。在我們坐著的時候，我們在思考，我們在質疑。
德國心理學家沃爾夫岡·科勒在1918年出版了一本書，這本注定要成為經典的書是 《類人猿的智力》。這本書源自他擔任普魯士科學院設立在加那利群島上的特納利夫島研究站的主任時對黑猩猩進行的一系列實驗。科勒對黑猩猩解決問題的方式很感興趣，比如怎樣才能拿到那些放在它們夠不著的地方的食物，他的實驗顯示了人類和其他靈長類動物有著共同的思考天賦。但如果有人拿人類的行為和黑猩猩做對比，他的書也對那些彌補我們身體缺陷的人類天賦多有展示。
科勒的一個實驗很能說明問題。他把一根香蕉掛在天花板上，然後觀察黑猩猩是如何學會把箱子堆起來，爬上去拿到香蕉的，但這些黑猩猩似乎並不瞭解這一行為所代表的力量。比如，它們有時會把箱子放在邊緣上，或者由於地板上放了石塊所以箱子總是會倒下來時，它們不會想到去把石塊挪走。20
在一個經過改進的實驗中，實驗人員把黑猩猩和3~5歲的人類兒童放在一起，教他們把積木擺放成L形，擺好就會得到獎勵。實驗人員偷偷地用不平的積木換掉原來的積木；當黑猩猩和小孩試圖把它們堆起來時，它們總是會倒下來。黑猩猩堅持了一會兒，為了得到獎勵它們一次次地嘗試和犯錯，最後都失敗了——但它們卻沒有停下來去檢查那些不平的積木。人類的小孩在這個經過改進的實驗中也失敗了（實際上這是無法完成的），但他們並不是簡單地放棄了事。他們會檢查這些積木，試圖找出問題所在。21從很小的年紀開始，人類就開始尋求答案；我們尋求對周邊環境理論上的理解；我們會問「為什麼」。
任何與小孩有過接觸的人都知道他們最愛問「為什麼」。20世紀20年代，心理學家弗蘭克·洛裡默正式宣佈：他對一個4歲的小男孩持續觀察了4天，並記下了在那段時間這個孩子提出的所有問題。22一共有40個問題，比如：為什麼水壺有兩個把手？為什麼我們有眉毛？我最喜歡下面這個問題：媽媽，你為什麼不長鬍子呢？全世界的小孩在很小的時候都提出了他們第一個問題，儘管他們還在牙牙學語，說不出一句完整的話。提問這一行為對於我們這個物種是如此重要，以至於我們有一個普遍的指示信號：任何語言，無論是有聲調的還是沒聲調的，在提問的時候都有一個相似的升調。23某些宗教會將提問視為最高等級的理解，在科學和工業領域，提出正確的問題是一個人能擁有的最重要的天賦。從另一方面講，黑猩猩和倭黑猩猩可以學會通過簡單標誌和它們的訓練員進行交流，甚至可以回答問題，但它們從不會向他們提出問題。
它們有著強壯有力的身體，但它們卻不會思考。
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如果人類天生就擁有認識世界的渴望，那我們也應該天生就擁有——或者在後天很早的時候學會的——對於物理世界運行規律的強烈興趣。我們似乎天生就能理解事件是相互作用的，經過上千年的努力，我們對這種法則最初級的直覺感受最終被艾薩克·牛頓所發現。
在伊利諾伊大學兒童認知實驗室，科學家在過去30年一直對嬰兒的身體直覺進行研究。他們讓孩子和他們的母親坐在一個小舞台或桌子上，然後觀察嬰兒對於舞台上發生的事情的反應。科學家想瞭解的問題有：關於物理世界，這些幼童知道什麼？他們是什麼時候知道的？他們發現，對於物理的運行方式擁有某種感覺是人之所以是人的一個本質屬性，即使在兒童時期。
在一項系列研究中，6個月大的嬰兒坐在一條水平軌道前面，這條軌道連接著一個傾斜的坡面。24在坡面的底部，研究人員放了一個固定在輪子上的玩具昆蟲。在坡面的頂部有一個圓筒，一旦這個圓筒被鬆開後，幼童就會興奮地看著它往下滾，最後撞上那個昆蟲，蟲子則會沿著水平軌道滾出好幾英尺遠。接下來的部分讓研究人員非常興奮：如果他們重新設計實驗裝置，在斜坡的頂部放置了個大小不同的圓筒，那麼這個嬰兒是否會預測出，經過撞擊後這個蟲子滾動的距離和圓筒的大小是成正比的呢？
當我聽說過個實驗之後，我腦子裡想到的第一個問題是：別人怎麼知道這個嬰兒在預測什麼？就我本人而言，我很難理解我自己的孩子在想什麼，而且，他們現在都十二三歲了，他們可什麼話都講得出來。當他們還只會微笑、扮鬼臉、流口水的時候，我可沒有預料到今天這種情況。事實是，當你在一個嬰兒身邊待得久了，你很自然地就會根據他的面部表情來判斷他在想什麼，但你的直覺是否正確，目前很難獲得科學驗證。當你看到一個嬰兒像話梅一樣皺起小臉時，這是因為嚴重的脹氣引起的疼痛呢還是因為廣播裡說股票市場下跌500點讓他感到不安呢？如果真是那樣，我知道我自己的表情應該是什麼樣的，至於嬰兒，他們的表情我們都經歷過。說到判斷一個嬰兒預測什麼的時候，心理學家有一個專門的應用軟件。他們給嬰兒看一組東西，然後計算他們盯著看的時間。如果故事不是按照嬰兒期待的那樣展開，他們就會盯著看，故事越讓人意外，他們盯著看的時間就越長。
在斜坡實驗中，心理學家安排嬰兒觀看第二次撞擊，一半嬰兒看到的撞擊用的圓筒比之前的更大，而另外一半嬰兒觀看的撞擊使用的圓筒比之前的要小。然而在兩次實驗中，狡猾的研究人員人為地讓那個蟲子滾動得比第一次撞擊還要遠——實際上，一直滾到了軌道的末端。觀看用更大的圓筒撞擊的嬰兒，即使蟲子被撞出更遠，也沒做出特別的反應。但可以肯定的是，當孩子們看到較小的圓筒把蟲子撞出更遠的時候，他們盯著這個蟲子看了很長時間，他們當時的表情是絞盡腦汁想知道這到底是怎麼發生的。
知道大的撞擊比起小的撞擊可以讓蟲子滾得更遠並不能讓你成為艾薩克·牛頓式的人物，但正如這個實驗展示的那樣，人類確實有一個內在的對於物理世界的理解，有一種對環境的複雜的直覺感受，這種感受滿足了我們內在的好奇心，比起其他物種來說，它在人類身上發展得更為充分。
在幾百萬年的時間長河中，人類不斷地進化和進步，擁有了更為強大的頭腦，作為個體去努力學習我們可以從這個世界學到的一切。如果我們想要理解自然，現代人類頭腦的進化是必不可少的，但這遠遠不夠。所以在接下來的一章，我們將講述人類是如何開始對周邊世界提出問題，以及是如何通過集思廣益來回答這些問題的故事。這就是人類文化發展的故事。
[1] 對於那些喜歡精確度勝過水果的人，我應該再加上一句：能人的大腦只有我們的一半大。