“猴子、儿童和成人对几何的思考方式似乎根本相同”——认知神经科学家

你有没有好奇过，为什么你五岁的孩子不用人教，就隐约知道三角形的三条边总是搭出一个尖顶，而圆滚滚的球不会像积木那样叠高？或者反过来——你有没有觉得，你家那只在你做瑜伽时趴在垫子上的猫，大概对“长方形”和“圆形”没什么概念？我们很容易把这种对形状和空间的本能把握，当成人类与生俱来的天赋。可事实是，科学界长期以来的主流态度都很谨慎：几何理解，是一种在其他动物里极为罕见的认知能力。即便是在我们现生最近的亲戚——非人灵长类动物里，研究者们也普遍认为它们和几何概念之间隔着一层厚厚的不透明玻璃。但就在7月21日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一项新研究中，一个由认知神经科学家领衔的团队拿出了相当有说服力的证据：猴子不仅可能对几何关系有实实在在的把握，而且它们在大脑里处理这些关系的方式，跟人类儿童、成人，没什么根本不同。

研究共同作者、卡内基梅隆大学（CMU）的认知神经科学家杰西卡·坎特隆（Jessica Cantlon）在声明里说的话，直接戳中了这个研究真正令人惊讶的地方：“让我们惊讶的不仅仅是猴子能完成这个任务。而是猴子、儿童和成人，似乎在用根本上相同的方式来思考几何关系。”她说，这暗示这些直觉是“灵长类大脑基础架构的一部分”。这相当于在一张我们原以为只属于人类的智力图纸上，重新描出了更古老的进化笔触。

为了防止把这种能力简单地归结为“人类独有的文化产物”，研究团队在实验设计上布下了一张几乎覆盖了从非人灵长类到不同文化背景下人类的全谱系对照网。他们把目光投向了纽约塞内卡公园动物园里的“灵长类门户”（Primate Portal）项目。这是一项由卡内基梅隆大学和罗切斯特理工学院共同运营的长期研究，生活在其中的橄榄狒狒和猕猴可以自由地与一块触摸屏互动，屏幕上提供各种可定制的认知任务。这些猴子的实验数据、代码甚至任务视频，都会作为开放获取信息公之于众。在这个环境里，科学家没有强迫猴子坐好接受考试，而是让它们自己选择走近屏幕，“玩”一个二维几何形状匹配游戏。如果操作正确，水果就是奖励。

这个游戏听起来很像幼儿在平板上拖拽图形的早教程序，但坎特隆警告它其实具有欺骗性的难度：“你也会被难住的。”难在哪里？屏幕上那些图形在形态、大小和颜色上，刻意没有设置特别明显的区别特征。也就是说，猴子不能仅仅靠记住“红色的是对的”或者“大的那个总是对的”就能过关。它们必须抽象出形状本身的几何属性——三角形不管被拉伸、染色还是缩小，依然是三角形；四边形不管怎么倾斜，都有四条边构成闭合轮廓。这种在各个具体样例中提取不变关系的能力，才是研究者真正想要测量的东西。

如果故事只到“猴子学会了形状匹配”，那还不足以撼动任何旧观念。真正关键的一步，在于团队把同一套游戏也搬到了人类被试面前。这三组来自全然不同背景的人，构筑起一条从非人灵长类到人类社会的认知连续谱：第一组是学龄前儿童，他们几乎还没有接受任何正式的几何教育；第二组是21名普通的美国成年人；第三组则更加特殊——近80名来自玻利维亚热带低地的提斯曼（Tsimane’）成年人。提斯曼人是从事自给型农耕的原住民群体，与当代大部分社会不同，他们没有经历过正规的学校教育体系。坎特隆解释，当你在研究儿童的时候，往往很难拆解开，他们展现出的能力究竟是随年龄发展的自然结果，还是从教育和经验里学来的。纳入提斯曼人，就是为了在撇除正式教育的干扰后，去观察人类在没有被系统“教”过几何的情况下，大脑会自发准备些什么。

结果呈现出一种清晰的、跨越物种和文化的光谱。从猕猴和橄榄狒狒开始，经过学龄前儿童，再到没有正规教育的提斯曼成年人，最后到受过典型教育的美国成年人，大家在理解基础几何关系时，表现出的认知模式并没有被一道道边界割裂，反而连成了一个平滑的梯度。这不是说猴子的几何水平达到了高中生程度，而是说在内在的、处理形状与空间关系的那些原始思维操作上，人类和猴子似乎在调用同一套基本程序。坎特隆团队的结论非常谨慎，但它指向的方向相当明确：人类儿童并不是带着一张白纸走进几何课堂的。他们在听到“边”“角”“对称”这些词之前，大脑里已经装好了一个进化赋予的直觉工具包。正规几何教学所做的，不是从无到有地搭建地基，而是在那片早已存在的底基上继续垒墙。

这个发现迫使我们去重新思考，当我们说“理解几何”时，到底指的是什么。对于灵长类而言，识别形状、判断空间距离、估算运动中物体的轨迹，这些能力很可能早在我们共同的祖先还生活在树上时，就已经被写入神经回路。否则，很难解释为什么在非洲稀树草原上生活的狒狒，和在南美雨林里从未进过教室的提斯曼人，以及坐在匹兹堡儿童博物馆里玩七巧板的孩子，在面对同一个几何匹配任务时，大脑里响起的会是这样相似的回声。

当然，这项研究依然把“几何直觉”锁定在了一个相当基础的层面——二维形状匹配。这距离人类能把一个不规则的物体体积算到小数点后三位，或者证明欧几里得第五公设，中间还隔着无数层文化累积和抽象符号的迭代。但它至少告诉我们，那种把几何看作是“写在教科书里的逻辑游戏”的观点，可能忽略了我们身体里更古老的部分。正如坎特隆所说的，这些直觉是灵长类大脑基本架构的一部分。这份架构也许粗糙，却足够稳定，它让一个猕猴幼崽能在树枝间判断落脚的宽度，让一个提斯曼人能在密林里凭经验规划回村的捷径，也让一个三岁小孩在第一次拿起画笔时，下意识地注意到，房子可以用方形和三角形搭起来。

也因此，这项研究留下的，不是一个关于“猴子有多聪明”的惊叹号，而是一个更加冷静却深刻的问号：在人类引以为傲的符号化数学能力底下，我们与这些被关在动物园里、用触摸屏换水果吃的远亲之间，共享着一套多么古老的认知母语？如果这套母语就是灵长类理解世界的初始设置，那么课堂上那些让许多孩子感到头疼的几何证明题，或许并不是在逼迫他们学习一种全然陌生的语言，而是在教他们如何把一个早已会说、但一直靠直觉运转的“母语”，用规范的字母拼写出来。理解这点，可能比单纯惊叹“原来猴子也会几何”要更有价值。它提醒我们，人类的很多复杂心智活动，起源往往比文明的诞生要久远得多——久远到我们得去翻一翻狒狒和猕猴的大脑，才能找到它们的草稿。