本記事は The Conversationとの協力により掲載されたものです。
人間は、多くの遺伝的特徴を親から直接受け継ぎます。しかし文化的特性――道具、信念、行動など、学習によって伝達されるもの――は、親だけでなく教師や仲間からも伝えられることがあります。多くの動物は学習による行動を持っていますが、人間は既存の知識を基に、さらに革新を積み重ねることに特に長けています。この能力は「 累積的文化」と呼ばれ、アイザック・ニュートン卿は次のように述べています。「私がより遠くを見ることができたのは、 巨人の肩の上に立っていたからです。」
考古学的記録には、この累積的文化の証拠が見られます。時代とともに、人々が使用する道具の数は加速度的に増加しています。しかし考古学的記録は、もう一つのパターンも示しています。それは、大規模な 文化の喪失 の証拠もあります。例えば、考古学的発掘からは、タスマニアのアボリジニの集団が 時代とともに多くの技術を失っていた ことが示唆されています。その中には、網、骨製の道具、防寒着などが含まれており、これらの道具はまだ有用であった可能性もあります。
また、文化の蓄積は一定のペースで単純に進むわけではないようです。考古学的記録には、比較的長い変化の少ない期間の後に、大規模な革新の急増が起きたことを示す証拠がいくつか見られます。例えば、初期人類の考古学的記録は、約200万年にわたり主に石器で構成されています。その後、約6万年前から3万年前にかけて、考古学者は、 創造的活動の急増を発見しています。例えば、埋葬地、洞窟壁画や彫像を含む芸術形式、骨や角に刻まれた道具などがあります。
時間の経過とともに文化的特性の頻度と分布が変化するプロセスは、文化進化と呼ばれます。では、それを駆動するものは何でしょうか。道具の在庫が、ある時期には増え、別の時期には減少するのはなぜなのでしょうか。これらは、何十年にもわたって考古学者の関心を引いてきた問いです。私たちは、文化進化がどのように起こるかの一部を説明すると考える新しいモデルを提案します。そして何より重要なのは、すべての革新が同じ方法で起こるわけではないという考えに基づいている点です。
文化の進歩をモデル化する
大規模な集団を実験的に操作することは（倫理的にも）不可能であるため、科学者は文化的特性がどのように進化するかを理解するために数理モデルを構築します。この種のモデルは、私たちが関心を持つプロセスの根底にある可能性のある仕組みを記述する一連のルールです。
例えば、文化進化のモデルでは、個人が新しいものを発明する速度、知識を伝達する速度、他者から学ぶ速度を記述するために方程式を用いることができます。これらの方程式は、人口規模や発明・学習の速度といった、いくつかのパラメーターに依存します。
モデルは、方程式群が予測するパターンを計算することで解析的に検討することも、コンピューター・シミュレーションを用いて検討することもできます。私たちの研究では、その両方を行いました。
文化進化のモデルの多くは、集団内に既に存在する技術や行動の広がりを研究しています。スタンフォード大学のマーカス・フェルドマンと共著した最近のPNAS論文では、 文化進化の新しいモデルを提案しています。私たちのモデルの違いは非常にシンプルです。すべての人間の革新が同じ方法で生まれると仮定しない点です。
モデルの予測が展開されていく様子を観察する
モデルを扱うことは、科学的思考を取り入れたゲーム「 The Sims」をプレイするようなものです。コンピューター上で、一定規模の人間集団をシミュレートします。相互に依存する複数の革新プロセスについて、それぞれ異なる速度で起きるようルールを設定します。例えば、「天才的なひらめき」と見なせる発明は稀である一方、既存の道具の改良版にあたる道具の発明はより頻繁に起こる可能性があります。
私たちは、知識における新たな「大きな飛躍」が、一人当たり一定の割合で起こることを許容しています。集団の誰かがこうした稀な大きな飛躍を遂げると、他の革新がより容易に起こるようになる可能性があります。例えば、漁網の発明は、網を沈めるための重りなど、関連する他の道具につながったり、それを扱うための棒を加えるなど、他の道具との組み合わせにつながったりする可能性があります。
これら異なる革新のプロセス――閃きのような着想と漸進的な改良――は、異なる速度で起こります。両者の関係によって、道具の蓄積が段階的なパターンで起こるかどうかが決まります。大きな革新的飛躍がかなり一般的であれば、集団内の道具の数は、なめらかに加速しながら増加する様相を示す可能性があります。一方、大きな飛躍による革新が稀であっても、集団が関連する道具を容易に発明し、既存の技術を組み合わせて新たな道具を頻繁に生み出すならば、新たな大きな飛躍のたびに、断続的なパターンで文化的革新が急速に噴出することになります。
私たちのモデルが考慮する、文化進化に寄与するもう二つの重要な要因があります。一つ目は、集団内における知識の不均等な分布です。私たちはモデルの「ルール」を設定し、知識が集団の一部、例えば医療を担う男性や女性に集中しうるようにしました。知識が少数の集団に限られると、 失われてしまう可能性が高まります。
二つ目として、私たちのモデルは環境変化の影響を考慮しています。環境が変化した後――例えば気候が温暖化または寒冷化した場合や、既存の道具があまり役に立たない新しい土地への移住など――には、道具が失われることがあります。私たちのモデルは、各道具が有用となる環境を追跡します。例えば、漁網はサバンナではあまり役に立ちません。道具は、現在の環境で有用でない場合に失われる可能性が高くなります。
モデルの予測に対する現実世界の理由
研究者たちは、考古学的記録に見られる文化の蓄積の突発的な急増の理由について、引き続き議論しています。一般的な見解は、このパターンを外的な出来事に帰しています。人類は、環境の変化（例えば干ばつによって引き起こされた生存の危機）や、新たな認知能力の進化（脳がより大きく、より強力になること）によって、新しいアイデアが一斉に生まれるのです。
私たちのモデルは、「文化の爆発」というこの断続的なパターンが、実は文化進化そのものの特徴でありうることを示しています。その特徴は、他の進化的・環境的プロセスと並んで役割を果たします。一部の革新が他の革新の存在に依存する限り――これは人間の文化の基本的特徴です――こうした新技術の急増は予想されるものです。
私たちの研究は、文化進化に新たな光を当て、古代人類の進化に関する理解を深めるものです。また、革新がまだ想像されていない未来の技術へとどのようにつながりうるかも反映しています。
本記事の掲載は、世界経済フォーラムによる見解の支持を意味するものではありません。
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著者：Nicole Creanza は、スタンフォード大学生物学部のポスドク研究員です。Oren Kolodny は、スタンフォード大学生物学部のポスドク研究員です。
写真：埋葬地で作業員が物品を清掃している様子。REUTERS/Tony Gentile。