納萊迪人——既原始又現代的南非新星

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

大腦，是人類一大招牌特色。人類所屬的 Homo 曾經有過許多物種，最早的 Homo 誕生超過 200 萬年。新研究卻發現我們的額葉，要等到距今 170 萬年過後才形成。^{[1, 2, 3, 4]}

人類簡史

人類的演化並非一步到位，而是延續數百萬年的漫長過程。已知紀錄中，最早的 Homo 化石距今 280 萬年，出土於東非；但是 200 到 280 萬年前這段期間，化石非常稀少。到了 200 萬年前左右，有巧人（Homo habilis）、魯道夫人（Homo rudolfensis）、直立人（Homo erectus），至少 3 種近親共存。

非洲以外最早的 Homo 化石，出土於亞洲西南部的喬治亞 Dmanisi 遺址，距今大約 177 萬年，一般認為是直立人，或是類似直立人的型號。但是更早以前，也許已經有其他人離開非洲。例如黃土高原便出土過距今 210 萬年的石器。

至於亞洲東部的直立人和其他古人類，像是北方的藍田人、北京人，南方的爪哇人、佛洛勒斯人（Homo floresiensis），都是距今 170 萬年以內的事了。一百多萬年來眾多 Homo 們之間複雜的交流、繼承、遷徙、取代、合體關係，曖昧難解。

現代化額葉是什麼時候轉型的？

大腦的改變，是人類演化史上非常關鍵的部分。但是頭殼是硬的，有機會形成化石；大腦軟軟的，幾乎不可能變成化石保存，又該怎麼研究呢？

幸好有些時候，大腦的形狀會印在頭殼上，就像軟體動物的印痕化石。這類樣本雖然稀罕，總是比沒有好，能夠提供極為寶貴的線索。

新研究比較不同地點、年代的古早頭殼，分析大腦組織的方式，特別是額葉（frontal lobe）。

額葉與認知、語言等功能有關，裡頭的布羅卡區（Broca’s area）對語言至關重要，可謂人之所以為人的一項基礎。

大腦是個很棒的東西，但是早期 Homo 的大腦不一樣

分析對象不只各色 Homo，也包括更資深的南猿。南猿超過 400 萬年前誕生，衍生出許多物種，一直到 200 萬年前全部滅團。Homo 當初應該就是由某群南猿改版而來，和其餘南猿共存了相當一段時間。

比較結果是：南猿的額葉和黑猩猩相似；而且連末代南猿，198 萬年前住在南非的泉源南猿（Australopithecus sediba）也不例外。上述結果並不意外，畢竟南猿的身體構造、體型、腦容量等特徵，和黑猩猩相去不遠。

那麼 Homo 呢？距今 200 到 280 萬年前期間欠缺樣本；約 200 萬年前的巧人，和南猿差別仍然有限；

值得玩味的是，已經離開非洲，喬治亞 177 萬年前的直立人，額葉組成竟然也還沒什麼改變！

之後大家都有了升級改版的額葉

要一直到距今 150 萬年前之後，才有明顯的轉變。在此之後，不論非洲的直立人、亞洲的直立人，或不太像是直立人的任何其他人，額葉組成都更接近我們。

此一階段另一顯眼的變化是，各地古人類的腦容量都變得更大。由此看來，額葉改版似乎和腦容量增大的趨勢一致。但是距今不是太久的 2 種小腦袋古人類：南非的納萊迪人（Homo naledi）、東南亞外海島上的佛洛勒斯人，卻可能也配備現代版額葉。

距今 20 多萬年的納萊迪人，以及數萬年前的佛洛勒斯人，某些形態特徵相當原始，生存年代卻相對晚近，因此難以判斷與其他人的關係，也不清楚他們的額葉在何時發生轉變。不過應該能夠判斷：腦容量和額葉組織的關係，並非完全一致。

另一點較為肯定的是，

距今 280 萬年前 Homo 首度誕生的時刻，額葉尚未改版，甚至到了一百萬年後，最早離開非洲的直立人也還沒有。額葉重組似乎發生在距今 150 到 170 萬年前，普及化是 150 萬年以後的事。

額葉組織再造，才能製作更複雜的石器？

不可忽略，額葉改變的年代，和石器技術發生轉型，更複雜的阿舍利（Acheulian）誕生的時期一致。

至今知道最原始的石器，拉米關（Lomekwian）出現於東非的肯亞，距今 330 萬年，不過僅限一時一地。超過 258 萬年前誕生的奧都萬（Oldowan），一直延續使用到幾萬年前。相比之下，176 萬年前首度於東非現蹤的阿舍利，手藝更為複雜。

從簡單的奧都萬到複雜的阿舍利，經過不短的 80 萬年，原因眾說紛紜。近來有研究指出，製作奧都萬或阿舍利時大腦的狀態不一樣，生產阿舍利時有更多腦區活躍（狀態和彈鋼琴意外類似）。

另一研究則認為，必需具備相當的溝通能力，才能傳承阿舍利的技藝。綜合來說，就是

需要更進階的認知與溝通能力，才能順利發展出阿舍利風格的石器。

• 延伸閱讀：短篇 會溝通才能成為高級工具人

• 延伸閱讀：短篇 製造石器時的腦袋狀態，跟彈鋼琴類似！

最早的阿舍利出土於 176 萬年前，周圍沒有化石，不清楚工具人是何許人也。不過可以確定在阿舍利尚未發明以前，直立人已經離開非洲，而喬治亞直立人，以及之後亞洲東部的直立人，都沒有生產過阿舍利。

然而，假如說額葉改版，導致石器轉型，繼續追究下去就會面臨一個矛盾。原始版額葉的人，確實都只能做出簡單的奧都萬；但是升級版額葉的人，不見得就會生產阿舍利，仍有像東南亞的直立人－爪哇人那般，滿足於奧都萬。

論文推論是，較早的喬治亞直立人，和較晚的亞洲直立人之間沒有繼承關係；爪哇人這類亞洲直立人，是祖先在非洲升級完額葉以後，才再度離開非洲的移民後裔。如果論文的推論正確，他們配備改版過的腦袋，卻不會使用升級後的石器，將是個有趣的問題。

大腦是個很棒的東西，我希望每個人都有一個。

延伸閱讀

• 人類對自身起源的百年追尋
• 非洲200萬年前的人種多樣性：巧人、魯道夫人、直立人
• 200萬年前最早的直立人，有泉源南猿和粗壯傍人鄰居
• 至少 210 萬年前，已經有「人」移民東亞
• 短篇 誕生於176萬年前的阿舍利石器
• 大腦地圖的起點：發現「布羅卡區」 │ 科學史上的今天：4/17
• 曾是智人祖先的鄰居？納萊迪人新發現
• 哈比人的奇幻漂流 佛洛勒斯島洞窟裡的大謎團
• 莫維斯線與竹子假說：東方真的比較落後嗎？

參考資料

1. de León, M. S. P., Bienvenu, T., Marom, A., Engel, S., Tafforeau, P., Warren, J. L. A., … & Zollikofer, C. P. (2021). The primitive brain of early Homo. Science, 372(6538), 165-171.
2. The enigmatic origins of the human brain
3. Modern human brain originated in Africa around 1.7 million years ago
4. Our earliest ancestors weren’t as brainy as we thought, fossil skulls suggest

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

世上曾經有許許多多種人類存在，如今只剩下我們智人（Homo sapiens）一種。全人類的祖先誕生於何時、何地？最近幾年普遍被接受的說法是：20 萬年前、東非，來自衣索比亞 2 處的化石：Omo Kibish 的頭骨碎片，距今 19.5 萬年；出土於 Herto，比較完整的頭骨，距今 16 萬年。他們比起其他古人類化石，型態上更接近後來的智人，被視為是智人於 15 到 20 萬年前，東非誕生的主要證據 [1]。

然而，新近發表的 2 篇論文報告 [2][3]，找到了年代更古老的智人，不但距今有 30 萬年之久，而且位於摩洛哥……咦！不在東非，在北非？

與尼安德塔人分家以後

在討論「北非」「智人」以前，先回顧一下人類演化史。演化是漫長的過程，具體上，不可能有父母是海德堡人（Homo heidelbergensis），子女突然變成尼安德塔人的狀況，古人類學家只能根據各種證據，判斷出大略的年代，比方說之前認為的，智人大約 20 萬年前於東非出現。

另一方面，近幾年古代 DNA 研究的進展，也提供了幾個關鍵年代，像是尼安德塔人與丹尼索瓦人，彼此間的親緣關係要比智人更近，他們和智人分家的年代，至少有 40 多萬年，或許還超過 70 萬年  [4]。先不管比較神秘的丹尼索瓦人，至少我們知道，在分家以後，尼安德塔人於歐洲演化，智人則是在非洲發展。

距今 43 萬年的胡瑟裂谷（Sima de los Huesos）化石，對了解尼安德塔人的演化至關重要。型態上，他們與後來的尼安德塔人有許多相似之處，特別是顏面部分；但臉以外的部位，卻同時配備一些更古早人種的特徵  [5]。由他們細胞核 DNA 建立的親戚關係，則能與尼安德塔人歸類為同一群  [6]。綜合已知證據，胡瑟裂谷人可以視為通往尼安德塔人支系（Neanderthal clade），處於初期，還沒那麼典型的階段。

成為智人以前

尼安德塔人與智人一定有個共同祖先，有人認為是海德堡人，卻也有人不同意。不過結合型態與 DNA 資訊，想必各位讀者已經注意到一段有趣的時間差：至少在 40 多萬年前，智人與尼安德塔人分家，卻要等到20萬年前，智人才正式出現。考量到人類必需一代傳一代，無法像美國隊長一樣冷凍保存，這段時間差就意謂我們的直系祖先，與尼安德塔人分家以後曾經有段期間，型態上仍尚未完全演變為智人。

非洲出土過不少距今 20 到 50 多萬年的古人類化石，我們的祖先應該就在其中；只是多數化石記錄都很殘缺，而且外形多變，無法歸類為同一物種，彼此間的關係也曖昧不明  [7][8]。

儘管能較為明確判斷型態上屬於智人的化石，始於 20 萬年前的東非，但學者其實曾在非洲多處遺址發現過，一些型態上已經具備某些智人特徵，年代早於 20 萬年的化石；例如南非 26 萬年前的 Florisbad 古人類遺骸，有學者將其歸類為海德堡人或羅德西亞人（Homo rhodesiensis），也有人覺得他算是初期型號的智人。

不過，已知的化石中，還沒有比這回新報告，30 萬年前的摩洛哥 Jebel Irhoud 遺址，能提供更為明確的訊息。

北非的老遺址，有新發現！

早在 1960年代，摩洛哥的 Jebel Irhoud 遺址就出土過一批人類與動物的化石，以及莫斯特（Mousterian）石器。歐洲的莫斯特石器，絕大部分是尼安德塔人的手筆，相較發明於170多萬年前的阿舍利（Acheulian），莫斯特更為進步。一開始，Jebel Irhoud 的化石被辨識為 4 萬年前非洲的尼安德塔人－那是「尼安德塔人是智人祖先」論點流行的年代。當然，後來這些說法都被推翻了。

遺址在本世紀新的定年結果，距今 16 萬年左右；不過那時學界已經知道，20 萬年前的東非就有智人，因此 16 萬年前歸屬不明的北非死人骨頭，自然無法引發太大重視。看似合理的推論是，他們應該是某種繼續生存於北非，後來滅絕的古早人類，和智人多半沒什麼直接關係 [9]。

2004 年起，古人類學家 Jean Jacques Hublin 又率隊繼續深入挖掘，取得了更多化石與地質樣品，也獲得更可靠的定年結果。新的型態分析與定年，都推翻了之前的認知，讓此處一躍成為人類演化史上，最重要的遺址之一。

通往智人道路上的最早成員

Jebel Irhoud 遺址中有不少石器曾被加熱過，熱釋光定年法（thermoluminescence dating，簡稱 OSL）可以得知樣本受熱時的年代，所以是此地適合的定年方式。結果出乎意料，這批石器曾經熾熱的年代，竟然是 30 萬年前左右；另外用 US-ESR 定年法（combined U-series and electron spin resonance dating），直接估計化石本身是 28 萬多年。2 種方法皆證實，遺址中人生存的時期，比本來以為的更早非常多。

是什麼人，生活在 30 萬年前？至今共有 5 位個體，包括 3 位大人，1 位青少年，1 位小孩的化石被尋獲，其中有一個完整的成人頭骨。跟其他化石比較後，令人驚訝的是，這群 30 萬年前北非人的顏面特徵，幾乎跟其他化石智人以及我們沒有區別，意思是只看臉的話，他們和我們是同一種人；我們是智人，照這樣說，他們也能算是智人。

然而 Jebel Irhoud 化石的外觀，跟我們仍有些差異，例如頭殼，就比我們更狹長一些。頭殼是裝腦袋的，頭殼形狀不同，意謂裡面的腦袋結構也很可能不一樣；這表示當今智人的臉，至少在 30 萬年前已經成形；大腦則要等到更晚，根據化石記錄，大概是 10 多萬年前的事。

此次發現證實，智人的型態中，臉是率先形成的特徵，比大腦更早。Jebel Irhoud 化石能否稱作智人，仍有一些爭議，不過能確定即使他們沒有我們的大腦，長相也已經是智人模智人樣。因此，在介於 20 到 50 萬年前，眾多曖昧的非洲化石中，Jebel Irhoud 人可以確定是通往智人支系（H. sapiens clade），只是處於初期，還沒那麼典型的階段。

非常有趣的是，非洲的智人，與歐洲的尼安德塔人，兩者都是首先演化出臉，再來才是其他部位。這在演化上有何意義？個人猜測，臉也許與求偶選擇有關，假如大家都優先選擇長得像自己的對象交流情慾，那麼生殖隔離就會造成族群分化，強烈影響物種生成。不過以上純屬猜測，真實原因目前仍不清楚，仍需更多證據。

在綠色撒哈拉狩獵羚羊，火烤斑馬，被獅子追

最早期的智人怎麼生活？遺址有火燒的跡象，表示他們已知用火，這也是熱釋光定年法能奏效的原因。動物相化石顯示，他們吃掉過很多羚羊，其他還有牛羚（wildebeests）、狷羚（hartebeests）、斑馬等多種大型動物，而且骨髓也不放過；比較小的兔子、陸龜、鴕鳥蛋、淡水軟體動物等等比例較低，不過也不缺，看來他們似乎是不錯的獵人與採集者。

優秀的智人獵人，配備屬於非洲 Middle Stone Age（簡稱 MSA）風格的石器  [10]。本來認為 MSA 始於 20 多萬年前，不過由於 Jebel Irhoud 距今 30 萬年，論文因此建議應該將其開端定為 30 萬年前。東非、南非多處遺址中，都出土過距今 20 多萬年的 MSA 石器，但目前無法確定，這些科技是先在一地發明，再傳往別處，或是多地獨立起源。

北非與東非、南非之間隔著撒哈拉，這塊跟美國差不多大的地區，由於降雨量的週期性變化，有時是缺水的沙漠，有時卻是水草豐美的綠地。總是較為濕潤的撒哈拉以南，一直養育著牛羚、羚羊、斑馬、長頸鹿、獅子、鬣狗等動物；南非與東非的大型動物，在北方宜居時會向北擴張，等到乾旱，又會退縮回撒哈拉以南。

整個泛非洲地區，都是智人演化大舞台

這是為什麼北非獵人有羚羊可以獵捕，也是獵人之所以住在北非的理由。根據地質記錄，撒哈拉大約 33 萬年前一度綠化過，Jebel Irhoud 的居民，或許就是在那個時期與動物們一起抵達北非。然而，他們後來的命運，與別處 hominin 間的關係，仍混沌不清。

例如前面提過，南非 26 萬年前的 Florisbad 人，他跟 30 萬年前的 Jebel Irhoud 人位於非洲一北一南，卻型態類似。這是兩地獨自演化的結果，或是可追溯到共同祖先，甚至是牽涉到情慾流動呢？

儘管已知最早的智人臉在摩洛哥出土，論文倒是相當謹慎的指出，根據至今的微薄線索，不足以證實智人是在北非起源。論文主張的論點是，在非洲多處都能見到有智人特色的化石，以及 MSA 風格的人造物，意謂在智人衍生而成的那段時期，範圍並非僅限於東非、南非，或北非，相對較小的某一地點，而是擴及整個泛非洲地區。

最後，只剩下我們

現在我們知道，至少在 30 萬年前，智人的臉已經誕生，其他型態則是後來補上；他們已知用火，配備 MSA 系列工具，是很好的獵人與採集者。初期智人的活動範圍，也許已經有整個非洲那麼大，整個非洲，都是孕育智人的大舞台！

即使孕育出智人的舞台真是一整個非洲，不能無視的是，在我們祖先衍生而成的同時，舞台上仍然住著許多親戚，當然，然後他們就死掉了。除了某些海德堡人（或羅德西亞人）族群外，還有生活在南非，最近確認距今 20 到 30 多萬年前的納萊迪人（Homo naledi）[11]。他們與初期的智人間有無交流，怎麼交流，都是有待探討的問題。

更多化石，更多古代 DNA，更多古代氣候、地質調查，都能讓我們更加認識祖先與親戚演化的歷史。智人發掘未知、探究過去的好奇心，也許是為什麼，所有親戚全都滅亡了，唯獨我們能獨存至今的一個理由。

參考文獻：

1. Palaeoanthropology: On the origin of our species
2. Hublin, J. J., Ben-Ncer, A., Bailey, S. E., Freidline, S. E., Neubauer, S., Skinner, M. M., … & Gunz, P. (2017). New fossils from Jebel Irhoud (Morocco) and the Pan-African origin of Homo sapiens. Nature.
3. Richter et al., (2017). The age of the hominin fossils from Jebel Irhoud, Morocco, and the origins of the Middle Stone Age. Nature.
4. Prüfer, K., Racimo, F., Patterson, N., Jay, F., Sankararaman, S., Sawyer, S., … & Li, H. (2014). The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 505(7481), 43-49.
5. Arsuaga, J. L., Martínez, I., Arnold, L. J., Aranburu, A., Gracia-Téllez, A., Sharp, W. D., … & Carbonell, E. (2014). Neandertal roots: Cranial and chronological evidence from Sima de los Huesos. Science, 344(6190), 1358-1363.
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7. Rightmire, G. P. (2009). Middle and later Pleistocene hominins in Africa and Southwest Asia. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(38), 16046-16050.
8. Stringer, C. (2016). The origin and evolution of Homo sapiens. Phil. Trans. R. Soc. B, 371(1698), 20150237.
9. Was North Africa the Launch Pad for Modern Human Migrations?
10. Middle Stone Age Tools
11. Berger, L. R., Hawks, J., Dirks, P. H., Elliott, M., & Roberts, E. M. (2017). Homo naledi and Pleistocene hominin evolution in subequatorial Africa. eLife, 6, e24234.

延伸閱讀：

• 〈摩登原始人（上）：現代行為的起源〉
• 〈摩登原始人（下）：成為文青的第一步〉
• 〈丹尼索瓦人（上）：尼安德塔人的神秘近親〉
• 胡瑟裂谷，見〈最古老的尼安德塔人DNA？〉
• 〈海德堡人－人類承先啟後的演化關鍵〉
• 〈曾是智人祖先的鄰居？納萊迪人新發現〉

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。