维基百科指出，古老的游戏“蛇和梯子”是一种供两个或更多玩家玩的棋盘游戏，今天被认为是世界经典1。说白了，这几乎可以是一个寓言，说明我们人类在两百万年的时间里在技术和文化的发展中以蜗牛的速度迈出了缓慢、犹豫、磕磕绊绊、有时甚至是倒退的步伐——“人类的崛起”2既不顺利，也不直截了当。我们提出的论点解释了为什么这种发展必须是摇摇欲坠和不连续的。这一论点基于从自组织物理学衍生而来的基本理论考虑，这些理论考虑是关于神经生物学倾向——我们原始人类先驱——关注“认知惊喜”的进化过程。简言之，自组织的物理学远非平衡，必然需要某种程度的行程2这具有棋盘游戏“蛇与梯子”的许多特征。从自由能原理（FEP）的角度来看，行程可以分别看作是系统发育和个体发育尺度上各种自由能最小化过程的涌现特性[1];具体来说，FEP将行为在塑造流动的“人类上升”中的机械作用放在首位。我们随后的提议开辟了一种迄今为止尚未探索过的方式，从规范的角度来考虑人类行为的发展，在更新世的深渊历史中，这与巴德科克提出的“进化系统理论”的概念是相容的[2]在进化心理学中考虑。
与“蛇和梯子”的类比是有帮助的，因为它提出了一种替代那些临时解释的替代方法，这些解释通常构成非规范性解释的基础，据说这些解释可以解释旧石器时代行为的特定考古痕迹的出现、消失和重新出现。尽管是不可证伪或无法检验的，但非系统的解释经常被当作可信的，为考古记录中证明过去人类行为的单一或不寻常的方面提供了理由。然而，“蛇和梯子”的类比将我们的注意力引向了一种经济的、非平凡的和连贯的替代解释。这种替代方案将有关过去行为演变的证据引用到在生命科学中广泛适用的系统过程，它们可以包含引起我们兴趣的发现（或其各个方面，例如，特征、属性、测量、数据）的记录观察结果。当记录表明空间或时间上的不规则规律或规律的不规则时，它尤其会引起。我们在这里考虑一个问题，即更新世对旧石器时代行为巡回结果的记录表明，那些石制品的出现、消失和再现所表现出的空间或时间不连续性，这些石制品是通过去除薄片形成广泛发现的形式，包括那些被考古学家称为“手斧”、“劈刀”和“球状体”，通常被视为“重型工具”的石制品， 与较小的“轻型工具”相比，这些工具是在薄片上打结的（附录2为不熟悉旧石器时代考古学的读者提供了一些解释性信息）。我们将要提出的系统方法允许用不适应的解释以外的术语来解释它们的零星出现的可能性（例如，我们可以通过推测制作“手斧”的持续的“社会传播”或“文化传播”来令人满意地解释零星性，这些“手斧”在考古记录中保存不完整）或诉诸民间智慧（例如， “例外”证明了规则“，而没有准确解释”规则“是什么，更不用说对它所规定的结果负责的致病机制了）。虽然我们的规范性方法可能不比临时说明更容易接受从经验上证伪它的企图，但它的优点是提供了一个以第一原则为基础的统一框架（此外，它可能能够适应各种临时解释）。我们将对这种方法进行叙述性（非数学）描述，我们认为这种方法可能会导致对行为如何在人属中经历进化的思考转变。由此产生的叙述假定对人类进化和理论神经生物学中的技术术语有一定的了解（例如，FEP下的“主动推理”）。为了帮助刚接触任何一个（或两个）领域的读者，我们试图在附录和脚注中解读基本术语和想法（在本 MS 中，三个附录放在第 7 节中。附录，在第 6 节之后。脚注）。
石制“手斧”是智人属在1.76-0.1马（马=百万年前）的时间跨度内行为的证据之一，但它们在旧世界的分布不均匀（其他种类的类似证据将顺便提及）。我们对旧石器时代记录中“手斧”的不规则时空存在进行了一些反思。考虑到旧石器时代大量记录中“手斧”出现的不规则性和规则性，古人类学家和考古学家提出了各种解释，这些解释通常是通融的猜想。一个经常被表达出来的话题诉诸于一个逻辑，即没有证据并不意味着没有证据。由于查尔斯·达尔文（Charles Darwin）的物种起源理论通过自然选择生物种群中潜在的适应性变体的力量，他可以使用这样的猜想来解释在他那个时代，地球岩石中保存的古生物学进化记录中存在的时间顺序空白。他的理论得到了来自生物学和化石记录的实例和例子的证实。今天，在实质性的古生物学记录中，空白要少得多。此外，基因科学的发展为研究参与自然选择的生物学机制提供了强有力的工具。这些进步导致了古生物学与遗传学在“现代”（或“新达尔文”）综合中的融合，“特别是在其更新版本中，即考虑表观遗传学的扩展进化综合（EES）。目前的观点作为对植物和动物进化的规范性系统解释得到了普遍的认可。正如我们将要解释的，自由能原理（FEP）可以被视为为对人属认知能力进化的规范性系统解释提供了基础，该解释与旧石器时代的规则性和不规则性记录（例如，“手斧”在其中的出现、消失和重新出现）兼容，因为这种行程可以解释为各种自由能最小化过程的涌现属性，这些过程已经影响了， 在个体发育和系统发育尺度上，关于我们行为的进化。
从一开始，人类在史前深处的行为可能是从南方古猿的行为演变而来的，而南方古猿又（可能）是从中新世和上新世原始人猿的行为进化而来的，尽管原始人的行为与今天的类人猿的行为越来越不同。我们认为，无论是时间尺度还是所涉及的进化过程，都无法与对遥远的旧石器时代的推测性解释相提并论，这些推测是在转瞬即逝的“民族志现在”的普罗克鲁斯特床上得出的据称类似的民族志观察。这种相对论外推在更新世的适用性是有限的（[3];参见， [4,5]).考古学家卢·宾福德[3]注意到“民族考古学”遗迹与记录的旧石器时代发现越来越不同，因为晚更新世时间的深度是陡峭的。他倾向于零假设，即现代狩猎采集者留下的“民族考古”遗迹应该与旧石器时代遗址出土的遗骸相仿，然后再推断出任何类似的行为可比性。同样，可以争辩说，如果应该将人类中心主义观点的所谓可比性与怀疑现实主义的镜子相提并论，那么，也应该是“类比中心主义”观点的任何所谓的可比性——也就是说，类人猿行为学提供了类比，揭示了灭绝的人类用石头所做的昔日行为。我们认为，这两种观点都提供了一种系统的方法，可以在1.76-0.1马的漫长时间跨度内对人属的行为进行令人满意的理解。
我们提出了一种完全不同的替代方法。它建立在存在的、非平凡的科学原则之上，这些原则以系统的方式支撑着生物体的进化。从这个角度来看，简单的片状石制品（见附录1），例如“斩波器”或复杂的切碎器，例如“手斧”和“切肉刀”，它们是双面剥落的大型切割工具、BFLCT（见附录 2）——以及制作这些文物时手动敲击的石片——是“使用硬锤敲击以最少的努力生产薄片的几乎不可避免的副产品”（[6]，第 219 页），呼应安布罗斯 [[7]，第 1749 页]，他们认为它们“反映了最不努力的策略”。旧石器时代考古学家的这些评论在解释在早更新世和中更新世旧石器时代遗址发现的石制品的准备工作方面特别有先见之明，即最大限度地减少所涉及的工作量3.
有两个问题引起了我们的兴趣。首先，是什么可以激发人们对塑造石制“手斧”与可负担性相关的可能性的认知意识4原材料以及随之而来的最小化生物能量努力的潜在优势？其次，这种挑衅如何影响这种规则技术在旧石器时代时空记录中的不规则外观？5在讨论这些问题之前，我们将介绍人类进化和石器的一些相关方面6为了帮助那些需要背景知识的读者（另见附录1,2和3).
最古老的片状石器来自3.4马的非洲上新世晚期沉积物。南方古猿原始人可能已经将它们剥落。分配给智人的最古老的骨骼化石可以追溯到 2.8 马。继早更新世 2.58 马开始出现后，零星发现的非局部石头暗示了合作的人类行为，这些石头特别适合于允许用手将石头呈贝壳状剥落（见附录1).双面片状大型切削工具（BFLCTs）首次出现在东非，约1.76 马[8],[9],[10],[11],[12]，当时直立人已经取代了几个早期的人类分类群。“手斧”似乎存在于南非，大约在1.6马[13]，此后，“手斧”的出现充斥着非洲和欧亚大陆的旧石器时代记录，尽管在时间和空间上不平衡（见附录3).从早更新世晚期开始，BFLCTs出现在西亚和南亚的一些地点，其年代为1.5至1马。应该记住，现在大多数权威认为早（下）更新世持续时间为 2.58 马至 0.772 马，这一时间跨度的特点是某些矿物的反磁极性，在各种地质层中都可以检测到，然后让位于现在的正常极性，这种极性不仅表征了中更新世期间形成的床，而且， 随后，在晚（上）更新世（其开始在最后一个间冰期开始时约为 0.13 马）。目前尚不清楚通过何种机制可以在所涉及的时空维度上维持任何此类包的传输。BFLCT 由各种形式的智人制造超过 1500,000 年。
即使在直径500公里≥的地理区域内存在几个包含“手斧”的集合体，这些集合体可以分配给大致相似的时间段，可能长达≥200,000年），但推断它们必然实例化了一种不间断的手工行为“文化传统”，通过“社会传播”代代相传，这是不明智的。如果一代人平均持续 25 年，那么 200,000 年意味着 8000 代，这对“社会传播”、“累积文化”的可能性以及解释更新世考古记录的微不足道的“文化-历史”方法的可能性提出了重大挑战，更不用说合理性了。[4],[14],[15]).然而，一些考古沉积物可能反映了手工制作“手斧”在几个世纪甚至几千年的代际传递，也许是随着中更新世期间语言流利度（和社区间接触）的增加，从而以在某些社会群体中根深蒂固的特定方式增强了技能的再生产，这可能不是完全不可想象的， 例如从“手斧”的相对表面上等地剥落（参见 [16,17]).它可能导致非达尔文主义对社会“功能”的选择加速[18]，也许如果一个错综复杂的“心灵理论”一直在神经生物学上进化，以应对社会交往和交际流畅度的增加。对经典群体遗传学的统计考虑几乎不会鼓励对一种乐观观点的热情，即达尔文在更新世智人的适应性是通过“双重遗传”（遗传的生物适应和可遗传的技术创新，在连续和持续的互惠中）逐渐共同进化而在不知不觉中增加的。
我们持怀疑态度（参见。[19]一种流行的观点认为，“社会传播”，以早更新世和中更新世早期人类群体规模及其在非洲、亚洲和欧洲的发病率的名义人口增长为基础，不可避免地导致了“累积文化”的广泛演变，例如“手斧”。一个更简洁的观点是，可能不早于0.3马，人类群体人口规模的增加可能促进了广泛的“社会”行为传递，无论是在世代内还是代际上，无论是水平、垂直还是对角线，社区间的接触是不频繁的、不稳定的、在空间和时间上受到限制的，以及交流的流畅性有限。我们更愿意将注意力集中在一个旁观者对另一个人在产生“手斧”的非正统手工制定中做出“认知惊讶”的反应的合理性或缺乏反应上，而不是将“群体规模”放在促进“手斧”塑造的“社会”传播中发挥重要作用的旁观者，这样旁观者的反应或无反应就足以满足个人制作的“手斧”的要求被注册或忽略。在这方面，我们对捏匠将石头剥落成“手斧”的创造性手工过程的“积极体现”的考虑，比 Garofoli 的合理建议更“激进”[20]对此，我们大体上表示同情。
在第 3 节中，我们将概述大脑作为生成模型的概念，这些模型可以被解释为“层次机械思维”（HMM），它通过探索避免意外并解决不确定性。特别是，人类大脑是神经生物学推理机器，可以做出和评估适当的预测，无论是为了避免不受欢迎的意外，还是为了通过“主动推理”解决不确定性[21].在这方面，这里有必要反思许多考古学家所解释的更新世时期向旧石器时代发展的趋势：（1）人工还原石块的替代性不可逆链（甚至一起存在于一些组合中）;（2）石材的对称和不对称成型（例如，“重型”工具，如“手斧”、“劈刀”和“镐”，或作为“坯料”或“芯”，可以从中切下或多或少规则形状的薄片;（3）增加“手斧”上片状疤痕的双面一致性;（4）改性或“修饰”石片的一些反复出现的形式（“类型”），更不用说原材料范围增加的趋势了。这些趋势似乎仅限于人属。他们可以提供回顾性支持，以考虑任何潜在的外来或非遗传行为遗传性都可能继发于基于基因的神经生物学遗传，而自然选择则有利于这种遗传;也就是说，大脑对显著性和新奇事物的警觉性倾向，这是我们幼儿的一个显着特征。我们的建议让人想起“新达尔文主义”的综合，遗传学与化石记录的追溯性佐证，开始支持自然选择物种进化的理论。可以想象，对大脑神经生物学倾向的选择可能导致人属的重大进化系统发育分化，可能使所谓的认知“有界边缘区域”的渗透性越来越强（其狭窄性可能限制了类人猿繁殖、复制或模仿新行为的能力：[22]).
似乎在更新世智人中，观察者（和主角）对新奇事物的认识越来越高——这是主角（代理人）在执行行为感知-行动循环时引入的[22]——这样就可以欣赏到变化，可以规划和尝试进一步的修改，从中可以设想出一连串不同的结果，无论是可预测的还是不可预测的。因此，一个重要的区别在于，一方面，一个有机体在其生态位中遇到的认知惊喜，另一方面，它在作为计划的“主动推理”中对新奇的意识7.两者都是显著性的方面。然而，认知惊喜是对意外状态的反应，而对新奇事物的意识是对不可预见的冲击的反应，这种冲击似乎与记忆中的规律不符[23]并且可能会在执行其他可预测的熟练行为时进行干扰[24].这种行为依赖于从先前对政策的信念中得出的预测，这些信念配置了迄今为止有效的程序，因此已被记录在案。可预测性本身可能是大脑“镜像神经元”的结果8电路[25]以及，可能的是，在类人猿灵长类动物大脑中支撑“镜像神经元”回路的那些基因表达的神经表观遗传学修饰，尽管特定行为特征的稳定可能是自然选择建立适应这些特征的可遗传回路的先决条件[26].
面对其他方面可预测的熟练行为，对不可预见的新颖性的认识可能支持“主动推理”的先决条件，即在石头实验期间执行适当的行为纠正或替代的手动反应（例如，通过敲掉石片来塑造它们）。这种行为可能为“选择性社会学习”的进化铺平了认知道路[27]、善于观察的“学徒”学习[28]，以及中更新世晚期及之后智人属行为的“社会传播”。可以想象，在更新世人进化的大脑神经生物学中，适应性结构先验影响了期望的精确度，然后可以与错误预测并列，可能导致对意外结果的预期，然后这些结果可用于实验行为实践。
回到地球，在基础神经生物学研究的神经元水平上，尚未确切地展示人类行为活动的“社会传播”如何导致大脑中的遗传或神经表观遗传改变。大脑的“适应性结构先验”如何从神经元内和神经元间生物物理学的角度进行表征？目前尚不清楚进化过程究竟是如何影响大脑中的神经元微电路的。当特定行为的表现被他们的大脑记录并存储在记忆中时，一种神经生物学机制如何进化，它可以为所有继承它的人提供适应性优势（而不是谁没有）“社会传播倾向”的禀赋？我们严重怀疑这种可遗传的适应性优势是否能够支撑在人类古物种个体发育过程中在整个属的系统发育进化过程中形成的表型行为特征。
我们的方法援引了一种方法论规范范式，该范式基于系统的存在主义原则，这些原则支撑着生物体的进化。该提案是，在更新世记录中，可归因于智人的一些不规则规则和规则不规则现象（例如，“手斧”）反映了在我们属的早期成员中经常以“蛇和梯子”方式发生的各种看似合理的异常行为结果，无论它们的骨骼分类为古物种（例如， H. erectus georgicus、H. erectus ergaster、H. erectus、H. antecessor、H. heidelbergensis、H. rhodesiensis、H. sapiens 'idaltu'、H. neanderthalensis、H. sapiens）。
我们认为，旧石器时代的记录可能反映了一些异常或非正统的行为结果。就像在其他生物中一样，早期人类的行为无疑受到一种压倒性的趋势的制约，即保护根深蒂固的习俗。大约1万年前，遥远的祖先在通过锤击去除石片后制作出锋利的石头“砍刀”，这种做法一直持续到近几千年。毫无疑问，它构成了 76 万年前早期智人规范的、正统的旧石器时代行为的一部分。从那时起，“手斧”开始通过精心设计的双面去除薄片来塑造，通过连续的手工程序执行，这些程序与制造“斩波器”的主流正统观念不同。因此，“手斧”是非正统程序的结果。然而，以前更简单的手工技术在时间和空间上继续广泛传播，这与“手斧”的形成形成鲜明对比，“手斧”在首次出现后超过一百万年的时间里是零星和稀疏的。它们的不频繁性支持了一种推论，即双面成型花了数十万年的时间才在旧石器时代的行为中发挥任何重要作用。合理的是，在五十万年前之前，文物的双面塑造仅限于孤立的实例，也许是石头的塑造者没有意识到她的特质行为所带来的好处，或者当旁观者受到根深蒂固的正统习俗的束缚，以至于异常行为被忽视和忽视时。
如果他们中的任何一个意识到这些可能性，那么其中一个或另一个人就会经历“认知惊喜”，这将扩大他或她的“有界超然区域”[22].就FEP而言，这可以被解读为未能对某些新行为的反事实结果进行建模或推断，仅仅是因为手头（或头部）没有（进化赋予的）生成模型来预测这种行为。认知惊喜可以被视为类似于信息论中的“意外”（又名自我信息），或者更简单地说，类似于贝叶斯大脑预测编码账户中的预测错误。FEP认为，惊喜的最小化 - 由变分自由能所得分 - 是自组织系统的标志;包括大脑。似乎，认知惊喜的体验是进化的神经生物学倾向的结果，这种倾向是探索非正统的可能性。与人类蹒跚学步的孩子不同，人类的这种倾向可能比类人猿进化得更远，类人猿似乎无法想象“事物可能是什么样子以及它们实际上如何”（[29]，第86页），而通过将过去经验的回忆与前瞻性记忆相结合，人类能够“在不同的潜在领域中混合现实”（[30]，第41-53页）。
从个人的短期和长期记忆中获取的记忆意识，如何作为知识传递给他人，它可以嵌入他人的记忆中，其保真度足以通过代际或社区间传播实现“社会传播”？观察性学习的参与程度如何？在一小群小脑直立人中，生物学和行为生殖都没有得到保证，这些直立人的早期解剖学和生理成熟度（例如，1.53马的“图尔卡纳男孩”）为获得行为替代方案提供了很少的童年时期。语言几乎不存在。乐队之间的很少见，无论是社交还是性。灭绝的风险始终存在，这消除了任何积累的传说，也消除了进一步的观察学习机会。性别比例不平衡阻碍了微小条带的繁殖。过早死亡是司空见惯的。知识渊博的长者稀缺。大脑回路的早熟巩固阻碍了前额叶和尾部皮层之间协同活动的发展，而前额叶和尾部皮层是我们青少年敏捷工作记忆的基础。[22],[31],[32]).由于自然选择具有固有的守恒倾向，因此在这些镜像神经元回路中埋下了强大的障碍5可能在模仿行为中起作用 [25,33].似乎，在早期智人中，上述可能性可能导致行为以时空“蛇和梯子”的方式进化，涉及令人麻木的技术停滞，并在多维景观上以乏味的缓慢影响，其中可能会生根繁殖成功的种子（又名适应性价值;达尔文适应性）。
自然选择的生物进化本质上是保守的，神经生物学也不例外。孤独个体在行为上利用的涌现神经表征不一定被其他大脑自动共享，这些群体基本上是口齿不清的原始人（即南方古猿、Paranthropus、Kenyanthropus、早期智人）。他们的适应性先验通过最小化变分自由能（VFE）来引导他们的神经元动作-感知周期走向不令人惊讶的适应状态（见下文）。也许这些先验涉及基因的神经表观遗传学可改变表达，有利于常规期望（即，巩固习惯性行为，cf。[34]），不利于认识到支撑好奇心和寻求新奇行为的认识论可负担性。因此，在世界时空记录中不规则地表示的一些行为技术方面（例如，手工剥落石头以制作“手斧”）可能分别由个人在时间和空间上分开的不相关的自发行为产生，至少在“主动推理”之前是这样（见下文）， 带来了对“大脑结构先验”的适应性改变，允许采用迄今为止无法提供适应性优势的新行为。“大脑结构先验”是指决定大脑中分层生成模型的结构或形式的隐含先验;因此，“结构学习”（又名“贝叶斯模型选择”）可以被理解为选择新形式的生成模型，例如，在大脑神经元回路的层次结构中保留新的连接或级别。
一个绝非难以置信的猜想是，适应性结构修饰可能涉及神经表观遗传学冲击的倾向，这种冲击改变了参与大脑神经元回路的基因的表达。然而，这种冲击并不一定与在人属进化过程中与塑造骨骼形态有关的基因的进化齐头并进，尽管自然选择无疑在更新世人生物进化的各个方面都发挥了重要作用（这里应该记住，表观遗传传递受到的限制比基因遗传的进化要少，基因遗传可能是频率依赖性的有性繁殖生物群体中的多态性基因）。
我们的提议基于自由能原理（FEP），它为我们提供了一种非平凡的第一性原理方法，该方法基于统计物理学，用于理解进化如何由自组织系统（如生物体）中的反应介导，因此可能涉及有知觉的生物的行为反应：即，可以作为代理体验感觉，因此， 我们考虑具有“等级机械思维”或 HMM [35,34].“HMM 将具身的大脑定义为一个复杂的适应性系统，它通过产生动作-感知周期来积极最小化人类感官和物理状态的熵（即扩散或衰减），这些动作-感知周期来自层次结构组织的神经认知机制之间的动态交互”（[35]，第104-105页）。HMM可以看作是一种神经生物学推理机器。
关于生物进化，HMM概念与“进化系统理论”（或EST，[2]），它“利用......在大脑的两种互补观点之间架起桥梁。首先，它将自由能原理 （FEP） 纳入神经科学和生物物理学，为大脑的进化、发育、形式和功能提供了一个生物学上合理的数学公式......其次，它遵循心理学的 EST，认识到神经结构和功能源于因果机制的层次结构，这些机制在不同的时间尺度上塑造了大脑-身体-环境系统......根据这一观点，人类的神经动力学只能通过考虑我们的进化、文化适应、发展、体现和行为的更广泛背景来理解“（[35]，第105页）。
HMM概念适用于“进化系统理论”的几个层面（参见[2]），即（1）在瞬时实时中，在个体发育（个体发育）中，（2）在系统发育遗传和遗传的代际过程中，以及（3）在进化适应和自然选择的考古和地质时间尺度上[35].因此，它提供了一种科学上可理解的方式，对尼古拉斯·廷伯根（Nikolaas Tinbergen）著名的有见地的“4个问题”做出了连贯的、非平凡的、系统的回应[36].1973 年，诺贝尔生理学或医学奖共同授予康拉德·洛伦茨、卡尔·冯·弗里施和尼科·廷伯根，以表彰他们对动物行为学的贡献。关于 Lorenz， Tinbergen [[36]，p.410]写道，“我认为他坚持认为行为现象可以而且确实必须以与其他生物现象基本相同的方式进行研究，这是他的主要贡献。我们同样坚持把这种科学方法放在首位。我们在这里将注意力限制在一个考古学问题上，HMM概念可能会在这个问题上有所启发，即人类进化的漫长时间尺度。Tinbergen 的 4 个问题可以总结如下：
生物学理论不能忽视支撑生命和生物世界存在和进化的基本物理原理，但这些原理并不总是容易被生物学家所理解，更不用说古人类学家和考古学家了。我们将尽量提供一个易于理解的叙述。所有生物体都倾向于消耗与生存相适应的最少能量;这是关于生物稳态的存在主义观点的基础。然而，适应性强的自组织系统不仅通过主动推理 （AI） 生成预测，而且还通过主动推理 （AI） 生成对不断变化的环境的响应，从而消耗更多的能量。最小化它们的内部熵可以推迟导致能量耗散（以及总体上熵增加）的死亡。这种自组织的热力学（或代谢）解释可以表述为最小作用的变分原则，其中作用（参见努力）是有效变分自由能（VFE）的长期时间平均值。VFE 是热力学自由能的表亲，但对自组织进行了更抽象和一般的描述;就任何生物体或表型发现自己处于特定状态的可能性而言。应该记住，由于 VFE 是一个广泛的量，因此一组同种生物的自由能可以被解读为每种表型的自由能随时间的平均变化之和。接下来的论点很复杂，也许在某些地方相当密集，但对于理解我们对旧石器时代“手斧”的“蛇和梯子”示例的非平凡解释是必要的。
“主动推理”的概念在这里尤为重要，它代表了FEP对感知行为的应用，并且隐含地代表了HMM：“主动推理通过假设行动满足基于感知推理或状态估计的预测，将优化行动和感知的问题分开。最佳预测基于（感官）证据，该证据与（观察到的）结果的生成模型进行评估。这使人们可以将行为描述为实现乐观的预测，其中固有的乐观是由先前的偏好规定的 [37].至关重要的是，生成模型包含对未来状态和政策的信念，其中最有可能的政策会导致更理想的结果。这使得行动能够实现首选结果，其基础是行动和感知都试图最大化生成模型的证据或边际可能性，如变分自由能所评分的那样。 ([38]，第864页）。首选的结果是那些智能体认为是他们所处的智能体类型的特征的结果，并且它们的生成模型包括他们先前的信念。
从技术上讲，VFE 是生物体（或任何系统）在与其环境交换时所经历的结果的负对数（边际）可能性的数学界限。这意味着，最小化自由能对应于最大化任何可以被视为参与感知行为的系统的感觉交换的可能性[39],[40],[41].数学形式主义是有用的，因为它提供了许多对适应性（感知）行为的互补解释。在自组织物理学的层面上，它提供了存在的第一性原理解释，定义为在与环境交换时保持远非平衡的稳定状态。
鉴于早期智人是人类进化的主角，这种适应以她手工剥落石“手斧”为代表，我们必须记住，从进化理论的角度来看，/负自由能可以被视为适应性适应性：即通过对特定表型的可能性进行评分，并被理解为表型与其生态位的适应性“适应”[42],[43],[44],[45].我们可以将VFE的最小化与热力学能量学联系起来，因为VFE可以分解为精度和复杂性-成本[46].复杂性成本需要热力学能量的消耗（通过“兰道尔原理”，该原理将信息操纵的任何不可逆性与熵的增加联系起来，前提是信息论中的香农熵可以归入经典热力学;如需进一步阅读，请参阅，例如，[47],[48],[49].简而言之，最小化 VFE 需要与生态位进行热力学有效的参与。
具体来说，VFE 可以被视为一种信息理论衡量标准，用于衡量任何生物体平均而言各种结果的令人惊讶程度。因此，可以说，一个能够模拟和预测其与生态位交换的有机体已经适应了这种环境，并避免了与它的令人惊讶的交换（例如，从稳态设定点的偏移），或者处于非常不可能的状态（例如，受伤，死亡）。这就是“认知惊喜”概念的用武之地，惊喜可以被视为一种预测错误。在预测编码的信息论和贝叶斯条件概率分析中，正式术语是“surprisal”或“self-information”（由结果的负对数概率给出）。在贝叶斯统计中，在生物体的（生成）模型下，其结果是如何产生的，结果的概率被称为“贝叶斯模型证据”。从这个意义上说，有机体的存在本身可以被解释为自我证明的结果[50].
自我证明的概念支撑了我们接下来的大部分论点。但是，有一个重要的细微差别。某些生物，例如智人，已经进化出深度生成模型，能够预测其行为的后果。这种生物现在有能力在不同的行动下接受反事实的未来：简单地说，它可以计划[51],[52],[53],[54],[55].因为生物感知到的原因包括它自己的行动或情况，所以行动或计划可以被它推断出来，从而导致主动（计划作为）推理。这是FEP下“主动推断”的一个关键方面：即，根据该计划下的预期自由能（cf.，努力）最小化来选择行动和计划。更简单地说，选择行动是为了通过避免不太可能的事态（例如，受伤、死亡）和通过产生结果来解决环境状态的不确定性，从而最大限度地减少预期的意外。减少不确定性很重要，因为这意味着在行动的（未来）后果的深度生成模型下规定的有知觉的行为具有认识论方面，使有知觉的行为对显著性和新颖性敏感。只有具有这种深度生成模型的系统才会表现出这种探索行为，因为它们才能对认识上的可负担性做出反应，并有可能回答“如果我这样做会发生什么？[56],[57],[58].驱动规划或政策选择的预期自由能可以分别分解为认知和实用的组成部分，这些组成部分分别支撑着探索性和剥削行为[59].
那么，在生物进化的背景下，什么是自由能呢？简单地说，自由能可以看作是自组织系统（如生物有机体）所经历的输入样本的负对数。它的最小化保证了它们的存在，并隐含地保证了它们的繁殖成功[44],[45],[60],[61].自然选择是渐进的和保守的。面对环境的相互依存性和规律性，生成自组织系统的完整性是由涉及“主动推理”的适应性互惠性支撑的9可参考由生成模型所包含的先前预期，并由进化赋予[21],[39],[62],[63],[64].主动推理实例化了一个生成模型，其组成部分是大脑中的神经元网络，能够预测下一步最有可能被感知到什么。就条件概率的贝叶斯统计而言，进化和自然选择可以看作是自然的“贝叶斯模型选择”（又名“结构学习”，参见，[65]).因此，进化在生物、技术，甚至心理社会层面上以不知不觉和间歇性的方式发展[35,34,[66],[67],[68]].FEP在生物学上，特别是神经生物学上是相关的，无论是在细胞动力学、神经回路和行为的遗传水平上，还是在通过生物适应性和适应性的自然选择进化的群体的系统发育水平上。
我们在有知觉行为的背景下对FEP的考虑借鉴了19世纪物理学家和医生赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）的研究，他确定在恒定温度下从封闭热力学系统获得的功可以计算为热力学势。在这样的“亥姆霍兹盒”中，热力学过程执行的最大功由“亥姆霍兹自由能”的变化给出，在等温条件下，当过程达到平衡时，其值最小，因此其最终熵最高。亥姆霍兹自由能可以测量为系统的热力学势，计算为系统的内能。为了补充这种自组织到热力学平衡的热力学公式，亥姆霍兹还引入了基于最小化“神经元能量”概念的无意识推理概念[69],[70],[71].变分自由能（VFE）可以被解读为亥姆霍兹概念的形式化，以及信息论中的“神经元能”（正式继承自理查德·费曼在量子物理学中的工作和杰恩斯的最大熵原理）：[72],[73],[74]).从这个角度来看，预期自由能在预期成本和预期信息增益（[1]在印刷中）。从统计学的角度来看，变分自由能可以看作是复杂性减去精度。这意味着，最小化VFE就是通过准确简单地解释感官样本来最大化观察者生成模型的证据。同样，感觉器的主动采样是以最小化作用后预期的变化自由能的方式进行的。预期自由能（EFE）在预期成本和预期信息增益方面可以看作是可分解的[75];与先前的偏好相比，成本只是惊喜。
FEP概念可以将智人大脑的神经生物学进化（以及我们的记忆能力）与促进人类生殖成功的亲社会性和合作行为的进化联系起来（又名适应性价值，达尔文适应性）。这个概念不仅符合evo-devo理论，而且也符合新达尔文进化论中涉及的遗传和表观遗传机制。此外，它还可以解释在\u0.2马之前可以检测到的异步性，一方面是旧石器时代技术记录的发展，另一方面是直立人、尼安德特人和智人古人类学记录的连续出现。正如导言中所述，在更新世的考古学、古人类学和地质学记录中，主要的时空分界并不是同源的。因此，虽然旧石器时代的技术发展和智人的系统发育进化之间可能发生了共同进化，但不能想当然地认为它们总是同步同步进化（另见附录1).
在个体的个体发育水平上，自生可能涉及动作-感知周期，这些周期与预先存在的偏好有关，会引起认知意外，从而允许甚至强制要求新的行为结果。在系统发育水平上，考古学后果可能包括旁观者经常没有意识到个体同伴的特殊行为可以为他们提供新的合作机会，以最小化群体的VFE，例如，通过执行不习惯的行为以获得不确定的个人利益。个体在非正统行为结果中表达的认知惊喜并没有得到旁观者的回报，因为他们的行为与他们的表型剧目中的那些刻板活动不一致，这些活动符合他们剥削性的、实用的先验。对剥削性实用先验的规范信心通常胜过探索性的认识论先验;即，预期的信息增益提供了一些行为（参见，[34],[35]).这很可能是早期智人小群体中的常态，特别是考虑到我们的分类单元比最亲社会的类人猿（即倭黑猩猩）更倾向于表现出更大的亲社会性和合作的帮助行为（例如，[76],[77],[78],[79]).
如果没有远见卓识或流畅的沟通，创新往往不被注意地消失了，被视为无关紧要或无用，而其创造者的“能力”则被视为错位的能量和浪费时间，而这些能量和时间是满足团队存在上难以满足的能量需求所必需的。值得注意的是，在维持基础稳态方面，我们的静息大脑消耗 11.2 瓦特/千克，而全身消耗 1.25 瓦特/千克[80]，消耗 50% 的葡萄糖摄入量和 20% 的氧气摄入量，其中 75-80% 为大脑神经元提供动力[81].毋庸置疑，一百万年前，直立人的活动一定满足了更大的日常能量需求，否则我们自己就不会存在今天。毫无疑问，久经考验的例行公事占主导地位，无论谁每天高效地执行这些例行公事，都会受到群体的信任，而古怪、非正统或特质的行为则受到冷漠对待，不会保留在集体记忆或传说中。
我们认为，这就是智人成员在更新世早期和中更新世早期进行的各种异常、特殊行为活动的命运。简言之，表面上是在技术能力的“阶梯”上达到的特殊个人成就，很可能被朋友和家人所忽视，因为他们无法想象或阐明可能提高他们生存的可能优势。此外，当敲击动作从石芯中去除薄片时，“某些芯形状可能是'拱肩'（在 [82]）：在没有事先人类意图的情况下不可避免地创造的模式“（[83]，第23页）;因此，即使考古学家从比较形态学的角度将它们归类为“工具”，这种偶然的积极结果也可能没有被它们的创造者视为“工具”。此外，人际交往受到限制，即使存在语言，也缺乏语言。此外，寿命很短，生物成熟度比现在早，这限制了神经生物学灵活性的发展，在任何情况下，这是一个很小的成人大脑，只有我们今天的三分之二大小。简而言之，亲社会早期智人的强效常规行为可能导致未能意识到特质积极结果的潜力。因此，这种失败，以及各种人口事故，将更经常地从集体记忆中抹去特殊行为。即使集体记忆可能由微小的狩猎采集群体保留下来，但只要由于人口变化无常而灭绝，例如可用伴侣的性别比例不平等、分娩时死亡或因先天性残疾、感染、牙龈疖子、牙齿脱落或因有毒咬伤/蜇伤等不可预见的危险而疾病或健康不良，集体记忆就会丧失， 食物中毒、捕食者的攻击，或因瘟疫、疫病、干旱、洪水、野火、霜冻、暴风雪或其他暴力气候事件而导致食物或水稀缺时使人虚弱。
然而，时空的“蛇和梯子”图像（微小的狩猎采集带的不幸消失和其他人的出现）之间存在着关键的区别，这与人们的“等级机械思维”（HMM）的反应无关，而“蛇和梯子”模型则反映了个体特质或非正统的活动以及观察者对它的接受度或接受度，无论是旁观者，还是自以为是的主角。在对不熟悉的技术或其结果的观察中，心理记录的基本必要性在其他地方与有效的变分自由能和FEP有关。[22].前一种图景的异质性构成使得它不适合做出可以与旧石器时代早期遗址的考古发现进行比较或对比的预测，而后一种模式则侧重于信息理论和能量对生物、神经生物学和社会心理进化的限制，从而可以考虑这样做是否可以对材料记录提供合理的解释，以及 特别是，石制“手斧”在世界范围内分布不均。
可以想象，在旧石器时代早期的记录中，一些零星、不经常和间歇性出现的文物只是用原材料自发形成的结果。它可能在特殊行为中涉及外感受神经网络和内感受神经网络，这些行为可能反映也可能不反映创造性或创新性。这种怀疑的批评可能提供了一种方式，可以理解早期大型切割工具（如“手斧”）双面剥落背后的原因（也许还有机会主义的火力开采或洞穴的频繁出入）。从FEP的角度解释不均匀的时空记录的平淡无奇的方法并不是对显而易见的伪科学空洞的声明。相反，它颠覆了那种富有想象力的现象学方法来解释深刻的过去，而这种方法从人文和社会研究中汲取灵感。这种反转使非系统的方法从属于批判性审查，特别是在对旧石器时代早期行为的存在生物学限制方面，因此这些方法似乎不再是最合适的方法，更不用说与支撑神经行为学过程的系统解释相比，最简洁的解释了。
FEP导致具身大脑学习周围环境中许多规律的贝叶斯概率统计模型。这样的大脑允许出现生成模型，这些模型可以被解释为“层次机械思维”（HMM），通过探索避免意外并解决不确定性。这种不确定性可能与自然环境的物理方面有关，例如石头或野火，或者实际上是产生感官信息的同种生物。石头 ca.3 马 对于维持稳态完整性的存在生物学必要性，以及随之而来的难以表达的古人类的繁殖成功和生存的边际相关性，似乎导致石头被认为是典型的可预测和不足为奇的，而且至关重要的是，缺乏工具使用中隐含的认识论可用性。尽管如此，偶尔、不经常和间歇地，个体可以接受更具表现力（即更深入）的生成模型，并对探索性（认识论）和剥削性（语用）价值观做出反应。[75],[84]).她可能会发现获得可预测（不令人惊讶）结果的新方法，尽管她的行为及其结果很可能被她的同伴忽视了，他们没有从中学到任何东西，更不用说预见到新奇事物的潜在用途了。尽管如此，这种特殊行为可能会超过普遍的预期，这些预期通常并不令人惊讶，因此有利于最小化 VFE，符合 FEP。
如上所述，VFE的最小化描述了生物体通过自组织进行适应的倾向，并且可以理解为“惊喜”平均值的上限，通常用预测误差来描述。在这些系统中，通过分层组织的神经元回路中的预测错误符合先验性，从而支持主动推理。分层自证大脑结构将“自下而上”的预测错误与基于先前预期的“自上而下”预测错误并列，这些错误来自内感受（例如，来自关节的本体感觉输入和体感觉输入，如头痛、深痛、出汗、肠道和膀胱收缩力、心跳、血压、呼吸、腺体分泌物、激素水平）和外感受（例如，视觉、触觉、听觉、嗅觉、味觉）和“自上而下”的预测[85].这种最小化由内感受和外感受感觉模式产生的自由能（即预测错误）的方法可能支撑着自我意识[53],[86].根据这种观点，最小自我作为生成模型的一部分出现，该模型为所有感觉提供了简洁的解释;也就是说，“这些感觉是由我的身体产生的”，特别是来自具身自我的内感受感觉。自我证明的这一方面可能很重要，因为推断或区分自身与非自我的能力是培养的主动推理的一个关键方面。此外，从这个角度来看，“积极体现”对选择可以排除适应不良行为的进化可能性持开放态度。[87]，尤其是第 67-68 页）——尽管同样不可否认的是，如果剥落石头会转移时间和精力来收集食物，那么剥落石头可能会适应不良！
毫无疑问，“蛇和梯子”的图景很大程度上要归因于不可预见的危险和微小的狩猎采集群体的人口失衡。生命是残酷而短暂的。直立人“图尔卡纳男孩”，约1.53马死于约9岁，接近成年[88],[89],[90]现在已经和成年人一样高了;我们缓慢生长的童年和青少年生长突增随后发生了变化，对大脑发育产生了影响[91].他的大脑与身体大小之比低于我们[92].他的认知能力介于南方古猿和我们的之间。大脑回路的早期巩固可能限制了他的思维敏捷性。如果他成年了，他的 880 厘米3大脑可能不会超过 900 厘米3——只有我们成人大脑的三分之二，甚至还不到我们一岁儿童的体积，尽管是类人猿和南方古猿的两倍。似乎，他的工作记忆的存储大小介于黑猩猩和我们的之间。[93]），可能介于上新世晚期的习性两足动物（例如，南方古猿约3.5马）和我们的两足动物之间;像我们一样，“图尔卡纳男孩”是一只专性的两足动物。早更新世直立人大脑的顶叶、颞叶和额叶比我们的小。前额叶皮层，在做出选择时很重要[94]，与我们的现代大脑相比，它相对小而狭窄。此外，Turkana Boy 中中央前沟的位置相对前（[95]，尤其是图。S2-F）意味着前额叶下皮层的扩张，可以从晚期颅骨的内管模型中推断出来，尚未在早期直立人的大脑中进化。
如今，在 12 至 30 岁之间，随着脂肪酸髓鞘包裹在灰质大脑区域之间的白质神经纤维束中的轴突，人类的大脑内连接性得到增强。即使直立人前额叶皮层包含早期束[96]，早熟的成年期限制了现代人继续的大脑发育[97]随着 20 岁以上的神经元髓鞘形成以及神经元树突棘的突触修剪，似乎可以增强认知能力[98].也许在中更新世期间，大约0.5马的智人中进化出了旷日持久的皮质生成。此外，学习可以改变髓鞘的发育，髓鞘发育受神经元动作电位放电和轴突传导速度的影响（[99];参见，[100]).前额叶神经元的长时间成熟可能会引起前额叶神经元回路的经验依赖性变化，从而支持监测替代目标并促进相应的行为改变[94].对人类胎儿的皮质折叠和表面积有遗传影响[101]，以及出生后皮质厚度的发育;合理的是，“Wnt”信号转导通路的遗传效应分化（q.v.，[102]）在大约2马之后的人的大脑神经元进化过程中变得明显。灰质的发育存在着经过充分研究的区域差异，这种差异可能在颞叶皮层中延长，这可能与其在整合记忆、物体识别和视听输入方面的作用有关[103].从FEP的角度来看，这些差异证明了从表观遗传学继承的“结构先验”，并在体细胞时间尺度上将经验依赖的学习（以及作为推理的计划）情境化。
在 1 马之前，直立人的工作记忆 （WM） 容量会比我们小。现代人类 WM 与 6 至 25 岁之间白质额纹状束的发育程度呈正相关，尤其是左侧额顶叶束[104],[105],[106].左侧额叶、顶叶和颞叶皮层在记忆、语言和工具使用方面很重要[107],[108],[109],[110].短期 WM、长期记忆 （LTM） 和前瞻记忆 （PM） 之间的复杂关系是大量正在进行的神经科学研究的对象。现代人类WM与长期记忆（LTM）之间的相互作用是一个复杂的问题。虽然在 WM 中增加对刺激的维持增强了其在 LTM 中的未来识别[111]，如果 WM 容量过度紧张，LTM 可能会参与任务性能[112]，并且，在十岁之后，LTM可以在更新编码信息时参与抑制控制[113].因此，对直立人中WM和LTM之间的关系做出简单的推断是不明智的。
众所周知，年轻人的神经元髓鞘形成在人脑不同部位的不同年龄是完全的[114].它的发展与出生前不同[115]并持续到青春期后期[97],[116],[117].相比之下，髓鞘形成在青春期猕猴中已经完全，尽管在青春期黑猩猩中可能不完全[118],[119],[120],[121]，它在性成熟时是完整的，而在现代人类中，它会持续几年。这在《图尔卡纳男孩》中可能发生的程度尚不清楚，但如果他活到十五岁，到那时可能已经完成了。如果是这样，那么对他开放的行为选择范围可能很窄。上述缩略图草图表明，早期直立人的遗传局限性很可能产生了系统遗传后果，因为其能力最多只能传达特殊的“认知惊喜”，因此在个体或社区层面上可能的替代行为反应的可预测结果。
众所周知，练习触觉手动活动可以增强大脑中的神经元髓鞘形成。石块敲击是触觉行为。它涉及抓取固体物体。当在人和黑猩猩身上研究抓取东西时，脑神经影像学在人类顶叶和枕颞区域的活动比在黑猩猩中记录的更多[122].虽然在这方面，黑猩猩与猕猴相似，但它们与人类的不同之处在于，它们与人类对传递行为和不传递观察动作的重合前额叶躯体反应不同。人类与这两个物种的不同之处在于我们的弓状束状白质，它经历了进化改变，影响了颞叶的连通性，也许还影响了语言能力[123]其中，直立人中可能存在雏形（参见，[124],[125],[126],[127],[128],[129],[130],[131],[132];但请参阅 [133,134]).
石块敲击是触觉行为。触觉工作记忆（WM）任务（Fuster 1999，[135]）增强大脑白质可塑性，白质微观结构变化与认知增强和运动行为精细化呈正相关（[136,137];R.E.[138],[139],[140],[141],[142]).旧石器时代的石匠敲打很可能也有类似的效果。本科生学习握“手斧”的脑神经影像学显示额叶、顶叶、颞叶和枕叶皮质之间上纵束白质的变化 [[122],[143],[144],145]，对腹外侧前额叶皮层、参与确定实际结果的右额下回三角回以及前缘上回（似乎在人类中含有比在类人猿中更多的灰质）的下顶叶的撞击，似乎促进了快速的注意力转换，这是一个众所周知与工具使用相关的皮质区域[107],[108],[109],[110].荟萃分析表明，工具使用和语言句法的共同激活会涉及人类左额下回的鳃盖肌，而在人类进化过程中，它可能被用于语言目的[146].
间接证据似乎暗示了人类神经生物学倾向的适应性进化，这些倾向支持工具制造中的前瞻性记忆，以及短期 WM（包括触觉 WM）、长期 WM 以及长期程序记忆和对过去事物和事物的情景记忆。这些倾向过去是，现在也是，通过自然选择适应的存在个体发育程序的系统发育结果，以满足生物体的生物能量需求。然而，教学和学习石块敲击技能与交际困难的直立人个体特有的自发制定非常不同，这导致了被忽视的迭代、主动触觉岩石操作的“手斧”结果，而不管任何神经生物学进化的认知/神经元倾向。
尽管大脑神经元的早期倾向有利于记忆力的进化增强和对不同观点的警觉性，但图尔卡纳男孩可能在记忆上受到了挑战，即对行动后果的必要前瞻性记忆。在晚期直立人中，当到1.1-0.77马时，在火势趋向的地点，即南非的Wonderwerk洞穴中，出现了“手斧”，这暗示了先见之明[147]，在西班牙语 Cueva Negra del Estrecho del Río Quípar [148,149]，在以色列的Gesher Benot Ya'aqov露天场地[150],[151],[152].有先见之明储存的火种和火种可能会被垂死的野火带来的余烬点燃，而洞穴中的火可以因恶劣天气而免于灭绝。只有在非洲，在旧石器时代的背景下才记录了早期的燃烧迹象，例如，在肯尼亚Chesowanja的露天遗址，约1.42马[153,154]尽管缺少“手斧”。照料火可以提供温暖、光线、对捕食者的威慑、木材、皮肤和食物的熏制/干燥，可能包括烘烤/烘烤，从而通过促进代谢物的消化和吸收来使淀粉糊化并增加能量摄入，同时消除病原体[155],[156],[157],[158],[159],[160]，基因组学暗示烹饪开始于大约 0.8 马[161].对 H. sapiens 和 H. neanderthalensis 牙菌牙菌斑中保存的口腔微生物组各个方面的研究 [162]表示摄入淀粉类食物的常见倾向，而这种趋势不是猿类和猴子的特征，这意味着更新世人食用富含能量的根、块茎和种子的进化轨迹。
然而，在0.4马之前，令人信服的证据是显而易见的，因为它在旧世界旧石器时代的遗址中没有那些火坑或炉石，这可能意味着掌握了高效烹饪所需的必要热量控制。在此之前，食品的零星热处理可能效率低下。它可能以“蛇和梯子”的方式出现、消失和重新出现。尽管如此，从神经生理学的角度来看，富含能量的食物，尤其是脂肪酸，通过增强髓鞘形成和神经元发育，是合理的[163]在直立人大脑中，支撑了大脑扩大（例如，在中更新世晚期的尼安德特人和智人），脑内连接、记忆（记忆）能力、交流能力和认知意识的进化发展。这些减少了围绕探索性认识可负担性的不确定性，并激发了对迄今为止被忽视的活动的可能结果的更大信心，从而有利于务实的合作行为反应。
记忆为我们的反应提供信息。早期更新世旧石器时代的发现和古人类头骨化石表明了人类记忆的初步进化。神经生物学差异将帕尼南与人脑区分开来[164],[165],[166].这些差异是通过大脑皮质生成的进化差异引起的，无疑涉及遗传和表观遗传转录因子（cf.，[167],[168],[169],[170],[171],[172],[173]).虽然大约4-2马南方古猿的大脑在大小和形状上类似于帕尼南人，但大约2马的直立人头骨封闭着更大的大脑，接近后来人类的大小和形状，大约0.5马。大大脑对生物能量的要求很高：咀嚼食物有助于食物的释放，因此，不出所料，更新世智人的大脑大小增加得比牙齿大小减小得更快[174].
行为是有后果的。非洲原始人（约2马）似乎有时已经意识到，某些种类的石头的物理特性表明，这些石头适合制作大型切割工具（见附录2).在长鼻动物的骨骼遗骸中发现了一些，包括“手斧”（M.D.[175]，第64-66页），暗示合作活动。获得和塑造石材以供后续使用表明人们意识到潜在的优势，尽管这些优势是延迟的，可以减少获取生物能源所需的努力。这种行为借鉴了短期和长期的WM，情景和程序记忆，以及前瞻性记忆或深思熟虑，其程度远远超出了现存类人猿的能力。如果将短期能量成本与不可预测的中期收益相权衡，则可能导致这些活动起初是不经常或零星的，而不是广泛或司空见惯的，而生殖优势的积累可能在几百代人中缓慢发展。然而，罕见的人类行为的“社会传播”并不一定是这种行为再现的原因，这种行为有时和在某些地方可能是由在空间或时间上广泛分离的“等级机械论思想”独立产生的，从而在世界性的“蛇和梯子”考古记录中重新出现
生成过程可以参考应用于生态位建设的自由能原理 （FEP） 的正式术语 [66,68]也就是说，有机体选择适应性行动涉及它们根据预期的自由能对替代方案的评估，这些自由能表示为认识和实用可负担性的结合。与更新世记录的“蛇和梯子”解释特别相关的是，马尔可夫毯形式主义的数学结果10支撑变分生态学模型意味着在系统发育时间尺度上的选择性适应率比个体表型（包括行为动力学）在其生命周期内发展的个体发育时间尺度要慢得多，或者细胞或细胞内反应的时间尺度，可以用天、小时、分钟、秒甚至毫秒来衡量。换言之，面对超常个体的个体，VFE可以被视为代理人，不太可能引入新的行为，这些行为可以在早更新世社区中获得现成的立足点，然后才能在其中一些人发展出交流技能，这扩大了积极推理的社会范围，也许是在适应性先验信念的共同框架内通过自然选择进化而来的， 有利于调整影响其生态位的共同期望和联合活动[176].无论如何，在时间和空间上非常分散的社区中，交际技能的发展很可能是不平衡的，因此，假设所有那些在整个旧世界负责早期和中更新世早期考古组合的人都同样具有雄辩能力，这是不明智的。
在更新世期间，那些无法保持“认知惊喜”的个体所实施的创新行为（例如，制作“手斧”）被旁观者（也许是主角自己）忽视了，他们没有记录下来，或者缺乏大脑结构，使他们能够设想可能有利的环境。早期智人大脑中的神经生物学进化必须受到基因和基因表达的神经表观遗传修饰的影响，关于这些基因的进化我们几乎一无所知，但不一定与在智人属进化过程中参与塑造骨骼形态的基因的进化密切相关.我们认为，神经表观遗传学和遗传过程导致了对大脑神经元回路的进化神经生物学倾向，这种倾向涉及结构先验，这些先验影响到个体（本体发育）和集体（系统发育）变异自由能符合自由能原理，并且选择这些自由能是为了偶尔调节生物和技术行为反应早期智人面临的突出和新奇的情况。自由能的隐含嵌套最小化了系统发育（进化）和个体发育（体细胞）时间尺度上的过程，一方面提供了有知觉行为及其“社会传播”——与共同构建的生态位中最有可能的表型的自然（贝叶斯）选择之间的机制联系。另一方面，时间尺度和循环因果关系的隐含分离使得自组织本质上是流动的;必然要重新审视（自由能最小化）某个广阔的国家空间的政权——就像“蛇与梯子”的游戏所体现的那样。这种流动的演变可能反映在更新世的记录中，即在时间和空间上不规则或有规律的不规则性或规则性不规则性，例如石制“手斧”，这些文物出现、消失和重新出现，更像是“生命的蛇与梯子游戏”，而不是单调的、不间断的“人类上升”。
1维基百科解释说：“蛇和梯子”是一种供两个或更多玩家玩的棋盘游戏，今天被认为是世界经典......它是在带有编号、网格状方块的游戏板上进行的。棋盘上描绘了许多“梯子”和“蛇”，每个梯子都连接着两个特定的棋盘方块。游戏的目的是根据掷骰子，从起点（底部方块）到终点（顶部方块）导航一个人的游戏棋子，在攀爬梯子的帮助下导航，但受到从蛇上掉下来的阻碍。该游戏是一场基于纯粹运气的简单比赛，在幼儿中很受欢迎......网格的大小各不相同，但最常见的是 8 × 8、10 × 10 或 12 × 12 个方格。棋盘上有蛇和梯子，在不同的方块上开始和结束;这两个因素都会影响游戏的持续时间。每个玩家都由一个不同的游戏棋子令牌表示。在传统游戏形式中，掷出单个骰子以确定玩家代币的随机移动;两个骰子可用于较短的游戏。每个玩家从起始方块上的一个令牌开始（通常是左下角的“1”网格方块，或者简单地说，在棋盘边缘的“1”网格方块旁边）。玩家轮流掷出单个骰子，以根据掷出的骰子指示的方格数移动他们的代币。代币遵循游戏板上标记的固定路线，该路线通常从游戏区的底部到顶部沿着boustrophedon（牛犁）轨道，穿过每个方格一次。如果在完成移动时，玩家的令牌落在 “阶梯 ”的较低编号的一端，则玩家将令牌向上移动到梯子的较高编号的方块。如果玩家降落在 “蛇 ”（或滑道）的较高编号的方块上，玩家将令牌向下移动到蛇的较低编号的方块。如果掷出 6，玩家在移动后立即再次掷出另一回合;否则，将传球依次传给下一位球员。第一个将他们的代币带到赛道的最后一个方格的玩家就是赢家。
维基共享资源：
“......如果你落在梯子的底部，你就爬到那个广场上，如果你落在蛇的头上，你就会滑下来。
2行程性：关于它在神经科学中的数学考虑中的专门使用的例子，请参阅[177].
3《人类的崛起》是一部电视纪录片和这本书的标题[178]基于数学家 J. Bronowski 博士（1908-1974 年）于 1973 年在伦敦由英国广播公司和马萨诸塞州波士顿的 Little， Brown & Co. 出版，Richard Dawkins 撰写前言。这个标题暗指达尔文的《人类的后裔》（1871）。第 11 页的第 39 页“阿丘利手斧”似乎是一张“切肉刀”的照片。布罗诺夫斯基曾是剑桥大学的一名出色的数学学生（“高级牧马人”），在那里他获得了博士学位。他是一位对物理学感兴趣的数学家。他在赫尔大学任教，尽管在第二次世界大战期间，他完全参与军事研究，直到广岛原子弹爆炸导致他将注意力转向和平事务。其中包括他在2年对非洲南方古猿儿童的头骨（来自南非Taung）进行的统计分析。他与全世界的科学家一样，对基因研究对达尔文自然选择进化论的日益增长的影响产生了兴趣。1950年，乔纳斯·索尔克（Jonas Salk）在加利福尼亚州圣地亚哥创立了索尔克生物研究所（Salk Institute for Biological Studies），弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和雅各布·布罗诺夫斯基（Jacob Bronowski）是杰出的顾问，1960年，布罗诺夫斯基成为该研究所的常驻研究员和助理主任，并在1964年去世时担任副所长。他孜孜不倦地向广大公众传播科学知识，并写了几本书，其中包括他广为阅读的《知识和想象力的起源》，该书基于他在耶鲁大学的演讲，并于 1974 年由耶鲁大学出版社出版。在人类的生物进化过程中，技术和知识的演变是《人类的崛起》的主题。
3简单的石制品出现在后来的背景下，例如，新石器时代准备斧头的采石场，枪燧石被捏住的地点，或者在二十世纪的西班牙，人们用镐和大锤在岩石露头上挥舞，以敲掉薄片以插入木制打谷雪橇，或将涂有碳酸钙的结核打碎成碎片，然后在现场窑炉中燃烧成石灰。
4我们在 [179,180]（另见[181]，passim）。有理由认为，石头的锐角边缘可供原始人剥落，这可能表明“认知约束的调和”（参见。[182]).
5这里采用的方法可以扩大到包括对从动物（例如，骨头、角、筋、皮肤、羊毛、毛发、膀胱、脂肪、象牙、牛奶、蜂蜜、羽毛、贝壳）、植物（例如木材、纤维、葫芦、油、树脂、沥青、种子、坚果、香料）、矿物质（例如粉末、焦油、粘土、助熔剂、金属）获得的材料的操作或改性，以及对火（炉膛、 烤箱、窑炉、熔炉）。在晚更新世末期，世界几个地区在不同时期出现了越来越复杂的提取和伴随或后续程序，包括随着绳索、垫子、篮筐、武器、长矛投掷器、木工、雕刻、射箭、鱼叉、陷阱等技术的发展，增加了对驯养动植物的杀戮、驯服、扑杀、收割和控制繁殖。 网、钩、针、钻孔、挖掘、收割刀和镰刀、研磨、抛光、雕刻、雕刻、绘画、陶器、抹灰、磨粉、采矿、冶金、砍伐树木、木工、建筑、船只、机械、手写、车辆、烹饪、酿造等。再一次，有些似乎是单独和独立出现的，并且在不同的地点和时间有不同的结果：一个著名的例子是轮子，在前哥伦布时期的墨西哥（[183]以及其中的参考资料）被附在四轮雕像或玩具上，但无论是手推车还是独轮车都没有制造出来，在低洼的维拉克鲁斯（Vera Cruz）中可以很容易地使用，那里有轮式雕像。
6工装石材和石器（另见附录1,2和3):
一组不是“大型切削工具”（LCT） 的手动剥落工件由小的“松饼”形芯（通常但不总是盘状）组成，其中名义割线平面分隔两个不相等的体积，其中至少一个表面，有时两个表面都剥落，但仅从一个表面中去除了一个或多个可用的薄片， 有时通过重复敲击。薄片的形状可以或多或少是规则的，这取决于核心事先被修饰或制备的程度，有时是通过小刻面的外围揉捏，这可能有利于通过随后的向心或正交切片去除三角形、椭圆形或长方形的薄片。岩心经常被遗弃，通常是当它们变得太小而无法进一步移除时。向心技术的早期例子可归因于直立人，因为它们是在大约 1.6-1.2 马 在有“手斧”的非洲地方挖掘出来的 [184,185].在意大利检测到它，大约1.3马[186],[187],[188]和 （[189]， p. 7 图 3a，b） 在西班牙一处带有“手斧”的遗址上（附录2，图1），其年代为0.99至0.77马（[148],[149],[189],[190], 2022).
以这种方式获取薄片的更新世时空“蛇和梯子”情景并非难以置信，但是，从某些结果来看，这种薄片去除技术的手动序列并不总是事先预先确定或设想的 [191,192].正如在大约0.5马之后，“手斧”对称性越来越一致的趋势一样，此后，替代剥落技术的结果也越来越正规化，特别是在世界某些地区，特别是来自准备好的岩心，并可能通过群体间的接触来促进。
通过二次揉捏（“修饰”）来加强薄片的边缘可以增强和延长其实用性。这种次生修饰在中更新世之前只是零星地发现，但此后变得更加频繁;在许多从事先没有经过准备的简单岩芯中切割出来的薄片上也可以看到这一点。薄片的二次改性可能促进了中更新世中期出现的木矛的形成。它也可能促进了石片的碎屑。大约0.2马的石片带有粘性物质（如焦油、沥青）的痕迹，表明工具正在磨损。稍后，更多的例子来自晚更新世早期。它们意味着能够结合三种不同的材料，即石片、焦油/沥青和一团木头或骨头。此外，用于粘合剂的沥青的详细说明意味着具有控制热量的能力。零星的、间歇性的、时空的发现与“蛇和梯子”的解释是相容的。
2 马之后出现的改性石头的替代方法，即一方面制造“大型切割工具”（LCT），包括“双面剥落的大型切割工具”（BFLCT），例如“手斧”，另一方面，从核心中去除可用的薄片，这些薄片有时也可能经过修改，以便于去除它们，这不仅意味着直立人可以执行两种不同的不可逆链的石头操纵还原，但也具有触觉和短期工作记忆、长期记忆和前瞻记忆的大脑能力，这些能力比早期的原始人或现存的帕尼南人更大。人工制品的多样性意味着，有时，直立人不仅可以识别他们各自的顺序手动减少石头链的不可逆性，而且还可以识别他们与不同形态集的对应关系，这至少可以与现在的语言前幼儿隐含地理解的那种“二阶”认知相媲美，他们有时会实现随后的“三阶”等级安排（[193],[194],[195],;参见，[196],[197],[198],[199],[200],[201],[202],[203];参见“二阶表示”[203];参见“次要表示”[204]).可以想象，异时性进化增强了这种认知能力，尽管它们可能不那么“代表性”，而更多地是新兴的神经生物学现象[205];然而，表征与“等级机械思维”的概念并不矛盾。从FEP的角度来看，眼前的成本效益考虑可能严重阻碍了技术创新的采用。
7Parr 等人。[21]，第 192-193 页]考虑“大脑是一台预测机器，被赋予了生成模型：世界上隐藏的原因如何产生感觉的概率表示（例如，苹果反射的光如何刺激视网膜）。通过反转这个模型，它推断出其感觉的原因（例如，鉴于我的视网膜以某种方式受到刺激，我是否看到了一个苹果）。这种感知观点（又名感知即推理）的历史根源在于亥姆霍兹的无意识推理概念，以及最近的贝叶斯大脑假说。主动推理通过将动作控制和规划纳入推理的指南针（又称控制即推理、规划即推理）来扩展这一观点。最重要的是，它表明感知和行动不是典型的可分离过程，而是实现相同的目标。我们首先更非正式地描述了这个目标，即以两种方式最小化模型与世界之间的差异：通过改变一个人的思想以适应世界（感知）或改变世界以适应模型（行动）。这些可以用贝叶斯推理来描述。但是，精确推理通常很棘手，因此主动推理使用（变分）近似（注意精确推理可能被视为近似推理的特例）。这导致了对感知和行动的共同目标的第二个更正式的描述，即变分自由能最小化。这是主动推理中使用的核心量，可以根据其组成部分（例如，能量和熵、复杂性和准确性，或惊喜和背离）进行解包。最后，我们引入了第二种自由能：预期自由能。这在规划过程中尤为重要，因为它提供了一种通过考虑预期产生的未来结果来对替代政策进行评分的方法。这也可以从其组成部分（例如，信息增益和实用价值、预期的模糊性和风险）来解读。换言之，预期信息增益和预期成本可以重新排列为与模糊性和风险相对应的术语。
8猴子前额叶和大脑顶颞叶皮层中的镜像神经元回路跟踪观察到的手动动作，无论是由猴子本身还是由其处理者执行的[33],[206],[207],[208],[209],[210],[211],[212],[213],[214],[215],[216],[217].脑神经影像学检查显示人类有类似的反应（例如，[218]），在前额叶、运动和顶叶皮层中，以及[219]内侧颞叶皮层。虽然两者都不直接涉及记忆，也不与运动认知的“体现”有关。[220]），镜像神经元仍然支持认知[221]通过记录对自我或他人的感知行为的敏感性。它们通过感知助记符组件为工作记忆提供服务，以计算结果（“目标”;[222]），并且似乎对程序记忆很重要[24].猴子的镜像-神经元回路对观察到的传递动作做出反应，然而，与人类婴儿相比，无声模仿的不传递动作不会引起任何反应，从中可以想知道猴子神经元回路是否因固有的有效障碍而对无声的模仿做出反应，以及人类前体中是否存在类似的前有效障碍，这可能会减少镜像神经元回路对人类工作进化的贡献记忆。我们的工作记忆为我们提供了认知灵活性，可以权衡“自上而下”的预测与“自下而上”的预测错误，从而使我们的“层次机械思维”能够记录意想不到的景象，并且由于其计划的深度，它使我们能够识别一系列运动，无论是由我们自己还是由他人制定的，都是相互关联的，同时又与最终目标相关， 从而，使我们能够认识到一系列行动是相互关联的，为特定目标服务（而不是看到一系列难以理解的不连贯的行动）。
9Lehmann 等人。[223]考虑一下“主动推理模型将大脑的动力学形式化，声称它实例化了一个生成模型：从这个角度来看，大脑网络对接下来应该感知的内容产生预测。这些预测与感官输入和（亚个人贝叶斯）信念进行比较 - 预测所基于的 - 在检测到错误或差异时会更新。这导致了关于感官输入的最可能原因的贝叶斯最优推断......至关重要的是，感官输入的原因可以包括智能体自己的行动，这意味着行动或计划也被推断出来;导致主动（规划为）推理......在过去的几十年里，人们已经从将大脑视为被动器官的概念转变为强调认知和感知发现自己与行动相互拥抱这一事实的概念。这些是积极的、生态的、实用主义的和具身化的大脑研究方法。这种观点的一个版本将大脑塑造成一个幻觉器官，它积极地产生对环境的预测。在这个模型中，据说大脑的动力学体现或实例化了一个生成模型，该模型生成预测，并与感官输入进行比较，从而产生关于感官输入最可能原因的贝叶斯最优推断......根据主动推理框架，这些预测被不断与大脑分层网络中的感觉输入进行比较......为了以最佳方式对个人外和内部（即身体）世界进行建模，人们认为大脑可以在整个层次生成模型中最小化预测误差。从启发性的角度来看，根据这种观点，当预测和感官数据发生冲突时，冲突可以通过以下两种方式之一来解决：要么以贝叶斯最优方式更新一个人的信念（感知和学习;即，改变内部模型以使其更能预测当前的感官输入），要么改变世界以使未来数据与一个人的期望一致（即 行动）...“ （... = 为便于阅读，此处省略的书目参考）。
10马尔可夫毯是一组状态，它统计地将内部（系统）与外部（非系统）状态隔离（隔离），使得内部状态的变化由MB的状态介导。MB 本身可以分为活动状态和感觉状态，它们由以下关系定义：内部状态不影响感觉状态，外部状态不影响活动状态。现在，我们应该注意到，“主动”和“感官”这两个术语可能会产生误导。它们仅用于捕获随机变量之间的统计依赖关系。这对我们的论证至关重要......，因为我们不会轻易地描述为任何有意义的意义上的字面行动或感知的东西仍然可以用这种形式主义来捕捉，因为它只涉及系统状态与外部状态的统计隔离，以及整个有机体-生态位系统的系统统计划分。” ([68]，第190页）。
这项研究没有从公共、商业或非营利部门的资助机构那里获得任何具体的资助。作者声明，他们没有利益冲突，并平等地参与了本手稿中提出的论点的准备工作，该手稿未考虑在任何其他期刊或书籍上发表。
对案文中使用的一些分类术语的澄清
我们认为，向不熟悉人类进化的读者介绍一些广泛使用的术语和时空分界线是有帮助的，这些术语与人类的深厚历史有关。生物学家将人类和类人猿归入原始人科（Hominidae），该科分为定义明确的Ponginae（猩猩）和Gorillinae（大猩猩）亚科，以及同质性较差的Homininae亚科（hominins：黑猩猩，倭黑猩猩，人类）。动物学家将Homininae亚科分为Panini（黑猩猩，倭黑猩猩）和Hominini（hominines）部落。我们遵循那些古生物学家的做法，他们将部落分为Paninina（paninans：黑猩猩，倭黑猩猩）和Hominina（homininans：智人加上已灭绝的分类群，例如，H. neanderthalensis，H. erectus，南方古猿，Paranthropus和Kenyanthropus）;因此，古人类是人类和系统发育相关的、已灭绝的双足原始人的集体名词。这种做法被许多人类学家和考古学家认为是迂腐的，他们对“原始人”的刺耳声音感到不寒而栗，但我们认为它的排他性具有分类精度的优势，这与“原始人”、“古人”和“古人”不同，它们具有分类上的共同缺点，即它们不仅包括双足动物原始人，还包括不习惯性双足动物的物种以及尚未被证明是习惯性两足动物的化石分类群。帕尼南人和原始人之间的进化分离可能始于大约6马。我们的属是从双足南方古猿进化而来的，并出现在上新世时期让位于更新世时期约2.58马之前的非洲地质记录中。根据地球物理、古气候学和古生物学标准，更新世有三个主要阶段，即：约2.58 – 约0.77 马，早更新世（或下更新世）;约0.77 – 约0.13 马，中更新世;约0.13 – 约0.012 马，晚更新世（或上更新世）。地质第三纪结束于上新世;第四纪由更新世加上全新世或近代（约0.012马至今）组成。
对于不熟悉旧石器时代或旧石器时代考古记录的读者，这里有一个鸟瞰图。在旧石器时代早期（或“下部”）（约3.4 - 约0.4马），已经出土了带有凹痕的石头组合，其中薄片已经脱落（它们代表了“模式1”或“Oldowan”，旧石器时代的“工业”，以东非奥杜威峡谷的组合命名）。凹陷的疤痕让人想起蛤蜊壳留下的化石海滩沙子的印象，凹痕归因于“贝壳状”剥落的手动技术，即可以通过对准合适硅质岩石学的石头表面的强烈打击来击落薄片，使撞击的角度不超过90°。通常可以排除自然过程导致的薄片贝壳状脱落，例如，瀑布下河卵石的搅动，或海滩鹅卵石被波浪和潮汐滚动。这些过程无法解释重叠的贝壳状疤痕保留柱头的情况，这些柱头反映了沿石头表面同一部分连续打击的影响，这些冲击是由用锤子石（例如，坚硬的鹅卵石）敲击造成的。由于连续的疤痕可以延伸和增加锐角区域，因此通过反击对其进行进一步的（“双向”）敲击可以产生尖锐、狭窄的边缘，特别是每侧的疤痕在边缘相交的地方。锋利的边缘是被指定为“切碎器”或“切碎工具”的文物的典型代表，这些文物本可以拿在手中。
原始人日益增长的认知欣赏，即锐角边缘提供了一种可能性4因为进一步的技术开发被认为导致了手持石器成型的发展（参见。[224]).从大约1.76马开始，发现了被称为“手斧”和“切肉刀”的石制品。它们被广泛认为是“Acheulian”、“Acheulean”或“模式 2”、旧石器时代“传统”的典型代表（见附录2).“手斧”是通过锤石敲击而形成的，这些锤石从两个相对的石头表面上剥落薄片，从而成为“双面”文物（“双面”）。在Olduvai，地层学的考虑表明，石头的双面成型是从制造“斩波器”发展而来的，这些“斩波器”与最早的“手斧”共存。
“手斧”通常具有杏仁核（即“杏仁”状）或“泪滴”形状，具有锋利的边缘和两个或多或少对称的相对表面（因此是“双面”），尽管钝的“屁股”比另一端（即屁股远端）更厚更宽（通常很容易握在成年人的手中），锋利的边缘会聚并通常形成一个狭窄的薄“尖端”（或较少见的短， 锋利的、双面剥落的凸边或直边）;许多（如果不是大多数）“手斧”至少长 6 厘米。“劈刀”是侧面剥落的人工制品，不是在尖端会聚，而是在宽阔、横向、锋利的边缘结束。“劈刀”是通过从适当形状的石头上敲击一次来提取大片，或者是从一块大片的大岩石上分离出来制成的，这些大片的侧面后来与“枪托”一起修改，以形成一种方便的切割工具。
小的、碎裂的、形状不规则的石制品，有时带有锯齿状，表明小型工具“轻型”使用，存在于几个旧石器时代早期的组合中，远在1马之前。在0.5马之后，许多组合的一个主要特征是将石芯预成型为各种形状，这些形状适合反复去除薄片以用作小型工具（“模式3”，或欧亚大陆西部的旧石器时代中期“工业”[包括“Levalloisian”和“Mousterian”形式]，或非洲中石器时代的“工业”;附录2），尽管形状不规则的碎石制品和 BFLCT 继续出现（经常一起发现，例如，[225]，第 22 页，图 10）。在大约0.1马之后，细长的石片和线性的“刀片”，通常显示细小的边缘或尖端，以及骨头和贝壳制品，来自非洲的几个地点，并且在大约0.05马之后，来自欧亚大陆中部和西部（“模式4”，或旧石器时代晚期[或上部]工业）。
旧石器时代的术语可能会令人困惑。它曾经是这样的（参见。[226]，特别是第128-168页）。我们接受D.L.克拉克（D.L. Clarke）提出的“文化”、“文化群体”、“工业”、“技术复合体”、“传统”和“类型复合体”的定义是合理的。[227]，第664-670页）。它们为系统的分类层次结构提供了可能的基础。在这样的分类层次结构中，“Acheulean Culture”一词似乎不合适，因此它的使用会引起混淆（[227]，第31页）。尽管如此，一些旧石器时代的考古学家为它辩护（例如，[228]），尽管其他人对此提出批评（例如，[229]).本着乳木果精神[14],[230]，我们对基本位置描述符（例如，“Oldowan”、“Acheulean”、“Levalloisian”、“Mousterian”等）的使用存在疑虑，因此在提及时间和空间上相距甚远的旧石器时代文物和组合时，我们将谨慎使用。我们也对巴尔-约瑟夫（Bar-Yosef）表示担忧[[231]，第483页]关于J.G.D.克拉克提出的“模式1、2、3、4等”[[232]，第31页;[233]，第 74-79 页]]作为表明旧石器时代技术的所谓累积进化（尽管是同位）发展的一种方式。我们将谨慎使用它们，因为，尽管克拉克的禁令是，他的“模式”都不应被视为任何人类物种的特权手法，但它们经常被其他作者省略为关于“文化”行为或“心理模板”的无实质性猜想，这些行为或“心理模板”可能在更新世化石记录中代表的不同种类的智人中以不同的方式进化。
在这里，古人类学为旧石器时代的复杂性增加了一层，将大约从公元 2 马开始的各种骨骼遗骸归为化石物种直立人，这些化石物种的继承者在大约 0.3 马之后在非洲属于智人，在欧亚大陆西部约 0.45 马之后，在被智人取代之前约0.05–0.04马。（我们不关心古人类学的争论，即分配给海德堡人（Homo heidelbergensis）的遗骸是否代表了整个旧世界的直立人的第一个继承者，或者是否只应在提及尼安德特人的欧亚前体时使用海德堡人（H. heidelbergensis），罗得西亚人（H. rhodesiensis）适用于直立人和智人之间的非洲中介).上述缩略图不仅表明了地质学、考古学、古人类学和古人类古生物学的不同概念优先事项，而且特别指出了它们的时空分界线不是同端的。我们赞同已故伯克利教授 F. Clark Howell（1925-2007 年）的观点，即“古人类学应该是一门融合了考古学、地质学、生物人类学、生态学、进化生物学、灵长类动物学和民族志的科学......他帮助将古人类学从一门专注于发现原始人化石的学科转变为一门研究古生物学、地质学、地质年代学、考古学和古环境的学科......”([234]，第109页）。
名字里有什么？
“手斧”看起来不太像我们用来砍柴或砍树的斧头。考古学家给旧石器时代文物起的名字“没有功能意义”（[235]，第84页;她的强调），我们使用倒置的单逗号时要牢记这一点。在一些来自英国的中更新世“手斧”的边缘上对抛光剂（“微抛光剂”）的显微镜检测表明，有些手斧被应用于动物组织[236],[237],[238],[239],[240],[241],[242]粘附在以色列的“手斧”上的脂肪残留物和显微镜检查表明用于动物组织[243].在奥杜威峡谷，“手斧”躺在早更新世沉积物中出土的长鼻骨骼遗骸中。[175]，第64-66页）。当用于屠宰重>100公斤的哺乳动物时，“手斧”和“切肉刀”，尤其是那些刀刃约为8厘米的BFLCTs，被发现比“砍刀”和石片更有效（[244],[245]，参见，L.S.B.[246][和1960]，第58页;参见，[247];参见，[240];参见，[248]).“切肉刀”让人联想到屠夫的切肉刀;帕菲特和罗伯茨[249]罗伯茨[250]和 Roberts 等人。[251]建议在Boxgrove的中更新世遗址屠宰马匹时，“切割器”用于切割（而不是用于切割）。在东非早更新世，从附着在一些“手斧”上的植硅体中可以明显看出对植物的应用[252]和薄片[253]，但是，虽然对 ca1.5 马的一些薄片进行微抛光意味着适用于植物，但在其他薄片上，它指向用于动物组织[254]，尽管在来自南非 Wonderwerk 洞穴的两把约 1 马的“手斧”上进行微抛光表明它们在植物上的使用表明它们用于植物[255]，在一些旧石器时代中期的双面上检测到的微抛光表明了类似的用途[256].早期的旧石器时代石器可能以权宜之计用于各种不同的材料，无论是用于提取生物能量资源还是用于改变其他材料（如木材或骨头）的特性（例如，来自埃塞俄比亚孔索的 1.4 马“手斧”，它是在河马股骨的一部分上塑造的：[257]);尽管它们经久耐用，但由骨头制成的“手斧”并不常见（两个早更新世的例子来自奥尔杜威，还有一些来自黎凡特和欧洲的中更新世遗址）。
纵向和横向对称是“手斧”的广泛特征。“手斧”对称性早在约1.7-1.6马就被发现[258].它通常被解释为反映了一种故意创造一种先入为主的工件的意图[259]，暗示了一种神经生物学的认知意识倾向，不时地，即想象中的三维形状或形式，例如“手斧”，可以由一块石头塑造而成。[260]，第64-74页，[17];参见，[30],[261],[262],[263]，第61-101页）。然而，在“手斧”出现在早更新世考古记录中之前，片状“球体”的存在可以反映出想象中的三维形状[264]并导致了一种提议，即“球状体”表示晚期的“奥尔多万”组合[265].
旧石器时代考古学家普遍认为，形态技术规律性，从其形式中可以看出，从缺少“手斧”的手工剥落的石头中标记出“手斧”，无论这些石头是否来自存在或不存在“手斧”的遗址。尽管通常不精确和粗糙，但“手斧”的双重对称特性可以根据一个与另一个概念割线平面成直角的角度来考虑。在早期智人的成员中，怎么会对此产生欣赏呢？它是怎么产生的？它可能多久出现一次？它是否在多次出现和消失过？这种可能性不时被试探性地提及（例如，[231]，第486页;[266]，第131页;[229],[267],[268],[269]，第39、262-263页）。
还是说，它只出现过一次，此后不仅巧妙地代代相传，而且作为一种技能从一个社区传到另一个社区，在空间和时间上产生了深远的影响？一些旧石器时代的考古学家和古人类学家认为这种可能性是合理的。它似乎建立在一种“进步主义”的假设之上，即BFLCTs提供了早期的智人功能优势，这些优势对于生存和迅速的繁殖成功具有适应性价值，因为它能够在广泛的生态区和生物群落上开发维持生命的资源，从而带来人口和地理上的扩张。这种乐观的观念被艾萨克以怀疑的态度看待[[270]，第193页]谁评论说：“功能决定论中的规律性假设与文化史中的规律性假设一样危险”。
相反，艾萨克建议（[270]，第185页），“随机变化”可以解释“标准化形式（如手斧和组合组成）”的“漂移”，并且（[270]，第186页）“在大约一百万年的时间里，在三大洲的大部分地区，阿丘利安石器组合的基本特征的持续存在可能与文化传播系统的特征以及对工匠'创造力'的神经生理学限制有关”，在时空背景下，其特征是”一个低密度的人口网络（带），在非常有限的人工制品特征的排列中具有相当大的可变性。剑桥大学考古学家大卫·克拉克（David Clarke）特别提到了遍历模型（[271]，第28页）因为它们已经开始在地理空间分析中发挥有用的作用，他写道，它们在考古学中的采用可能有助于揭示可能涉及生成前人类行为的物质遗迹的时空分布的过程。这是因为遍历模型可以与那些动态系统或随机过程相关联，如果有足够的时间，这些系统或随机过程将包括或撞击整个空间中的所有点，其中系统或过程以均匀和随机的方式移动。克拉克对动态系统和随机过程有着浓厚的兴趣，这些过程可能在分散的“同态组合”中带来了“多态人工制品类型共享组的不同状态”的变革性演变。[227]，第262页）。
关于“手斧”在非洲、亚洲和欧洲的存在，艾萨克拒绝了它们的技术与直升机平行发展的可能性，但在不同的大陆上是分开和独立的。[270]，第 187 页），因为从奥卡姆剃刀的角度来看，这是不经济的。然而，如果艾萨克的拒绝源于他的假设，即总是必须或多或少地（通常更少）传递“心理模板”，那么可以考虑另一种选择。也就是说，“神经生理学限制”的程度取决于一个人对他或她在修饰石材方面的神经生物学倾向。可以根据克拉克给考古学家的建议来考虑替代方案 [[227]，第79页]不是要一发不可收拾地否定“逆奥卡姆”解决问题的方法，而是要为考虑其他解释留出一条道路。
这似乎特别适合于那些可以在第一性原理的基础上制定出合理、连贯、科学解释的问题。这就是我们对FEP的求助，以及关于洲际“蛇和梯子”考古记录中“手斧”的出现、消失和重新出现问题的积极推断。我们希望明确指出，我们的立场与Tennie等人提出的系统发育先天“潜在”自发性的零假设无关（尽管不一定不相容）。[272].
名字里有什么？
“Acheulian”是什么意思？它代表什么？以加布里埃尔·德·莫蒂莱特（Gabriel de Mortillet）在法国圣阿丘尔（Saint-Acheul）的遗址命名[273]，欧内斯特·达西（Ernest d'Acy）尽管德·莫蒂莱特（de Mortillet）批评了“Acheulian”的概念含糊不清[274]回答说，它的广泛范围是一个优势，就像我们今天的“刀”概念包含各种不同的工具一样。一个半世纪后，这场争端仍在继续。它可以被解读为两个相互交织的问题，即（a）阿丘利的“文化”或“传统”是否曾经存在过（如果存在，何时何地？），以及（b）“手斧”和“切刀”是否始终是它的证据（甚至是识别它的必要条件）。近几十年来，第三链（c）被引入，它指的是人类认知神经科学及其与2,000,000年前不久出现的“手斧”和“切割刀”有关的人类神经生物学进化。
简单地回到（a）和（b）时，大多数考古学家对一些非洲研究得出的提议不屑一顾，即“如果一个行业被归类为Acheulean，那么双面的数量应该不少于40-60%”。[175]，第270页;参见，[235]），因为在一些欧洲的“阿丘利安”组合中，“手斧”和“切肉刀”在存在的剥落或碎裂的石头制品中只占很小的比例（通常只有 2%：[229]，第25页）。此处显示的“手斧”图1是在西班牙 Cueva Negra del Estrecho del Río Quípar 遗址一层出土的众多旧石器时代文物中唯一的 BFLCT（见附录3），在其上方和下方的层中具有相似的伪影。此外，有些出土的组合没有任何 BFLCT，但其中薄片被解释为可以通过“Acheulian”还原技术合理地去除（例如，[275];另请参阅[276]).我们的“蛇和梯子”提案可以考虑到这些变化。它还可以解释至少 1500,000 年内在非洲、欧洲和亚洲的 BFLCT 的出现、消失和重新出现。
图 1.来自西欧的早期“手斧”和“砍刀”（以厘米为单位）。在Cueva Negra del Estrecho del RíoQuípar（西班牙东南部）发现的唯一“手斧”（左）是在石灰岩鹅卵石上形成的，出土于上层和下层之间的层中，产生了大量的各种小文物（均小于6厘米长），由碎裂的燧石、石灰石和石英岩组成（34个图示于[189]，第6-16页，图2a-c，4a-m，5a-s）与在同一层附近挖掘的“手斧”和片状石灰岩鹅卵石“切碎器”（右）周围的那些相当，它们都可以暗示大约2米的“活动区域”2S 5 厘米厚 （[225]，第22页，图10），在1.5至5.0马之间的洞穴下层基岩上积聚到超过99米深度的沉积物中约有0.772米[149]，可能在MIS-21的海洋同位素阶段，在0.867和0.812马之间，当时温带条件盛行，从昔日的沼泽湖中零星溢出，将沉积物冲入洞穴。“手斧”可能在使用过程中丢失，因为断裂不是最近发生的。“手斧”和“砍刀”是自1990年以来定期进行挖掘活动的现场发现的唯一“重型”造型文物。这两件文物都是在洞穴附近山区中侏罗纪下中利亚斯的特征的混灰岩;从文物中刮出的粉末的 X 射线衍射和 x80 光学显微镜岩石学发现它们由 94% 的方解石和 6% 的石英组成，这有助于它们的硬度。（照片由 M. López Martínez 和 ©MUPANQUAT 提供）。
链（c）是最重要的问题。再一次，变化让我们感到担忧。潜在的形态技术能力和技能似乎是造成一系列各种形式的双面剥落文物的原因，从“手斧”到“切割刀”，这在几个旧石器时代早期的组合中都有报道[277].Gowlett给出了一个令人信服的解释[278]，其“命令式方法”涵盖了在BFLCT中观察到的广泛多样性，不仅在局部尺度上 - 甚至在单个地点的集合中 - 而且在三大洲的早更新世和中更新世的广阔时空尺度上。Gowlett的“命令式方法”可以减轻“沉重的认知负担，也许特别是在短期工作记忆上”（[278]，第215页），这可能是由于必须直觉或构思“多元对象”（例如双面）并在塑造它时适当协调双手动作而强加的。简单地说，它的制造者有“必须或紧迫的需求，必须加以平衡或权衡才能得到解决方案。这种行为对需求的响应可能需要在解决方案的实现（打包）中处理几何概念......正是这种对简单解决方案的压力鼓励了'概念'的某些脱钩，我们可以开始将其视为设计形式的元素“（[278]，第216页）。虽然高莱特 [[278]，第216页]，考虑到“命令式方法”可能已经“烙印”在“文化传统”中（例如，通过社会学习传播），他补充说，他“不愿说'也存在于人脑中'。我们不那么犹豫，因为我们认为他的“命令式方法”与“主动推理”和主动体现是兼容的，这些都是由自由能原理支撑的。（他对“印记”的使用让人想起1953年诺贝尔奖获得者康拉德·洛伦茨（Konrad Lorenz）的著名行为学研究。
在最初准备一块石头时所涉及的手工程序有一些违反直觉的东西，从中可以制作出“手斧”。它与欣赏石头上各种锐角方面中的哪些方面有关，或者哪些方面最有可能呈现出最适合开始有效的剥落序列，将石头减少到设想的“手斧”结果。[228]).最初欣赏选择最佳方面的困难，凸显了观察和向经验丰富的从业者学习的重要性[279].
尽管可以通过观察和向工作中的人学习来传递适当的赞赏，但“手斧”准备的社会传播作为一种解释性的灵丹妙药，远不能令人满意。它没有说明这种欣赏是如何在有史以来第一个时尚者身上产生的，他前所未有的行动产生了一把“手斧”，也没有说明它如何或为什么被传递给采用它的个人。
我们是否要推测一种独特的神经生物学反应，也许是由于偶然的基因组结构而实现的？这是不可能的。那么，我们是否可以假设，她对手中石头上适当可得性的认知调整导致了不可预见的自发行为的合并或具体结果？是否正是在这种特殊情况下，才进化出一种石器，即“手斧”，其实用性导致了关于如何复制手斧的社会传播？
这是否是早更新世中期“手斧”在非洲及其他地区广泛存在的原因，包括在已经实行石块剥落的地区？像这样的推测性推论在多大程度上隐藏在自负背后，即“手斧”的上升反映了一种进化的“阶梯”的上升，这种“阶梯”是由特定形式的早期智人被赋予了认知和行为能力的？
一个实际令人担忧的问题是，如果一些早更新世的石片制作者缺乏适当的预知，缺乏经验（例如，顽皮的幼儿），笨拙或不熟练，或者没有经验丰富的从业者可以向他们学习，或者放弃了未完成的文物（“粗糙的”预制件“和技术上无法完成的”废品“），那么他们不稳定的手工作品可能会产生各种形状的严重剥落的厚实石头， 包括“斩波器”、“镐”，或仅仅带有贝壳剥落痕迹的鹅卵石，这些鹅卵石通常与小碎石、薄片和“débitage”碎片或“揉捏废物”一起被发现——在许多出土的组合物中，包括一些有“手斧”的组合物。
如果“手斧”在考古组合中稀疏，或者只在遗址形成分层序列的少数层中发现，那么它们可能是由任何个人塑造的，尽管他们缺乏先见之明，但被赋予了适当的认知能力，可以在没有任何社会传播的情况下自发地手工创作。从观察有经验的从业者那里学习并不一定是对认知的约束可以演变为足够宽松的唯一途径，以便能够欣赏到一块石头的那些价值，在我们一些遥远的祖先中，这引起了“手斧”的塑造。
有些文物是否比其他乍一看外观非常相似的文物更值得被称为“手斧”？有些人比其他人更配得上“Acheulian”的称号吗？这些问题导致了大量的文献，这超出了我们的综述范围。特别是，在中国发现的几处BFLCTs长期以来一直困扰着旧石器时代考古学家。近日，高、管[[280]，第137页]认为“......在中国，手斧不是一个简单的、单一的类型或功能实体。变异性和多样性可以在不同的组合和发展阶段中发现，它们的起源也可能有不同的来源和机制。有理由认为，类似镐的手斧，作为 Pick-Chopper Industries 中类型学镐的一种变体，是作为大型鹅卵石工具组合的一部分在当地演变而来的......如果手斧是原始人移民 （sicut） 或来自西方的文化影响的结果，那么这种情况一定很早就发生了，可能是在最初的阿丘利安人在非洲发展的时候，当镐状手斧盛行时......我们认为，带有标准化手斧和切肉刀的 Acheulian 或类似 Acheulian 的组合更有可能是外部文化影响的结果......尤其是在靠近印度次大陆的Bose盆地......在洛南盆地，我们需要寻找这种迁入和互动的可能路线和方向。另一方面，不能排除文化或技术的融合;也就是说，这些标准化的类似阿丘利安的工具可能起源于本地并独立地。
我们认为，我们借鉴自由能原理的“主动推理”方法与中国“手斧”的解释是一致的，即是否由“随机变化”引起的“漂移”的结果 ([270]，185-186），或“迭代创始人效应（重复瓶颈）”[281]，甚至，如 Bar-Yosef [[231]，第486页]提醒我们，“旧世界的不同人类群体重新发明了双面捏合技术”的可能性。
值得注意的是，“手斧”的主要形态特征具有广泛的可比性，因为它们存在于差异很大的生物群落中，这无疑导致了适合人类生存的生存策略和饮食的不同行为进化。“手斧”是在具有不同的古环境和不同的时空背景或古人类学分类群的地点发现的[15].这使得任何概念（速度 [282]）的直截了当的孟德尔遗传基础，有利于特定行为适应的自然选择，从而产生制造“手斧”的收敛结果。其他适应性猜想包括将基本相似性解释为表明在提取生物能源资源时不需要直接应用人工制品的活动。这些活动可能包括展示熟练的手工（“男子气概”？）能力（[283];但请参阅 [284,285]），或者可能移除锋利的石片用作工具，在这种情况下，一些“双面片”或“手斧”可能是剩余的核心（[286,229]，第54-55页;诺布尔和戴维森[287]，第198页）。
尽管“手斧”结果具有合理的用途灵活性和手工技术，但已故的非洲和欧洲旧石器时代手斧的著名权威德里克·罗伊（Derek Roe）评论说，我们“面临着一种现象，即一些史前文物组合似乎显示出强大的双面工具制造传统，而在另一些情况下，双面几乎不存在......当然需要解释，即使它可能因情况而异。如果能够令人满意地证明，这些差异与时间顺序有关，或与真正的技术进化过程有关，或与不同人类群体的传统行为有关，那显然是最重要的。在过去，人们经常做出这样的假设，尽管不经常仔细论证“（[288]，第276页）。
一些学者赞同一个长期存在的猜想，即“手斧”是早期古人类所携带的“生命支持”包或工具包的一部分，作为来自非洲的标志，也许是到西班牙的标志。[289],[290],[291],[292]).在非洲以外的早期直立人遗址（例如，格鲁吉亚的Dmanisi，约1.8马，东亚的直立人遗址）中缺乏这种准文化包，然后用自私的猜想来解释，例如一些直立人个体可能在包开发之前就离开了非洲。此外，还有欧洲中更新世旧石器时代的组合，其中有数千件没有手斧的碎石文物（例如，匈牙利的Vértesszőlős;Bilzingsleben，德国;Isernia La Pineta，意大利），或只有少量不规则地分布在不同的水平或矿床中（例如，Caune de l'Arago、Terra Amata和Orgnac，法国;Notarchirico，意大利;英格兰斯旺斯科姆;葡萄牙阿罗埃拉;西班牙Sima de los Huesos和Gran Dolina的阿塔普尔卡遗址），而在其他遗址中，“手斧”显示出重要的存在（例如，英国Boxgrove），尽管尽管“手斧”的表示形式不同，但所有这些遗址都提供了个体的骨骼遗骸（骨骼或牙齿），这些个体是直立人的最终后裔，通常被归为海德堡人，其中通常包括具有预示或属于的解剖特征的标本尼安德特人。在中更新世晚期，“手斧”是由非洲智人的祖先（例如，来自埃塞俄比亚赫托的智人“idaltu”）和欧洲的尼安德特人及其祖先制造的。然而，“手斧”的时空分布不均是不可否认的。
也许，西欧一些早期的“手斧”，特别是那些用当地可用的石头制成的小鹅卵石制成的手斧，如燧石、燧石、石英岩、石灰石等，可能确实欠很少的钱（[290]，第14页;[229]，第260-263页;[189]，第52-56页）到东非用大鹅卵石或大片火成岩制作“手斧”的技术，但相反，它可以代表涉及特殊个人与石头表演的当地行为反应。这些反应的技术熟练程度既反映了认知的多样性，也反映了手的灵活性。
毫无疑问，“手斧”在更新世（也许在全新世）的不同时期出现在世界广泛分离的地区[37],[267],[293]包括澳大利亚，其中一些已经出版（[294,295]，第 21 页和第 24 页，图 8;[296]）——虽然可能不是古巴（步伐） [297]).有趣的是，一位澳大利亚原住民石匠复制了一把“手斧”，他曾向他展示过一把手斧，但以前从未制作过[298].在澳大利亚，除了“手斧”外，还有零星的从准备好的岩芯中敲出的薄片，在形态上与欧洲下部和中旧石器时代的“勒瓦卢瓦”薄片相当，以及从棱柱形岩芯中敲击的石片，与欧洲旧石器时代晚期刀片相当 [299,300].这些零星病例在澳大利亚大陆的空地上很少发生，而且人类在这片大陆上存在的时间长达≥60,000年，这表明它们既是个人孤立的地方制定的杰作，也是合理的，因为它们反映了长期和长距离时空“社会传播”的失败。
尼库德（Nicoud）令人信服地论证了在欧亚大陆，特别是欧洲，在中更新世更长的时间跨度内，这种传播是不可信的。[229]，第37-39页]。我们认为，海德堡人（Homo heidelbergensis）零星的局部表演很可能是在欧洲令人费解的非凡发现的原因，乍一看，这些发现看起来像是非常早期的石工技术实例，只是在很久以后才开花结果。在这种被比作晚[上]更新世早期的Mousterian（“Charentian”）凸刮刀的“早熟”发现中，有在英格兰High Lodge发现的早至中更新世（[301]，第 238-240 页）和来自法国的 Caune de l'Arago（[302]，第776页;[303]，第854页;[304]，第298页）。在阿拉戈，一把做工精良、薄薄的石英岩手斧，其边缘有软锤处理的迹象（[305]，第310页，图3底部），在紧接在约0.565-0.525马的水平上方的层中挖掘，表明在中更新世中期之前的欧洲，“手斧”可以被精心细致地编织，而不仅仅是在中更新世晚期，正如人们经常断言的那样。
绝非所有的“手斧”都是为了获取人类生存的生物能源而制作的，然而，无论其目的如何，潜在的认知和手动策略都是对其早期和中更新世创造者所共有的神经生物学倾向的共同反应。早期人类获得合适石头的策略在某种程度上是折衷主义的。许多遗址的文物更常见于附近露头岩石的石头上，这些岩石不太适合剥落，而不是来自更合适的岩石的外围岩石。这可能反映了一种最不费力的策略，因为石头很重[306]，此外，一旦制成，石制品仍然必须携带到要使用的任何地方（携带石头可能是一项艰苦的工作）。大多数旧石器时代的考古学家认为，直到更新世晚期（上）更新世，用于随后剥落的石头的长距离运输才变得普遍，许多人认为用于捏合的石头的长距离移动是在智人中专门发展起来的，尽管中更新世晚期智人的骨骼遗骸与“手斧”有关（例如，H. sapiens 'idaltu'在埃塞俄比亚的赫尔托），甚至使用在小石片上制作的“Mousterian”工具（例如，在摩洛哥的 Irhoud 和以色列的 Qafzeh），这些工具与尼安德特人遗址的特征相当。
图1来自西欧的早期“手斧”和“砍刀”（以厘米为单位）。在Cueva Negra del Estrecho del RíoQuípar（西班牙东南部）发现的唯一“手斧”（左）是在石灰岩鹅卵石上形成的，出土于上层和下层之间的层中，产生了大量的各种小文物（均小于6厘米长），由碎裂的燧石、石灰石和石英岩组成（34个图示于[189]，第6-16页，图2a-c，4a-m，5a-s）与在同一层附近挖掘的“手斧”和片状石灰岩鹅卵石“切碎器”（右）周围的那些相当，它们都可以暗示大约2米的“活动区域”2S 5 厘米厚 （[225]，第22页，图10），在1.5至5.0马之间的洞穴下层基岩上积聚到超过99米深度的沉积物中约有0.772米[149]，可能在MIS-21的海洋同位素阶段，在0.867和0.812马之间，当时温带条件盛行，从昔日的沼泽湖中零星溢出，将沉积物冲入洞穴。“手斧”可能在使用过程中丢失，因为断裂不是最近发生的。“手斧”和“砍刀”是自1990年以来定期进行挖掘活动的现场发现的唯一“重型”造型文物。这两件文物都是在洞穴附近山区中侏罗纪下中利亚斯的特征的混灰岩;从文物中刮出的粉末的 X 射线衍射和 x80 光学显微镜岩石学发现它们由 94% 的方解石和 6% 的石英组成，这有助于它们的硬度。（照片由 M. López Martínez 和 ©MUPANQUAT 提供）
以下是世界上几个地方的选择，这些地方在可接受的日期背景下发现的“手斧”已被出版。有些地方是单一地点，包括出版物中记录有和没有“手斧”的级别的地方;有些遗址是或曾经是洞穴或岩石庇护所（用*表示），其中沉积序列较少受到干扰，无论这些沉积序列是水平沉积的还是通过垂直填充积累的。在其他地方，调查性田野工作或挖掘单个地点或战壕（可能水平或垂直分开）可能导致研究人员认为它们的“手斧”代表了在该地点塑造它们的时空连续行为持久性：特别是在砾石床或沙漠中大量发现“手斧”的地方（尽管因为“手斧”可以在以下位置制作不到一个小时，几千件藏品可能代表着短短几个世纪的工艺）。只记录一把或只记录两把“手斧”的地点分别用 † 和 †† 表示，或者用 ？†？据称只发现了一个，尽管未经证实。大致的年龄或年龄范围取自出版物，以马为单位（马“百万年前”;>“早于”;≥“早于或等于”;<“不早于”;≤“不早于或可能等于”;∼ “大约”;？“值得怀疑”。（Key 等人。[307]指出一些“手斧”在非洲和西南亚的部分地区直到 0.174 – 0.166 马，欧洲部分地区直到 0.141 – 0.131 马，中国和韩国的部分地区直到 0.057 - 0.053 马。
有“手斧”首次出现在他们身上的公布日期的地方。
东非：
1.76 马·科基塞莱，肯尼亚
1.7 马奥杜瓦伊，坦桑尼亚
≥1.4 马 Konso Gardula， 埃塞俄比亚
1.2 马佩宁吉，坦桑尼亚
1 马·基隆贝，肯尼亚
1–0.8 马 Melka Kunture， 埃塞俄比亚
0.9 马 Olorgesailie，肯尼亚
0.5 马 Kalambo Falls， 坦桑尼亚
*0.21 马 Mieso，埃塞俄比亚
南部非洲：
≥1.4 马 Rietputs， 南非
≥1.4 马 Sterkfontein*， 南非
1.1 马 Wonderwerk*，南非
0.8 马 Gladysvale*†， 南非
≥0.6 马 Swartkrans*， 南非
北非：
1.4. 马托马斯采石场 I （OHI 床 2），摩洛哥
0.7 马提吉尼夫，阿尔及利亚
0.5 马 Sidi Abderhamane 采石场， 摩洛哥
南亚：
1.51 马 Attirampakkam， 印度
≥1.2 印度伊桑普尔
>0.77 马 Chirki-Nevasa， 印度
>0.77 马 Morgaon， 印度
>0.77 马 Anagwadi， 印度
0.7–0.4 马迪娜，巴基斯坦
0.7–0.4 马 Jalalpur， 巴基斯坦
>0.67 马 Bori， 印度
>0.6 马 Satpati， 尼泊尔
>0.35 马 Yedurwadi， 印度
0.29 马·萨达布，印度
0.29 马 Tegginhalli， 印度
0.25–0.18 马辛吉塔拉夫。印度
0.14–0.12 印度Nakhjar Khurd、Sihawak、Patpara和Bamburi的马山山谷遗址
0.1–0.09 马·比姆贝特卡*，印度
东亚：
0.8 中国南板山和凤树岛马百色盆地遗址
？0.8 中国马丹尖口水库
0.336–0.128 马定村， 中国
0.12–0.05 马崇okni， 韩国
澳大利亚：
<0.05 马 Barkly Tableland， 澳大利亚
<0.05 马 Coorong， 澳大利亚
欧亚大陆西部：
<1.6 - >1.2 马 'Ubeidiya， 以色列
>1 马 Evron Quarry， 以色列
<0.99 - >0.772 马 Cueva Negra del Estrecho del Río Quípar， 西班牙*†
≤0.77 马 Gesher Benot Ya'aqov， 以色列
0.7 马 La Noira， 法国
<0.69 马 Caune de l'Arago P级，法国*
0.62–0.56 马·布兰登·菲尔兹， 英国
0.56 马 Fordwich， 英国
0.55 马亚眠， Rue du Manège， 法国
0.55–05 马 阿比维尔 Carrière Carpentier， 法国
0.525–0.475 马 Boxgrove， 英国
<0.5 马 Colombiers La Grande Vallée， 法国
0.5 马 Notarchirico 单位 2.6， 意大利
0.5 马 阿塔普尔卡 Gran Dolina TD10， 西班牙*
≤0.5 马 Atapuerca Galería， 西班牙*
0.484–0.374 马 卡尼 La Garenne， 法国
0.48–0.4 马 马拉图萨， 希腊 ？†？
0.46 马丰塔纳·拉努乔， 意大利
0.45 马阿罗埃拉，葡萄牙*
0.43 马 阿塔普尔卡 西马德洛斯韦索斯， 西班牙*†
0.43–0.3 马 Ambrona， 西班牙
0.4 马 Swanscombe Barnfield Pit， 英国
0.4 马·巴纳姆，英国
0.42 – 0.22 马 Qesem*， 以色列
0.4–0.38 马 Terra Amata， 法国
0.4–0.033 马 Nor Geghi 1， 亚美尼亚
≤0.04 马 Karain*， 土耳其
?≤0.4 – ≥0.22？马 Tabun*， 以色列
0.374–0.3 马 Cagny L'Épinette， 法国
≤0.35 - ≥28 马 Orgnac， 法国*††
0.31 马 Gürgürbaba， 土耳其
0.26–0.16 马 Rodafnidia， 希腊
0.24–0.19 西班牙托拉尔巴
0.19 马·萨法卡，沙特阿拉伯
0.16 Ma Arbo, Spain
Some sites with levels containing 'handaxes’ intercalated between other levels containing only other types of Paleolithic artifacts (age-range of all early Paleolithic evidence is shown).
1.7 Ma Olduvai FLKWest
<0.99 - >0.772 Ma Cueva Negra del Estrecho del Río Quípar, Spain*†
0.69 - 0.2 Ma Caune de l'Arago, France*
0.65 – 0.25 Ma Notarchirico, Italy
0.424–0.374 Ma Swanscombe Boyn Hill Thames terrace, United Kingdom (at the Barnfield Pit site, the Swanscombe 'middle gravels’ containing 'handaxes’ lie above the 'lower gravels and loam’ containing 'Clactonian’ artifacts that date from 0.42 Ma, while at the Rickson's Pit site a deposit containing only flake tools seems to be later than the Barnfield Pit gravels of MIS-11 and could belong to the MIS-10 cold stage that began around 0.374 Ma).
0.43–0.3 Ma Ambrona, Spain, and ≤0.35 - ≥28 Ma Orgnac, France: bifacial artifacts are present only in the deeper sedimentary deposits whereas flakes abound throughout the sequences.
0.37–0.12 Ma Cueva del Ángel, Spain*
A few European sites with published dates of Lower Paleolithic assemblages that lack 'handaxes’:
1.8 Ma Dmanisi, Georgia
1.3 Ma Orce Barranco León 5, Spain
1.3 Ma Orce Fuente Nueva 3, Spain
1.3 Ma Pirro Nord P13*, Italy
<1.37- >0.91 Ma Vallonnet, Frace*
1.1 Ma Atapuerca Sima del Elefante, Spain
<1.3 - >1.1 Ma Bois de Riquet, France
<1.07 - >0.87 Ma Barranc de la Boella, Spain
1.06 Ma Monte Poggiolo Cà Belvedere, Italy
0.97–0.81 Happisburgh 3, United Kingdom (the 'handaxe’ from Happisburgh is regarded as later, perhaps 0.5 Ma)
0.9–0.8 Ma Atapuerca Gran Dolina TD6, Spain
0.85 Ma Vallparadís-Cal Guardiola, Spain
0.7 Ma Pakefield, United Kingdom
0.6 Ma Isernia La Pineta, Italy
0.6–0.5 Ma Soleilhac, France
0.4 Ma Yarımburgaz*, European Turkey
0.37 Ma, Bilzingsleben, Germany
0.35–0.12 Ma Bolomor*, Spain
0.337–0.3 Ma Schöningen, Germany
0.3–0.25 Ma Vértesszőlős, Hungary