到了20世纪70年代，爱德华.O.威尔逊提出新的观点，认为人类进化是基因-文化协同进化方式。如果以人类这几百万年的历史整体来看，基因-文化协同进化的观念大体上是不错的，它的弱点在于，没有对这两种进化方式进行相对比较，揭示出两者相对消长的关系及其更深刻的原因，因此这个理论难以解开人类文明的秘密，而且受到了“还原论”的批评。
德国哲学家恩斯特.卡西尔（Ernst Cassirer,1874-1945）在《人论》中分析了“社会动物”、“政治动物”、“理性动物”之类定义的缺陷，指出：“应当把人定义为符号的动物（animal symbolicum）”,认为只有这样，才能指明人的独特之处。这是我所见到的最好的一个定义，从功能角度看，已经把握住了人的本质。我们在下面将从结构角度重新给出“人”定义，当然，这已经是《人论》出版半个世纪后的事情了。
2.4 人的本质:定位于信息机制
动物(包括人)的进化不是任何一方面的单独进化，而是一个整体的协同进化。然而在互相关联协同进化的各个方面中，有没有某一方面可以被确认为表征进化水平的最主要的特征?如果有，是在哪一方面?
放在更广泛的背景下来看，宇宙的一般演化是用物质、能量、结构的变化来描述，生命系统的进化，仅仅用这三大要素就不够了。生命进化是结构组织复杂度增高的演化，生命体需要与外部交换物质、能量与信息，物质与能量是生命系统得以存在的前提，信息则是生命系统新出现的要素。
能量和物质都不能作为生命水平的标志，其原因很简单，从最低级的动物到最高级的动物，物质与能量交换的微观机制都完全相同，由这两方面无法分辨动物的进化水平。
生命的本质在于信息，确定进化等级的决定性要素在于信息机制方面。生命体处理信息的水平不但表征着生命体内部的复杂程度和协调水平，更重要的是还决定了生命体对外部环境的适应水平。如果我们是一个进化论者，赞成“物竞天择，适者生存”，那么也就正好是从环境的适应角度来看待进化问题的，而适应的核心就是信息组织问题，包括获取信息，处理信息并做出选择性反应。
简单说，最根本的标志不在于嘴巴和肚皮，而在于大脑及其神经系统──动物体内的信息系统。对于高等动物来说，大脑高级神经系统的发展水平是进化等级的主要判据。直立行走是人类一个重要的进化特征，然而这个特征对于确立人类的进化等级，确立人与其它动物的分界并没有决定性的意义。考古学已经证明，在两亿年以前，地球上就已经生存着与现代人类大小差不多的、而且用后肢半直立行走的食肉动物──原始恐龙。它们有相对较大的脑子，或许还能够用三个指头握持东西。不过，那绝不是人类，并且它们已经灭亡了。
确定人的本质，确定人这种动物与其它动物的区别，也必须在大脑高级神经系统及其表现方面找到根据。正如神经科学家们的看法，大脑在认识周围的环境，大脑在支配着人的思想、情绪及感情，大脑在统治着人的行动，正是人类大脑的特殊构成和表现出来的特殊功能，把人类与其它动物分别开来。
斯塔夫里阿诺斯谈到过人类适应环境的问题，他说:“人类祖先的演变发生在有四次大冰期和三次间冰期的更新世时代。当时急剧的环境变化迫使所有的动物必须能不断地适应新的环境。能否适应的关键不是取决于蛮力，也不取决于耐寒的能力，而是取决于智力的不断增长，取决于能否运用其智力使自己较好地适应环境的需要。当然，这也就是人类所以能在地球上居于无可争辩的首位的秘密。首先，人类的才能是多方面的。人类与长臂猿或北极熊不同:长臂猿双臂柔软细长 ，只适应森林生活;北极熊白色的毛皮很厚，只适应北极环境;而人类，决不是只适应一种环境，相反，人类对环境的适应是通过自己的大脑，人类利用自己的大脑能适应一切环境。”
事实上，用处理内外信息的水平来衡量动物的进化水平，从生物进化到人类社会发展就呈现出一幅和谐的图像。
2.5 人的本质揭密:第二信号系统
问题归结为:在大脑及其高级神经系统方面， 人与其它动物之间是否存在着结构与功能方面的重大区别?
神经科学给出的回答是肯定的。
这个问题应该追溯到20世纪上半叶俄国科学家巴甫洛夫(Ivan Petrovich Pavlvo，1849-1936，1904年诺贝尔生理学或医学奖得主)的一项重要研究。
1900年，巴甫洛夫提出条件反射学说，开辟了高级神经活动生理学研究领域。在进一步的研究中，巴甫洛夫首先揭示出了人与其它动物在高级神经系统功能方面的本质区别。
巴甫洛夫把直接作用于各种感觉器官的具体的条件刺激(如声、光、味等)称为第一信号，也叫做现实信号。对第一信号发生反应的大脑皮质机能系统叫做第一信号系统。第一信号系统为一般动物(包括人类)共有，也是人类感觉和表象的生理学基础。
第一信号系统只能接受具体信号，只能处理在个体本身具有感觉实例的事物的信号，或者换用斯金纳(B.F.Skinner,1904-)的更加专门化的术语，只能处理通过操作式条件反射(工具式条件反射)获得的信号。
第一信号系统不能接受和处理抽象的语言文字信号，这才是人与其它动物“相揖而别”的地方:人的大脑能够接受和处理抽象的语言符号。
巴甫洛夫指出语言符号是第一信号的信号，并且把它称为第二信号。考虑到大脑的特异功能与大脑中的特定部位相关联，巴甫洛夫肯定人类大脑皮层中存在着一个对语言符号发生反应的机能系统，他把这个系统称为第二信号系统。第二信号系统是人类大脑皮质中所独有的一个系统，具有处理抽象信号的能力，它可以用语言、文字作为现实的抽象信号以代替现实信号，即采用第一信号的信号作为反射对象。
也就是说，巴甫洛夫认定人与其它动物在高级神经系统的组织结构方面也有确定的差别。
巴甫洛夫的提出的第二信号系统概念，除了在神经科学专业流行，还有一些哲学研究者有所了解之外，其他领域的人们关心不多。
现在回头来看，巴甫洛夫提出第二信号系统概念的重大意义，是被人们忽略或大大低估了。
其实这位伟大的俄罗斯科学家已经获得20世纪上半叶关于“人的本质”研究的最重要的进展，他已经在机体的信息系统──大脑高级神经功能系统的水平上回答了“人的本质”这个问题。巴甫洛夫用具有实验科学基础的解答，为几千年来没有止息的纯哲学思辨的讨论，画上了一个句号。达尔文1859年发表《物种起源》，提出进化论，弄清了人的出身，揭示出人的自然本性。巴甫洛夫提出“第二信号系统”，明辨人和动物的区别，揭示出人的文化本性。由于这两位伟人的贡献，人类更深刻地认识了自己。
随着神经科学的发展，现在人们已经在大脑皮层中发现了人类特有的高级神经功能区域，可以认为，巴甫洛夫提出的第二信号系统，已经初步获得在大脑皮层中的定位研究。
根据现代神经解剖学获得的成果，人的大脑新皮质的外表部，有两个第三级皮质区，可以认为是实现第二信号系统功能最重要的皮层组织。
第一个是位于视觉区(枕叶)、听觉区(颞叶)和一般感觉区(顶叶)结合部的皮质第三级区，是各个分析器的皮质部分的重叠区。这个区域是分析和识别第二信号的高级神经组织，它接受来自外周感受器的刺激，并把它分解为大量细小的组成部分，组合到所需要的动力机能结构中去，综合成为一个机能系统。它保证着各个分析器协同工作的机能。
这一部分皮质的下顶区是人类特有神经组织，用P.Flechsigd的术语叫做“后联络中枢”。
神经科学家认为，这个第三级区的活动不仅对于顺利地综合直观信息是必要的，而且对于由直接的直观综合过渡到象征过程水平，对于词的意义、复杂的语法结构和逻辑结构的运用、数的系统和抽象的相互关联的运用都是必要的。它们把直观的知觉转变为以内部图式为中介的抽象思维，并且能把有组织的经验用内部模式方式保存在记忆中。
第二个第三级区位于大脑两半球前部，对于大脑制定规划，调节和控制行动起着主要作用。
这两个第三级区协同工作，形成了一个处理抽象符号的完整系统。它能完成对第二信号的识别、处理、记忆，能用第二信号作为刺激对象，能创造新的第二信号，最后，还能够发布指令调整人的行为。
第二信号系统是大脑新皮质区组织中一个高级神经活动功能群，这个功能群在大脑神经系统中居于最高的支配地位，能把不同感官在不同时间空间中获得的信息联接起来，并且可以用抽象符号予以表达、记忆和重现；它支配着人体的意志行为；它支持以抽象符号为对象的思维活动，形成人类特有的从符号到符号的思维形式;最后，这个功能群还支持大脑产生新的抽象概念，并且创造出新符号来表达新概念。
人类独有的高级神经系统组织，是人类高级心理活动的根据，人与其它动物的主要表现差异概源于此。
笔者认为，巴甫洛夫首先肯定的人的大脑皮层中的第二信号系统，正是人区别于其它动物的本质所在，也是我们解开人类文明发展之秘的钥匙。
现代越来越多的学者不再采用肢体形态与肢体活动特征作为人的本质特征，而赞成采用高级心理活动方面的差别定义人的本质，这些心理活动包括随意注意、随意记忆、思维、想象、高级情感、意志以及个性心理等等。这就比以前更进了一步，不过仍然未足满意，因为这样还是停留在心理活动的表现形式方面，甚至还没有触及人的心理活动最重要的表现形式──创造和使用语言符号。而采用第二信号系统这种高级神经系统组织及其功能确认人的本质，能够最有效地解释人与动物在行为表现方面的重大差异，揭示出这种差异的深刻原因。
笔者将在第二信号系统概念的基础上，讨论人的行为和人类文明问题。
2.6 第二信号系统的生理基础
法国科学家保罗.布洛卡(Pierre Paul Broca，1824-1880)是现代脑外科手术的创立者。1861年，他发现大脑皮质左前额页处的一个小区支配着人的语言活动功能，这个部位如受损伤，人虽然可能看懂文字，听懂别人的讲话，但却丧失了说话能力(“运动性失语症”)。布洛卡首先揭示出，特异的大脑功能定位于大脑的特定部位。由于这些成就，布洛卡成为现代大脑科学研究的开山鼻祖。1874年，德国神经学家维尼克(K.Wernicke，1848-1905)发现，在大脑左半球颞上回后部有“听觉言语区”。如果这个区域受到损伤，会引起“知觉性失语症”，患者可以讲话、书写、看懂文字，也能够听到讲话，但不能分析复杂的语言，尤其不能听懂别人言辞的意义。布洛卡区和维尼克区之间由弓状神经纤维联接起来，当这种联接受到损伤时，理解力不受损害且言语仍然流利，但是不能把所理解到的内容讲述出来。
1875年，美国科学家卡顿(Richard Caton)发现大脑中的微电流，发明了大脑研究的生物物理方法。
在那以后，人们逐渐识别出言语书写中枢、言语阅读中枢等等，到现在已经在脑神经系统功能定位方面获得了大量的研究成果。就现在所知，脊髓动物的脑髓由椎管中的脊髓和颅腔中的脑组成的，脊髓上接延髓，延髓中有呼吸、血液循环、代谢等重要的生命中枢，有支配舌肌、咽头肌和声带肌的神经核。脊髓内有受脑调节的初级运动中枢和感觉中枢，脊髓本身只有最简单的机能──伸肢及屈肢，要从事运动(走、跑、爬等)就必须得到大脑的协调运动。
人脑一般分为大脑(端脑)、间脑(丘脑)、小脑、中脑、桥脑、延脑(髓)六大部分。与延髓紧连的是桥脑，桥脑内有支配颜面肌和眼球外展肌的神经核，并与延髓共同包含有听神经核。延髓和桥脑负责处理内脏性感觉，负责调节循环、血压、呼吸、心率等体内运动，有生命中枢之称。
位于延髓和桥脑之上的小脑，负责保持人体平衡、协调身体运动。小脑是起动、协调、学习、和运动执行的重要中枢，又是头、肢和躯干姿势控制的重要中枢。小脑接受从感觉和运动系统来的信号，来自肌肉、关节感受器、内脏、皮肤、感觉器官──视、听、前庭以及所有与运动有关的信号到达小脑，由小脑进行处理和调节。
中脑与桥脑相连，它是听觉和视觉中枢。同时还要管理全身的分泌系统，又是联结各部分脑的中枢，支配许多重要的运动过程。
间脑位于两大脑半球之间，联结着大脑半球与中脑，间脑分为丘脑、下丘脑、丘脑上部与丘脑底部四部分。
大脑皮质不发达的动物，丘脑是感觉的最高级中枢，大脑皮质发达的动物，丘脑是一切感觉神经的总站，这里接受除嗅觉以外各种感觉传入通路的投射，而且进行感惧信号的初步整合。丘脑与下丘脑及纹状体是许多本能性复杂的非条件反射的皮质下中枢，负责保持内环境的稳定，调节新陈代谢过程，使内环境的稳定机制与人的肌体行为相适应。其主要功能是:(1)调节垂体前页激素的产生和分泌;(2)调节体内水的平衡;(3)控制迷走神经和交感神经，调节自主功能;(4)调节摄食和饮水;(5)促性腺释放激素，参与介导生殖机能;(6)介导强化机制，刺激改变行为发生的概率;(7)产生和调节昼夜节律。
所有这些部分是有机体对内外环境的影响所产生的先天获得的反应的中枢，是无条件反射的中枢，这些器官对机体活动的调节功能绝大多数是自主的，不受意识控制。
在这些中枢之上就是大脑(端脑)，它协调和调节这些中枢的活动。端脑最初是嗅觉中枢，但在高级脊椎动物的神经系统中，端脑已经发展成为大脑。
大脑之内95.9%为新皮质，占据大脑半球的背外侧面。其余为旧皮质，占据大脑半球内侧面及底面的一部分，在进化史中，旧皮质是从爬行动物的大脑那里继承下来的，它与人的情绪本能和内脏活动有极大的关系。
对于大脑新皮质，现在一般采用布鲁德曼的标准，把它从表到里分为6层细胞组织(也有分为5-7层的):分子层、外颗粒层、锥体细胞层、内颗粒层、节细胞层、多形细胞层。第Ⅱ、第Ⅲ层又称为联络层，主要由皮质内联络细胞构成，在心理活动最复杂的形式的实现中起着重要的作用，它是在人类发展的晚期阶段形成的。第Ⅴ、第Ⅵ层的细胞轴突组成下行投射纤维， 直接把脑皮质与外周及感觉器官和肌肉联系起来，这些神经纤维携带着在外周感受器中所发生的冲动进入皮质第Ⅳ层，最后在脑皮质的上层，即第Ⅱ第Ⅲ层(联络层)综合处理。
按照神经心理学的创始人、前苏联神经心理学家鲁利亚(Alexander P.Luria，1902-1977)1973年在《神经心理学原理》中提出的划分方法，人脑可以分为三个基本机能联合区，每个联合区中的皮质都有层次结构，至少由彼此重叠的、功能上相互联系又相对独立的三种类型(三级)皮质区组成。第一级区，又称为投射皮质区，它接受并传导冲动;第二级区又称为投射联络皮质区或认知皮质区，进行信息加工，识别信息;第三级区又称为重叠区或联合区，负责实现由脑皮质许多协同区参与的心理活动的最复杂形式。
从动物大脑皮质到人类大脑皮质发展的历史来看，第二级区是由在第一级区上增生的大脑皮质细胞组成的。每一部分大脑皮质区中的第一级区，皮质的底层(第Ⅳ内导层或Ⅴ外导层)占优势，存在着大量具有高度分化性和模式特性机能的神经细胞，因此第一级区具有最大限度的模式特异性。在第二级皮质区中，上层(投射层或联络层)及其联络神经元占优势，因而只在很少的程度上具有模式特异性。由于第二级区与相应分析器的皮质部分密切联系在一起， 所以它以特殊模式的认知机能为特征。
第三级皮质区位于多种分析皮质部分的重叠区， 在各个感觉区的皮质代表之间的界限上，大脑皮质的这些部分几乎整个是由皮质的第Ⅱ第Ⅲ层(联络层)细胞组成的，其中所包含的模式特异性更小，而且与外周神经没有直接联系。第三皮质区保证各个分析器皮质环节的协同工作，实现大脑皮质最复杂的整合作用机能。还有人认为第三级皮质区实现的同时性综合(空间综合)很难评价为模式特异性的综合，认为它具有超模式的性质。
在大脑这三个分层次构成的皮质区中，第一级区的特异性最高，第三级区特异性最低，这是特异性递减的规律。与特异性递减相反的是抽象能力依次递增。
是不是所有的动物大脑都具有如此结构呢?不是。
哺乳动物从低级向高级的发展过程中，大脑体积逐渐增长，脑的相对重量慢慢增加。几种动物大脑的相对指数分别为:
豚鼠:0.06 兔: 0.10 弥猴: 0.43 黑猩猩:0.52 人:1.0
另一方面，从高等哺乳动物(猿猴)向人过渡的时期中，甚至在整个动物界的进化等级中，大脑各个皮质区的发展并不相同。人类大脑的发展主要是由最复杂的第三级皮质区的面积增大构成的，比较初级的皮质区部分的面积不但没有增加，有时甚至变得比较小了。下面是几种动物不同皮质成分的一个对比:
新皮质
旧皮质
古皮质
间脑皮质
刺猬
32.4
29.8
20.2
17.7
兔
56.0
14.0
23.8
6.2
低等猿猴
85.3
2.8
8.7
3.2
黑猩猩
93.8
1.3
3.3
2.1
人
95.9
0.6
2.2
2.3
五千万年前的始新世初期，爬行类动物灭绝的同时出现了哺乳类中的代胎盘目，出现了最早的灵长类动物。生物学家认为，新皮质可能就是在这个时期起源的，它的成长是地球生命史上最惊人的事件之一。哺乳动物的大脑皮质的基本分区是海马结构、嗅皮层及其相关区域和新皮质区。新皮质发育时，一批又一批新产生的细胞从原始侧脑室周围的脑室与脑室下增生区向外迁移，每一批细胞推开他们的前一批细胞而停留在后者的外侧，即开始新的分层。新皮质在高度进化哺乳动物身上起着重要的作用，在灵长类动物和人身上居于统治地位。在人脑进化的过程中，以前的神经分区保存下来了，人的许多复杂性各不相同的行为，也能够在神经系统的不同水平上予以实现。事实上，人的动物本性就产生于这些古皮质和旧皮质区。但是在进化过程中，以前的神经系统逐渐将主导地位让位给新皮质组织，无论是信息的接受、加工和保存机能，还是新行为程序和对意识活动的调节控制机能都已经转交给新皮质区。旧皮质却越来越成为一种保证行为背景的，积极参加机体状态调节的器官。
神经解剖学证明，在刺猬和老鼠的大脑皮质中，第一级区和第二级区刚刚表现出来，完全没有第三级区;猿猴的脑皮质的第二级区和第三级区才明显表现出来。而人的大脑皮质中第一级区只占不大的地位，它受到非常发达的二级区的排挤，而脑的顶-颞-枕叶和额叶皮质的第三级区，已经发展成为最发达的系统占据着大脑两半球皮质的绝大部分。
人类独具的符号处理能力就依赖于大脑皮层中的第三级区。
鲁利亚指出的大脑皮质的第一基本机能联合区位于脑干网状结构、间脑和大脑皮质内侧部，其主要功能首先是由莫鲁茨和马古恩1949年发现的。它负责保持和调节大脑皮层状态，控制着由环境和肌体刺激所产生的警觉、醒觉和动作，压制不太重要的刺激，延缓对它们的反应，保证大脑皮层集中注意于某些特定的方面。第二基本机能联合区位于大脑两半球靠后部分，在视觉区(枕区)、一般感觉区(顶区)和听觉区(颞区)的结合点上，并把这三个区相应的皮质下组织包括在内。采用布鲁德曼分区则包括第7区、第39区和第40区(顶叶的上部与下部)、第21区和第37区。
第二基本机能联合区以一级皮质区为基础，在二级皮质区进行信息加工。对于识别抽象符号来说，最具有人类特点的作用发生在它的第三级皮质区。第三级皮质区几乎整个是由大脑皮质的第Ⅱ和第Ⅲ层(联络层)细胞组成的，由此它们的功能主要是对来自多个分析器的兴奋的整合。这些神经元的绝大部分具有多模式的性质，对环境中的综合标志(如对空间位置的标志、要素的数量)起反应，而皮质的第一级区和第二级区的神经元对这些标志不起反应。神经科学家认为，这一组第三级区的功能包括综合直观信息、由直接的直观综合过渡到象征过程、使用数的系统等等，它们参与把直观的知觉转变为以内部图式为中介的抽象思维。
识别抽象符号和使用符号的抽象思维都是在第二基本机能区的三级皮质区支持下才实现的。这是第二信号系统最重要的功能区之一。
第三基本机能联合区的三级皮质区位于额叶的前额区(大脑两半球前部)，增生在大脑皮质的运动区的上面。这个三级皮质区有丰富的联系系统，不仅与丘脑和网状结构相联系，而且与皮质所有其余部分相联系。它对来自大脑所有部分的信息进行组织、综合与选择，预测未来，制定行动计划和程序．它的二级皮质区将来自三级皮质区的信息进行整合，通过一级皮质区即中央运动区发往外周，实现对人的实际活动的控制。这种由三级皮质区─>二级皮质区─>一级皮质区的信息传递路线，与其它工作区信息由低级向高级的传递路线完全相反。这就表明第三基本基能联合区是大脑皮层中发出行动指令的功能区。
第三基本机能联合区的三级皮质区，完整的实现了从感觉过渡到符号、抽象符号的识别、利用抽象符号进行思维的功能，这里产生了概念、假设、观念、科学等系列文化创造物，并且指挥着机体的行动。笔者认为这两个基本机能联合区正是巴甫洛夫所预言的(他没有看到现代神经解剖学的成果)大脑皮层第二信号系统的核心部分。
2.7 第二信号系统的功能特征
由于第二基本机能联合区的第三级皮质覆盖着多种分析皮质区，具有最大的非特异化性质，它表现出以下的功能特征。
1.广泛的适应性。作为神经信息系统的最高级机构，第二信号系统具有最广泛的抽象信号处理能力，因此也就低级神经系统很难与之相比。如果一个正常人从小进入有关的语言环境，那么他可以学会现存几千种语言中的任何一种乃至于许多种语言，如果提供必要的条件，一个正常人也可以在成千上万种技能中学会几乎任何一种乃至几种技能。这类抽象学习都是在第二信号系统支持下进行的。也正因为如此，人类才比其它高等动物更能适应各种不同的自然环境。
2.彻底的获得性。非特异化还包含着一个特殊性质:与识别信号有关的实际神经线路联接不是先天固化，而是后天形成的。来自遗传的第二信号系统本身没有带来具体的语言信号，也不包含识别语言信号的任何实际的神经联接线路。这种原始状态的第二信号系统还不能识别第二信号，必须对其进行初始化处理，装上识别语言符号的信号模式，然后才能有效地工作，这种初始化过程一般称为学习。如果用电脑类比，来自遗传的第二信号系统就象未装配软件的电脑硬件，必须安装操作系统和应用软件才能工作。
3.信号类型可替换性。第三级皮质区组织不但能够把来自各方面的信号联接起来，建立综合的图像模式，而且能够实现不同类型信号间的等价替换。比如可以用语言信号替换触觉、听觉、视觉、味觉等其它感觉信号。天气预报说明天台风将要经过附近的海面，不需要有实际的触觉感受，你就会决定明天不要驾船出海;听新闻与看新闻的效果相同，尽管前者的信号由听觉系统进入，后者由视觉系统进入，但是第三级皮质区为它们建立了同构替换，认为它们包含相同的信息。
信号类型可替换性最重要的用途在于，采用第二信号代替具体感官感受，可以在大脑皮质区引起相同的反应。这个性质是人类理性能带来巨大收益的原始根据。
2.8 第二信号系统收益
大自然不做无用功。第二信号系统能够产生和发展，是因为它能够给人类带来利益，它增强了人类的生存适应能力。
首先，第二信号系统的出现，标志着大脑皮层综合分析能力的大大提高。第三级皮质区能够为来自不同感觉通道的信号建立更广泛的联系，使个人和群体预测未来事件的能力增强。它有利于趋利避害，提高生存适应能力。
其次，第二信号系统不但能够识别第二信号，而且还能把源自感觉系统的信号转变为抽象符号信号处理、保存和重现，这个方案十分经济。采用第二信号，大脑能够用较少的通用(非特异化的)神经元建立起普遍实用的概念模型。记忆“城市”这个抽象概念需要的神经单元相对较少，而如果要建立起许多关于“城市”的一砖一瓦的实际模型，大脑恐怕不堪重负。而在需要的时候，抽象概念模型可以迅速转变为等效的实体模型。同时，大脑通用的神经细胞，既可以用来联结成“北京”，也可以联结成“华盛顿”或者“巴黎”，既可以联结成汉语也可以联结成英语，就满足个体实际的生命适应目的来说，大脑的能力几乎是无限的。
第三，由于第二信号系统可以不使用直接事件的信号，而使用能够脱离直接事件现场的第二信号，这就奠定了第二信号的基本地位:它是大脑与客观事件之间的中介。在人类文明发展的进程中，这个中介逐渐积累发展，由通信工具进而成为思维的对象和思维工具，由描述客观对象的中介进而成为认识客观对象的工具，最后，这个中介终于成为整个人类文化人类文明的主要载体。
当然，第二信号系统也带来了人类(尤其是文明社会)特有的许多精神困惑。文明人的困惑植根于对未来的忧虑，动物没有这类忧虑。用卡尔.萨根的说法，这是为预知未来付出的代价。预知灾难很难令人宽慰，然而它的好处在于可能设法防患于未然，即牺牲眼前的短暂利益换取未来的长远利益。
2.9 第二信号系统的产生
按现在获得的研究成果，大约在150亿年以前，宇宙中开始出现了“结构”，三、四十亿年前，地球诞生了特殊的结构类型——生命，和这个事件等价的是产生了“信息”。比较起来，第二信号系统是最近才出现的。不过，用个体的生命尺度来看，它也渡过一个漫长的过程了，可能耗费了三、四百万年的时间。作为第二信号系统核心结构的语言中枢(布洛卡区)包括39区(角回)和40区(缘上回)，在长臂猿、猩猩脑中刚刚觉察到，在南方古猿大脑中才有了重大发展，200万年前的能人有布洛卡区存在的明显证据。
这是判定人类进化水平的一个关键性证据。由猿发展到人的历史，与人类的语言发展历史是一致的，与第二信号系统(最典型的是布洛卡区)的发展是一致的。
在语言时代之前，人类(或者说叫前人类)的进化主要表现在生物学意义上，进化的载体是基因，进化的时间极为漫长，总是以十万年甚至百万年为计量单位──因为基因突变需要这么长的时间才能稳定下来。
进入文字时代以后，人类发展的最主要特征是体外文化的积累增长，其发展速度之快是生物进化所不能比拟的。在几千年中，尤其是最近几百年中，人类文化以指数速度增长，在相同时间尺度上，人类的生物学进化显得微不足道。
在生物进化时代和文化时代之间，有长达几百万年的过渡时代。在这个漫长的时代里，以基因为载体的生物进化达到了一个辉煌的顶点，人的肌体组织、高级神经系统、信息发送与接受机构均已充分发展，当然最具有代表性的进化成果是人大脑中的第二信号系统。人与动物之间在机体组织和行为功能方面形成了难以跨越的鸿沟，向文明人类过渡的生物准备过程完成了。
另一方面，以语音语言为主体的第二信号，也在这个漫长的时代中产生和积累起来，拉开了人类文化时代的序幕。文化发展逐渐代替体内的进化，成为人类发展的主要载体。
几百万年的语音语言时代是人类历史中文明进化与生物进化相互易位的过渡时代。在这个过渡时期产生和形成的第二信号和第二信号系统，标志着人类开始进入了一个新的进化时代──文化时代。
在此之后，我们是作为拥有第二信号系统的人来到拥有第二信号的人类社会。本书中讨论的人和人类社会，就是基于这个意义上的对象。
第三章: 第二信号
3.1 第二信号首先是一种通信信码
生命过程不但要消耗物质与能量，而且还需要信息。生命体实现自身复制和环境适应都离不开信息。
按冈瑟.斯坦特的分类，生命领域中有三类通信方式，这就是遗传通信、代谢通信和神经通信。
遗传通信以DNA作为信息载体，它是生命世界的标志;代谢通信由激素完成，它控制着生命体的内环境平衡;高级生命体不仅仅使用这三种通讯方式。动物还要进行体外的横向通信，以此在不同个体之间相互交换信息。
1970年，哈佛大学Kenneth H.Nealson和John Woodland Hastings研究集群发光细菌时发现，有一种信使物质（属于高丝案酸内酯的小分子系列物质），它能够通过媒介在细胞之间转移，并能激活蛋白质LuxR，LuxR能刺激与发光有关的基因表达。当发光细菌聚集到一定程度时，就会产生光。这是细胞之间的一种化学通讯。
高等多细胞肌体内有复杂的信号交流系统。当信号分子结合到目标细胞表面的受体上，受体将信息传达到细胞内部，中转到细胞核，引起核内基因表达方式的改变。由此，尽管人体的每个细胞中都包含着完全相同的基因，而细胞却可以不尽一样。有的基因表达出骨细胞，有的却产成了肝细胞、血细胞等等。
神经通信由神经细胞实现，它不但协调和控制着体内的生命活动，而且负责调节动物对体外环境的适应性反应。
动物之间的通讯更多姿多彩，领域宽广。头足类动物的大脑直接连接着特殊的肌肉，能通过控制色素细胞的收缩和舒张使皮肤的颜色布局变化，传递不同的信息。
雄萤火虫能发出信号吸引异性，也会发出信号吓跑竞争者；工蜂能用环绕飞行的的轨迹指示蜜源的方向。其摇摆和绕飞的速度则表明蜜源的距离；有性繁殖的动物，必须进行足够的通讯交流才能进行交配；动物也发出欺骗信号，以猎取美餐或逃避天敌。
当一只蚂蚁发现了偶然接近它们势力范围的昆虫以后，立刻跑回蚁穴，并释放出化学物质信号。这种物质的气味在两分钟之内便会消失。接受到该信号的工蚁会迅速爬出洞穴口，沿着信号指示出的方向爬去。蚂蚁也用上了生物化学通信。更高级的动物在欢乐、恐惧、发怒、痛苦、求偶、捕食等等情景中，可能用特有的声音发出信息，于是有了声音通信方式。高等动物还大量使用动作通信方式，据霍夫统计，黑猩猩用于交际信号的姿势、身体动作和声音共有60多种。
有些研究者认为黑猩猩出现了语言的某些特征的萌芽。它们能够使用具有明显图形符号特征的信号。美国科学家加德纳夫妇曾经用黑猩猩做过实验。他们为黑猩猩创造了与人类儿童相同的生存条件，让它可以支配各种各样的玩具，随时能够看到图画书辑，可以绘画、使用餐具和牙刷，以便最大限度地发挥黑猩猩的智力潜力。1969年他们在《黑猩猩学习语言符号》的文章中，谈到黑猩猩的确能够运用象征性符号作为同实验人员交际的工具。当然，黑猩猩能够达到的水平是极其有限的。大脑结构和发音器官的水平注定了它们与人类的巨大差异。
按照现代对语言(第二信号)的定义，它是由表达外部和内部世界的任意符号所组成的通讯信码系统。在严格的意义上讲，语言(第二信号)是人类独有的通讯信码体系。
第二信号与第二信号系统结合，产生了一种人类独有的通信体系──人类文化。到今天，它已经成为人类生存智慧、社会结构的保存和传播工具了。
3.2 第二信号的产生:约定
用18世纪的法国百科全书派学者艾蒂安.博诺.德.孔狄亚克的说法，如果兽类曾经亲眼见到同类被猛兽捕吃，那种使它们失魂落魄的惨叫和惨状就会在它们的心灵中唤起一种痛苦的感觉，而这种呼叫就成为这些痛苦感觉的自然(声音)信号。至于那些未曾目睹过任何一个同类这样丧了命的动物，亦可以有根据地假设，它们的母亲或者其它某个同类，当初曾带着它们一起逃跑过，通过呼声向它们传达了至今仍保存着的恐怖，这种恐怖，每每在一见到它们的大敌时总是被唤起。而所有生长在自然环境下的兽类，幼小时候都是有机会获得这种痛苦感受的。孔狄亚克在这里讲到了动物声音通信的一种自然起源的假设，实际上我们同样有理由认为，动物之间也会有传达愉快感受的声音信号，也还可能有表达更复杂信息的声音信号，等等。
原始人类也能够用各种方式相互传递信息。早年人们曾经借助于身体的姿势和动作彼此传情达意。人类学家考察以狩猎为生的原始部落，就发现他们可以用五个手指头做成不同的姿势，表示不同的动物和不同的数量，相互传递有关的信息。这就是动作语言。即使在文明社会中，动作语言也还有很强的生命力。我们常常从戏剧、电影和电视中欣赏动作语言。对动作语言有精研者，甚至可以成为艺术大师。在其它特定的场合中，比如运动场上的裁判、十字路口指挥交通的警察就常用动作语言，不过这已经不是原始意义上的动作语言，而是作为书面语言和语音语言的一种转换表现形式。
动作语言的信息容量毕竟太小，而且在黑暗中、远处或者有视觉障碍的场合就无法使用。动作语言也难以表现抽象的概念，不可能实现对世间事物的一般表述。
真正具有重要意义还是语音语言。
人类早期利用声音通信，与动物的声音通信也大致相似，也只能发出一些含糊不清的、意义不确的声音，并且利用这些声音来约定需要相互交换的信息。人类学家就发现墨西哥的印第安人常用口哨语言互相呼唤和交流信息。
最早的语言可能就是模仿自然界的一些声音，如模仿某种动物的叫声表示与该动物有关的信息。但对那些没有声音的事物，这种办法就不行了，野果和石头没有声音，人的一般活动也难用自然声音来描述。如果在狩猎活动中，人们相约到达指定的位置，约定共同行动的方案，表现这么复杂的信息就需要更抽象的通信信码。
原始部落的人们开始约定用一种清晰的声音来指定一个客体，用另一种声音指定与生存相关的某种现象，还用一些声音约定必要的行为动作，等等。从这儿起，他们就开始创造出高于动物声音通信的信码。随着大脑、发音系统和信号译码系统的发展，人类语言也就发展得更加精巧，组织更为严格，通过语言能够更有效地传达自己的意图，语言系统的信息容量也大大增加，甚至可以表达抽象的概念。
在创造第二信号的过程中，约定具有本质的意义。我们说第二信号不是来自遗传，不是来自自然本能的呻吟、喜悦等等声音(尽管它最后可能已经用象声词把这些信号包括在内)。第二信号是由群体认可而形成的通信信码，实现这种认可的途径就是约定。信码的意义跟信码本身的形式却没有多少必然关系。正如瑞士语言学家索绪尔(Ferdinand de Saussure，1857-1913)所说，语言符号与它的意义没有内在的联系。当然这里所说的约定是就信码的本源意义而言。在具体操作中，并不需要所有使用者都参加讨论共同约定，一般是由某些权威者(或权威集团)完成这种约定，其他人和后继者就采用这种约定。
在历史上，由约定产生的第二信号具有局部性，只能在接受这种约定的通信群体中使用。一个原始部落，一个民族或几个相邻民族，可以形成一个语言共同体。划得小点，在大的语言共同体下面也还有方言体系。
约定性产生方式还意谓着第二信号具有偶然性或者随意性。这种随意性首先表现在对同一个事物可能约定不同的信码。有一味草药名叫王孙草，古时候吴地称之为白功草，楚人称王孙，齐人称长孙，还有叫做黄孙、蔓延、王昏等等名字的。几乎每一种中草药，都曾经有几个不同的名字。据说直到现在，草原的孩子往往还用偶然的方式获得名字。哈萨克族的孩子出生以前，父母可能已经为孩子准备了许多美好的名字，孩子出生后，父亲一边打火镰，一边念这些名字，当火镰打着时念出的名字就成为了孩子的名字。有的孩子出生时，正好来了尊贵的客人，于是客人的名字就被取作为孩子的名字，这就有点“生子当如孙仲谋”的意思了。也有这种情况，当孩子呱呱落地之时，欢喜若狂的父亲往往冲出毡房，把他第一眼见到的东西作为新生婴儿的名字。在孩子出生40天举行的仪式上，将新取的名字在婴儿的右耳边连唤三声，就约定了孩子的乳名。
最初约定通信信码的过程，与给孩子取名的情况实质上非常相似。化学元素铕(Europium)，是因为发现于欧洲，镅(Americium)发现于美洲，锗(Germanium)发现于德国，钪(Scandium)──斯堪的纳维亚，钋(Polonium)是它的发现者居里夫人为纪念她的祖国波兰而命名的，锘(Nobelium)是为了纪念诺贝尔，钔(Mendelevium)──门捷列夫，锿(Einsteunium)──爱因斯坦，镭(Radium)──放射性的，碘表示“暗红色的”等等。语言约定中的这种随意性是在同一个世界上存在许许多多不同语言的原因之一。我们还记得，博物学家用了几代人的努力，才从混乱随意的物种名称中建立起分类的命名体系。
李约瑟博士(Dr.Joseph Needham,1900-1995)曾经谈到一个类似的问题。在中国的医学典籍中，有一些关键词极难掌握，如“虚”、“实”、“表”、“里”、“寒”、“热”等等，这些术语几乎无法翻译成西方语言，甚至连中国的辞书都不敢给它们下定义。医生们通常需要经过漫长的学徒阶段才能掌握它们的正确用法。李约瑟认为，说到底，根本的困难在于中国与西方医学哲学理论没有互相表达的可能性。如果在翻译的时候将那些术语原封不动地搬下来，人们将无法理解；如果机械地套用字典上的释义，会显得古板，奇怪，可笑，而且也不准确;如果用正在流行的术语去代替，会歪曲它们的传统含义，这又很危险。李约瑟和他的合作者采用的办法就是根据希腊文和拉丁文词根创造出一整套“人造词”，用以表达中国医学术语的内在涵义，然后系统地应用这些词汇。(《大自然探索》，NO.1.1985，P155)。
第二信号的随意性还表现在信码与信码的关系方面。人们不仅仅约定信号来表示具体的事物，人们还约定信码来表达事物之间的关系，但是这种关系仅仅是根据人们的理解确定的，不能肯定它等同于事物之间的关系。后面我们还要分析这个问题。
在历史的长河中，人们约定并且使用过的第二信号也还可能丢失。有些语言消失了，有些文字死亡了。我们现在常用的汉字，跟祖辈创造的汉字比起来，只占极小的比例，大部分是没有用了。翻开《全唐诗》，读读韩愈与孟郊的《征蜀联句》，其中生僻死字之多，恐怕很少有人能够全读出来。我甚至怀疑，他们写作时根本就不打算让人读懂。这样的诗不可能有什么生命力，只能死在故纸堆中。再读读李白的诗，其中少有生僻字，却脍炙人口，世世代代被人传诵。
3.3 第二信号是人类的创造物
相隔几十万年以后，我们已经很难获得第二信号最初发展的细节，尤其语音语言，其原始状态已经无从察考了。面对列祖列宗留下的创造物，后人容易显出惊奇和不解。不过考察了动物通信和现存的原始部落通信，若干消失了的环节就透过时间的迷雾断断续续地连接起来。最初的创造并没有“创造”这个词汇在现代所表现出来的那种高不可攀的含义。语音语言的创造与现代文字创造一样，与莫尔斯创造的电报码或者现代信息编码一样，起源于人们的约定，这种约定对于人们当时的活动，总是有利有益容易接受的，并没有什么神秘的地方。
文字符号的情况要好得多，它可以物化记录，保存下来。中国古代有仓颉造字的传说。有些专用符号可以考证出大约是在什么时代出现的，甚至可以追溯到何人首创。简化汉字就是国务院一个专门机构指令实施的，等等。
在中国古代数学中，曾经用颜色表示符号。《周髀算经》中说“天青黑、地赤黄，以色别之”，并且用青、朱、黄诸色出入相补来证明了勾股定理。后来的数学家还用了一些特殊的字词作为数学符号，如天、地、人、物、天干、地支、四方位、五行、八卦、八音、二十八宿，等等。史家指出，数学中每一种新概念、新运算、新分支的成熟，几乎都伴有新符号的引入。正如美国数学家克莱因(M.Kline)所说的那样:“代数上的进步，是引用了较好的符号体系……事实上，采用了这一步，才使代数有可能成为一门科学。”
许多数学符号在萌芽时期非常混乱。人们使用过的等号多达18种，另外还用过10多种特指等号，从16世纪争吵到18世纪，才统一成为现在使用的等号。根号从出现到统一，经历了500多年时间(从12世纪到18世纪)。小数曾经有过50多种写法，到20世纪才趋统一。在历史上，一位罗马学者因为传播了“零”的符号“0”，罗马教皇尤斯蒂尼昂大发雷霆，他说:“神圣的数，是上帝创造的，不允许这个怪物──0加进来，弄污了神圣的数。”结果这位学者被判了刑。
与数学符号一样，数制系统也起源于人的约定。在历史上，人类用过10进制、16进制、12进制和2进制等数制系统。法国大革命时期要统一度量衡，许多人要求建立12进制的长度系统，受到拉格朗日的坚决反对，于是才约定了现在的10进制系统。按有些数学家的说法，如果不是因为人类长期习惯于用10个指头计数，另外采用任何数制系统都比10进制更好。拉格朗日本人就认为用质数作基底的数制体系有最多的优点。在信息技术领域，现在普遍使用着2进制系统。
1961年，盖尔曼和尼曼在研究强相互作用时，推测应该还有三种未知的特殊微观粒子，三个“抽象的实体”。1963年3月的一天，盖尔曼闲读小说时，在詹姆斯.乔伊斯的《菲尼根斯.威克》中读到了“Three quarks for Muster Mark!”这个句子，于是马上把这三种粒子命名为“quark”(夸克)，分别称为上夸克、下夸克和奇异夸克。然而当盖尔曼70年代初到达美国东海岸的迈阿密主持一次学术会议时，发现东海岸的同行由于受日本学者坂田昌一理论的影响，老是把这三种粒子称为P夸克、N夸克和Λ夸克。盖尔曼不得不反复申明自己提出的名字，最后科学家们才都接受了上夸克、下夸克和奇异夸克这些名称约定。
大量约定通信信码，创造语言系统，创造出抽象符号系统，在生命进化史中是十分了不起的大事。索绪尔曾经指出，人的先天能力不是说话，而是创造语言，即创造一套与不同概念相对应的不同符号。符号学家们甚至认为人类就是进行符号活动的动物。托马斯.库恩(Thomas Kunn)在《科学革命的结构》(《The Structure of Scientific Revolution》)表达他的观点说:“一门科学的力量，似乎总是随着从事者支配的符号概括的数目的增多而增强。”
创造抽象语言符号的能力，是人类一切创造能力的根据。语言符号不但本身是人类的创造物，更是人类其他创造物的基础和核心。正是这种创造能力及其创造物，象王母娘娘的玉簪一样，在人与其它动物之间划出了难以逾越的鸿沟。
研究海豚的学者发现，海豚具有发达的大脑系统，不仅脑的绝对量和相对量与人类相近，而且大脑皮层的沟回和神经细胞甚至比人类还多。在实验室里面，海豚也表现出相当高的智力水平。有学者指出，海豚在相互交往中使用了几百种不同的语音信号，已经接近人类“第二信号系统”的水平。然而本质差别毕竟是存在的。尤其是，海豚或其它任何动物都没有创造出一套抽象符号系统，实现生存智慧的体外积累。
