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解析作者 | 唧唧堂心理学研究小组：
Aneta
；审校编辑 |
悠悠 糖糖
本文是针对论文《群体规模增加会抑制累积性文化进化（Increasing Population Size Can Inhibit Cumulative Cultural Evolution）》的一篇论文解析，该论文于2019年4月发表于《美国国家科学院院刊（PNAS）》杂志上。
该研究作者包括Nicolas Fay，Naomi De Kleine，Bradley Walker和Christine A. Caldwell。
研究背景
累积性文化进化（Cumulative Cultural Evolution，CCE）是人类在历史中适应变化的积累过程，推动人工制品的不断改进。
人口统计学对CCE可能是至关重要的，特别是，更大的群体为其成员提供了接触更具适应性的和有更大变化的人工制品的机会。
但群体在多大程度上促进了累积性文化进化（CCE）是有争议的，同时，已有研究没有发现证据能够表明较大的群体规模会增强CCE，也没有检验群体规模对CCE的基本效应。
因此，支持群体规模与CCE之间存在直接联系的实验证据是模棱两可的。
实验设计和步骤
参与者。
西澳大利亚大学的543名本科生（391名女性）作为样本，年龄19-56岁。
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任务和程序。
每位参与者的任务是用一张A4纸建造一架飞得尽可能远的纸飞机。参与者被随机分配到一个8代的传输链transmission chain。参与者被随机分配到一个条件：个体学习、1-模式、2-模式或4-模式。个体学习条件（n = 31参与者，n = 31条链，同一受试者每代参与8次）为非社会性学习条件。1-模式（n = 128参与者，n = 16条链，一个受试者每代参与一次），2-模式（n = 128参与者，n = 8条链，两个受试者在每代参与一次），和4-模式（n = 256参与者，n = 8条链，四个受试者在每代参与一次）条件下，每个参与者被随机分配到一个链（1-8）中的位置并且完成任务（在单一世代内，然后从实验中移除）。参与者将纸飞机飞行三次，最长的飞行距离作为距离代表。将这些社会性学习条件（1-、2-和4-模式）与非社会性的个体学习条件进行比较，在非社会性个体学习条件下，参与者反复尝试构建一个纸飞机，而不使用其他参与者构建的任何飞机。
第1代，所有参与者都构建了一个纸飞机，没有任何社会学习的机会。
因此，第1代的条件是相同的，从第2代开始，情况就不同了。
在个体学习条件下
，相同的参与者在每代实验中完成纸飞机任务。在第2代，个体学习条件的参与者被给予1.5分钟的时间来研究他们之前建造的纸飞机及其相关的最大飞行距离，之后被移除，参与者被要求在5分钟内建造一架飞机，然后飞行三次，最大飞行距离被放在飞机旁边的另一张纸上。这个过程进行了8次，相当于其他条件下的第8代。
在1-模式条件下也遵循类似的过程
。然而，在这种情况下，每一个参与者在进行了一代测试后就离开了实验，取而代之的是代表下一代的新参与者。第2代参与者研究第一代参与者生产的纸飞机及其最大飞行距离（1.5分钟），第2代参与者随后构建自己的纸飞机（5分钟），飞行三次，并将飞机及其最大飞行距离提供给第3代参与者，以此类推，完成8代实验。
在2-模式条件下
，第2代参与者观看了两架飞机，每架飞机由不同的第1代参与者建造，以及它们的最大飞行距离。每架飞机分别观察1.5分钟（即总观看时间3分钟），然后移除，第2代被试构建自己的纸飞机（5分钟），飞行3次。他们的飞机和相关的最大飞行距离被传递给第3代参与者。
同样的程序也适用于
4-模式条件下
的参与者，但现在是4架飞机和它们的最大飞行距离。在这种情况下，参与者被要求分别观看每一架飞机1.5分钟（共6分钟），然后建造一架飞机（5分钟），飞行三次，飞机及其最大飞行距离被传递给第3代参与者。这一过程持续了8代。
研究内容
本文用一个大型实验（n = 543），研究技术（纸飞机及其飞行距离）的CCE，即
测试群体规模对技术的CCE的影响
。本文使用了Caldwell和Millen开发的范例，但是本文调整了过程。首先，本文测试更大的群体是否产生更大的人工制品变化（假设1），并能让参与者获得更具适应性的人工制品（假设2）——这是更大的群体增强CCE的关键因素，然后，通过CCE测试更大的群体是否增强了人工制品性能的改善（假设3），数据分析采用线性混合效应模型，最后，本文报告一个关于群体大小与成功偏倚复制success-biased copying之间关系的探索性测试。
首先，测试增加群体规模提高CCE的先决条件，即能接触到更大的工件变化和更具适应性的工件是否得到满足
。正如预测的那样，飞机性能的变化在4-模式条件下比2-模式条件下更高（图1A）。也正如预测的那样，当群体规模增加时飞机的最大飞行距离增加（图1B）。
图 1
（A）在2-和4-模式条件下（每个链），纸飞机飞行距离的变化（最大值-最小值）。
点表示每一代的总体平均值。
红色直线为线性模型拟合，淡红色阴影区域为自举95% 置信区间。
（B）在个体学习、1-、2-和4-模式条件下，第一代参与者的飞机最大飞行距离。
彩色条表示每个条件下的总体平均值，点表示每个链的平均值。
误差线是自举95% 置信区间。
结果显示，更大的群体增强CCE的先决条件得到满足：更大的群体使参与者获得更大的人工制品变化，
支持假设1
，以及更具适应性的人工制品（在第一代），
支持假设2
。
接下来，探索更大群体是否通过CCE增强工件性能？
如图2所示。
图 2
（A）在不同条件下，各实验代际之间纸飞机飞行距离的变化（每条链）。
（B）各实验代际（第8代-第1代）飞机飞行距离的变化。
结果显示，更大的群体使参与者能够获得更大的纸飞机性能变化和更具适应性的飞机（在第1代），但没有通过CCE增强工件性能，因此，
拒绝假设3
。
最后，探索为什么在较大群体中，工件性能没有通过CCE得到改善？
即进行一个探索性测试：群体规模和成功偏倚复制的关系，测试人类工作记忆的限制在多大程度上抵消了在较大群体中成功偏倚复制的机会。
根据成功偏倚复制预测
：一个变化被复制的程度与它的质量有关。然而，如果工作记忆被参与者在更大群体中接触到的更多变化所淹没，这将降低传输保真度，并削弱成功偏倚复制。利用飞机飞行距离（第N代）来预测飞机相似性（第N代和第N + 1代之间），验证这一假设。第N代和第N + 1代的飞机照片成对显示在计算机屏幕上，并由作者NDK按照李克特 10分制(从0分（非常不相似）到9分（几乎相同）对照片进行相似性评分，其中一个子集（678对照片，从每个条件中随机抽取样本），由第二名评判者对相似性进行评分。将飞机相似度评分划分为以条件和第N代飞机飞行距离为固定效应的线性混合效应模型。如图3所示。
图 3
（A）不同条件下纸飞机飞行距离（单位为米，第N代）与飞机相似度（第N代和第N + 1代）之间的关系（为每个参与者绘制）。
（B）不同条件下的飞机相似度评分。
结果表明，在所有情况下，参与者的复制行为都是战略性的。群体规模的增加降低了传输保真度，随着群体规模的增大，相邻代际间的飞机相似性降低。
这支持了本文的探索性假设，即随着群体规模的增加，工作记忆限制会削弱复制保真度
。
结果讨论
首先，群体越大，飞机性能的变化就越大且参与者有机会接触更具适应性的飞机，但这并没有提高CCE。此外，飞机复杂度（折叠数）随着群体大小的增加而增加。本文的结论是，
更大的群体并不能通过CCE增强人工制品的性能，且只有在特定的条件下，更大的群体才能增强CCE
。
其次，增加群体规模并没有通过CCE提高人工制品性能的发现与群体绩效和决策的研究一致。随着团队规模的增加，其成员所面临的协调问题也会增加，从而降低了团队的生产力。例如，在头脑风暴小组中，随着小组规模的增加，每个人产生的想法的平均数量会减少。因此，本文
建议谨慎对待个体学习条件和社会学习条件之间的直接比较。本文结果强调个体试错学习对工件创新和适应性的重要性
。
最后，本文的研究结果并不排除群体规模变大对CCE的重要性。而单凭较大的群体规模可能不足以通过CCE提高工件性能，即由于大型群体固有的工作记忆限制和协调问题，较大的群体可能会抑制CCE，
只有在特定的条件下（网络结构或连通），较大的种群规模才会增强CCE
。
研究总结
最近对塔斯马尼亚岛考古记录的回顾表明，其在与澳大利亚大陆隔绝后，文化复杂性有所下降。
在本实验中，更大的群体产生了更大的工件变化，并使参与者获得了更具适应性的工件，但这些并没有通过CCE导致工件性能提高。
事实上，群体规模与CCE呈反比关系；
个体试错学习对人工制品创新和适应性很重要；
假设工作记忆的限制可能降低了复制的保真度，削弱了更大群体中成功偏倚复制的能力，即在更大的群体中，访问更多的工件可能会使参与者的工作记忆不堪重负，从而降低他们选择性复制更成功工件的能力，这一假设得到了支持：
总体复制保真度随着群体大小的增加而降低。
在本实验的背景下，小群体通过CCE提高了工件性能，但大群体没有。
