Dealing with measures: Archaeology, cognitive neuroscience and the evolutionary origin of numerical thinking

The emergence of the cognitive use of numbers and numerical systems is still poorly explored in prehistoric archeology and cognitive science. A few studies have investigated the topic based on alternative hypotheses, namely that a symbolic numerical thought emerged in a relatively recent past and is mostly culturally based or, on the contrary, that it is a biologically grounded trait as shown by a long evolutionary history that humans share in part with other animals. We hypothesize that evolutionary biological mechanisms and cultural learning are interacting with each other within the hominin clade, building the cognitive bases of our numerical thinking through a complex process that has required a long time to develop. We analyze exemplary findings from a not-abundant but still significant archaeological record that conveys numerical information, and that can be attributed not only to Homosapiens but also to earlier hominin species, Homo erectus and Homo neanderthalensis . We aim to show that transitioning from “quantical” numerosity (also defined as “the number sense”: a perception of quantities we share with other non-human species) to cognitive numerical thinking requires an interplay of neural and molecular structures as biological prerequisites interacting with the cultural transmission. Our interpretation of the archaeological record and a biological-cultural process observed from Homo erectus to Homosapiens supports the hypothesis that the ability to use numerical concepts is part of a broader symbolic abstract cognition. In this context, the cognitive idea of number surpasses the mere “interpretation” of the meaning of the archaeological object. Archaeological artifacts possess structural, unintended properties that can acquire significance in contexts other than their original purpose (McLaughlin, 2014). L’émergence de l’utilisation cognitive des nombres et des systèmes numériques est encore peu explorée en archéologie préhistorique et en sciences cognitives. Quelques études ont abordé le sujet en se basant sur des hypothèses alternatives, à savoir qu’une pensée numérique symbolique serait apparue dans un passé relativement récent et serait principalement d'origine culturelle ou, au contraire, qu’il s'agirait d’un trait biologique ancré dans une longue histoire évolutive que les humains partagent en partie avec d’autres animaux. Nous émettons l’hypothèse que les mécanismes biologiques évolutifs et l’apprentissage culturel interagissent au sein du clade des hominidés, construisant les bases cognitives de notre pensée numérique à travers un processus complexe qui a nécessité beaucoup de temps pour se développer. Nous analysons des résultats exemplaires issus d’un corpus archéologique peu abondant mais néanmoins significatif qui transmet des informations numériques et qui peut être attribué non seulement à Homo sapiens mais aussi à des espèces d’hominidés antérieures, Homo erectus et Homo neanderthalensis . Nous souhaitons montrer que la transition entre la numérosité « quantique » (également définie comme « le sens du nombre » : une perception des quantités que nous partageons avec d’autres espèces non humaines) et la pensée numérique cognitive nécessite une interaction entre les structures neuronales et moléculaires en tant que conditions biologiques interagissant avec la transmission culturelle. Notre interprétation des archives archéologiques et du processus biologique et culturel observé entre Homo erectus et Homo sapiens soutient l’hypothèse selon laquelle la capacité à utiliser des concepts numériques fait partie d’une cognition symbolique abstraite plus large, dans laquelle l’idée cognitive du nombre transcende la simple « interprétation » de la signification de l’objet archéologique. Les artefacts archéologiques possèdent des propriétés structurelles non intentionnelles qui peuvent acquérir une signification dans des contextes autres que leur objectif initial (McLaughlin, 2014).