从类人猿进化到现代人，人类的智力肯定是不断提高的。我们的祖先在大约500万年前和黑猩猩“分道扬镳”时，两者的智力应该是差不多的。因此，目前人类所拥有的智力就应该是在随后的几百万年中发展起来的。
一开始人类祖先的智力的发展看来是很缓慢的。最早的石器出现在大约250万年前的非洲，也就是人类和黑猩猩分开大约250万年之后。石器是人类祖先日常使用的固定工具，它的出现说明这时人类祖先的智力已经超过到现在还没有固定工具的黑猩猩。人类用火最早的遗迹（中国云南省元谋县）是在170万年前的元谋人时代。最早的陶器大约制作于18000年前（出土在中国湖南省）。在河南舞阳县贾湖出土的大约8000年前的类似文字的契刻符号，以及大约5000年前在西亚两河流域出现的楔形文字，都说明文字诞生于几千年前。而最早的铁器出现在约3500年前的赫梯帝国（现土耳其境内）。
也就是说，在人类的祖先和黑猩猩进化上分支以后的几百万年的时间内，技术上的发展（在某种程度上也是智力发展的标志）是非常缓慢的。人类社会比较快速的发展，基本上是在过去几千年之内。到了近代，科学技术的发展越来越快，近几十年更是人类发展与创新的爆炸时期。
脑子越大越聪明？
从表面上看，这似乎是不言自明的。大的脑容量可以容纳更多的神经元，自然智力也会比较高。但是如果我们把目光扩大一点，看看其他动物，就发现这个说法不完全成立。比如牛的大脑（约440克）比老鼠的大脑（约2克）重200倍以上，和黑猩猩差不多。但是牛不但远不如黑猩猩聪明，也不比老鼠更聪明。就是同为狗，体型巨大的狗有时还不如体型小的狗聪明。乌鸦的脑子只有10克重，却是最聪明的鸟类之一。它会把石子填到装了一部分水的瓶子里，使水位升高以便能喝到水。如果有不同大小的石子可供选择，它还会先用比较大的石子，好像知道这样做水面的上升会更快。它还会把坚果放在马路上，让汽车把果壳压开。
所以大的脑容量不一定等于高智力。体型较大的动物一般脑容量也比较大。但是这“多出来”的神经元并不一定是用来提高智力的，而是首先要满足对大的身体的控制和管理。比如牛，它需要感觉的皮肤面积和要控制的肌纤维数量都远多于老鼠。这就像一个国家或一个地区，面积和人口多了，管理机构及人员也会比较多。只有在基本管理任务以外“富裕”出来的神经元，才有可能被用来进行更高级的思维，也就是发展出更高的智力。
人类大脑皮质中神经元
数量世界第一
前面讨论了脑的容量与智力的关系。我们能不能换一个角度，看看脑中神经元的数目与智力的关系呢？不过人脑中不是所有的神经元都与思维有关。比如负责身体一些基本活动（如呼吸、心跳、排泄）的神经中心就主要在延髓中。植物人全无意识，但是这些基本生理活动照常进行。所以负责这些活动的神经元可以被认为是与智力无关而不加考虑。小脑占脑总体积的约10%，其神经元（主要为颗粒细胞）被认为是与运动的协调有关，也可以不加以考虑。
鲸类动物大脑皮质中神经元的数目和人相近，智力却远不如人。这说明足够数量的神经元是高智力的必要条件，却不一定是充分条件。在神经元数量相同的情况下，智力还和神经元之间的连接方式和信号传输的速度有关。
信号在神经元之间
传输的速度很重要
这就像计算机中央处理器中的晶体管。现代的CPU中已经可以容纳数以千万个，甚至上亿个晶体管，但是这些晶体管还需要导线将它们连接起来才会产生运算能力。
思维过程涉及大脑的不同区域，信号需要沿着神经元之间的通路（我们把这些通路统称为神经纤维）在不同区域的神经元之间进行传递和交换。信号在大脑的不同区域之间传播的途径越顺畅，速度越快，大脑处理信息的速度就越快，智力就有可能更高。
而小小的蜜蜂，脑重只有几毫克，但是蜜蜂脑中神经元之间的距离也很短，在毫米范围内，因而信息可以在神经元之间迅速传递。这使得蜜蜂在互相追逐时，可以在一眨眼的工夫飞出复杂的曲线，也就是可以在毫秒级的时间段里对飞行轨迹进行精确的控制。
因此，要提高大脑处理信息的速度，就要尽量缩短神经元之间的距离。从这个意义上讲，脑子越大越不利。
信号传递途径越短，
人的智商越高
人的大脑是比较大的，宽约14厘米，长约16.7厘米，高约9.3厘米。大脑皮质又是分为许多功能区的，思维过程需要信息在多个功能区之间交换。不同的人在功能区之间的距离上有所不同。为了研究信号在功能区之间传输距离的长短是否与人的智力有关，科学家用不同的方法测定了不同的人大脑中功能区之间的距离，再把这些数据与这些人的智力相比较，得出了类似的结果。
比如荷兰Utrecht大学医学院的Martijn van den Heuvel等用功能磁共振来测定处于休息状态时人脑不同功能区之间的距离。在时间上高度同步的神经活动区域被认为是彼此相关的。从磁共振图就可以得出这些功能区的距离。Heuvel等的实验结果表明，有最短信号传输路径的人，智商最高。
英国剑桥大学的神经图像专家Edward Bullmore用脑磁图来估算大脑中不同区域之间信号传输的速度，并且和测试对象的短期记忆力（在短期内同时记住几个数的能力）相比较，发现区域之间具有最直接联系，信号传输速度最快的人，具有最好的短期记忆力。这些研究结果都支持了上面的想法，即神经功能区之间的距离和信号在这些功能区之间传输的速度直接有关，也和智力的高低有关。
你也许要问，人大脑的大小和质量不是都差不多吗？为什么功能区之间的距离还会不同呢？这是因为不同的人大脑皮质的形状不同。人的大脑表面不是平滑的，而是布满了沟回，这使得大脑皮质的面积比光滑的大脑要大得多，也就可以容纳更多的神经元。
但是就像人的指纹一样，没有两个人的沟回形式是一样的。即使是同卵双胞胎，沟回的形式也只是相似，而彼此不同。由于大脑皮质是分为许多功能区的，不同的沟回形式意味着人与人之间功能区之间的距离不同，信号在这些功能区之间传输所需要的时间也不同。对于一个特定的人来说，如果两个功能区之间的距离比平均距离要短，与这两个功能区有关的智力就有可能比较高。但是另外两个功能区之间的距离也许又比平均距离要长，与这些功能区有关的智力也许就比较差。这或许可以部分解释为什么不同的人所具有的才能不同。有的富于数学才能，有的具有音乐天赋，但是在别的方面就比较差。
爱因斯坦的脑质量只有1230克，相当于1194毫升，明显低于人类1350毫升的平均值。但是他的大脑的顶叶部位有一些特殊的山脊状和凹槽状结构。较小的大脑和特殊的沟回结构，也许造成了爱因斯坦进行思维时所需的神经通路特别短和通畅，从而形成了他超人的智力。但是他在语言上似乎比常人差，到了3岁才会说话。
人类大脑“优化”
已接近终点了吗？
为了拥有尽可能多的大脑皮质神经元，同时又使这些神经元安排得尽可能地紧凑以缩短它们之间的距离，还要使神经元之间的通信尽可能地快捷，我们的大脑已经“采取”了多种方式来进行“优化”。这些“措施”是其他高等动物所共同采取的，但是人类将它们发展到极致。
第二，大脑的神经元多集中到表层（大脑皮质）的两三毫米的厚度中，这样可以使神经元之间的距离尽可能地短。数据分析表明，这种安排比起把神经元在大脑中平均分布再彼此联系更有效率。绝大多数的神经元之间的联系都是短途的，只有少数是长距离的联系。
第三，大脑皮质的构造也不同。大脑皮质分新皮质、古皮质和旧皮质。古皮质与旧皮质比较古老，与嗅觉有关。这些皮质的结构只有三层，叫作爬行动物的大脑皮质。而从哺乳动物开始，新皮质出现。动物的进化程度越高，新皮质占的比例越大。像人的大脑皮质中，约有96%是新皮质。新皮质中的神经元的排布依据神经元类型的不同分为六层，可以实现更高程度的皮质神经元的密集。计算机的CPU也借鉴了这个“设计”，在芯片中放上多达九层的晶体管。
第四，用不同的神经纤维完成不同的“任务”。神经元发出的，把信号传给其他细胞的纤维叫作轴突。有的轴突外面包有“绝缘层”（叫作髓鞘），叫作有鞘纤维，传输信号的速度比较快，但是占的体积也比较大。另一种没有“绝缘层”，叫作无鞘纤维，传输速度比较慢，但是占的体积比较小。大脑皮质神经元之间的短途连接就使用无鞘纤维，以减少占用的空间，使神经元之间可以更加靠近。而比较长途的联系就用有鞘纤维以获得更高的传输速度。由于髓鞘是白色的，这部分脑组织就叫作白质。神经元集中的地方因为轴突没有髓鞘，成灰色，叫作灰质。白质和灰质的分区，说明大脑已经在减少体积和保持信号传输速度上尽量兼顾二者。
由于这些进化，我们的大脑在拥有地球上动物中最多的大脑皮质神经元的同时，又在神经元的密集、连接路径以及信号传输速度上进行了“优化”，使我们拥有任何其他动物无法比拟的智力。问题是，大脑的这些“优化”过程已经接近终点了吗？我们的智力还能提高吗？
增加大脑皮质神经元的数量，加粗神经纤维或包以髓鞘以增加信号传输的速度，都会增加大脑的体积，使得信号传输的距离变大，而且更多的神经元和神经通路也需要更多的能量供应。缩小神经元的尺寸，减少神经纤维的直径可以使得神经细胞更加密集，缩短信号传输的距离，但是又会使噪声增加和降低神经纤维传输信号的速度。一些理论分析的结果表明，我们大脑的工作能力已经接近生理极限，要进一步改进的空间不是很大。
计算机处理器遇到的障碍可以用其他技术来克服，人们也可以设计全新的计算机，不再依靠晶体管。但是人的大脑是亿万年进化的产物，其“设计图”已经融入我们的DNA中，不可能“从头再来”和“重新设计”。也就是说，我们的思维无法摆脱对神经元的依赖，也无法克服物理和化学定律对神经元工作条件的限制。
当然，目前人类对于神经活动与智力的了解还很初步，也许大自然还有使大脑进一步进化的途径。比如在大脑皮质中神经元的总数不变的情况下，把更多的神经元转用于思考，而“牺牲”一些不太重要的功能，比如嗅觉。也许人的大脑已经在这样做了，因为人类现在的嗅觉能力已经大大低于许多其他动物。不过我们到底能“牺牲”多少其他神经系统的功能而又不严重影响我们的生活质量，仍就是一个难以回答的问题。