工具制造与脑量增长
早期人类脑量的增加与不断使用工具有关。人类虽不是唯一使用工具的动物，但人类使用工具技能的高超却是其他动物远不能比拟的。使用工具现象的出现是有立体感的眼睛、大脑和四肢高度协调的结果，而当时人类的祖先还只是生活在森林中的一个物种。直立行走对使用工具也很有帮助，因为这样的话就可以腾出手臂和手去做其他更多的事情（虽然在林中悠荡变得更困难些）。结果，人类学会了用手完成更多的任务，甚至在行走的时候也能做到。相比之下，巨猿却做不到这一点：它们必须一动不动地坐着才能完成任务。因此，相对于其他大型动物，早期人类逐渐变得更加强大。[19]
虽然这时的早期人类还主要依赖采集谋生，狩猎的重要性却开始与日俱增。显然，人类因为变得更灵巧而在食物金字塔中的地位有所上升。人能够直立行走并使用工具，这一点特别重要，所以其他任何动物中间均未出现类似的进展。就我们所知，其他动物虽有一定的脑量，但没有一种学会直立行走并进化出灵巧的手臂和双手。
制造工具成为可能，是因为有立体感的双眼、大脑、双手和双腿彼此之间的协调性得到改进。这种协调使人能够完成此前从无可能的事情。学会了投掷和捕捉，人就可以跨越一段距离完成任务。眼、脑、四肢协调了，就可以划船、驾驶船只、骑动物或坐动物拉的车，以致后来又学会了掌控汽车、轮船、飞机和火箭等动力机械。凭借这种才能，人类还学会了以越来越精确的方式处理越来越小的物质，最近的例子如纳米技术、巨型粒子加速器等。
随着时间的推移，人类学会了有能力改变、塑造越来越多的物质，如从事农业生产、采矿和建筑。此外，改进了的眼、脑和肢体协调再加上不断增长的远见和集体知识使人类具备了多种形式的自我控制，这样就可以既达到预期，又同时避免不愉快的结果。对不愉快的行为——比如人一定要努力才能获取物质和能量——有所预期常会产生令人愉快的结果，认识到这一点对人本身是有好处的。这种来自行为者的审慎是构建各种外部复杂实体并加以利用的先决条件。
已知人类最古老的器皿是用燧石制成的尖状物，可追溯到大约250万年前，虽然我们还不能确定这是否是人类制造的最早工具。燧石工具经受住了时间的冲击，因为它非常坚固持久。但如果工具是木制的，就会因易腐而很难延续至今。另外，我们可能还无力辨认早期残留的工具，因为它们都非常原始，很难分辨是人工制品还是天然物品。
古代燧石工具常被解释为人类牙齿的延伸，能够帮助富有创造力的人类收获很难获得的物质和能量，包括把肉切碎及从骨中卸下骨髓。燧石的尖点可能还有助于保护人类的复杂性。早期人类制造工具水平的提高还得益于人手提供的新的可能性：对生拇指（opposable thumb）的出现使人的动作变得更灵活。总之，使用工具的出现预示着人类开始以更有效的方式获取物质和能量，也标志着人类创造新式复杂实体的一种努力。
学会了制造工具，非随机消除过程会刺激更大、更复杂的大脑的生成，要求眼、手、脑能够更好地彼此协调，还需要相应的语言能力和符号思维能力，只要这样做有利于生存和繁衍。[20]两性之间的选择也会偏好具备这种技巧的人，故而进一步刺激了更大、更灵活的大脑的生成，特别是这种人能够收获和提供更多物质和能量的时候。因此，在距今190万年前，也就是在最早的工具问世仅50年之后，一个新的人种就在东非大草原出现了，也就是直立人（Homo erectus）。直立人的大脑更大，也更复杂。
气候变化在人脑形成过程中也可能起了重要作用。大约250万年前，伴随米兰科维奇循环的加剧，气候波动致使寒冷和干燥的趋势进一步增强。这是冰川时期的开始，其部分原因可能是南美板块北向与中美洲在巴拿马地峡的交接，同时造成安第斯山脉的隆起。此外，还有其他一些地质变化也可能起了作用，例如澳大利亚向北移动，以及喜马拉雅山脉和阿尔卑斯山脉的进一步增高。所有这一切都会改变洋流以及风和雨的模式，从而导致严寒的进一步加剧，以致冰川时期的特征更加显著。
根据里克·波茨（Rick Potts）的说法，上述比较突然的气候变化有可能刺激了工具制造和早期人类脑量的增加。用他自己的话说：[21]
进化伴随环境的愈发不可预测以及栖居地的变化多端，人类进化步入了断断停停的模式。其实早在人类问世之前，栖居地的恶化和变迁乃大自然发挥作用的重要标志，可谓是一种重要的生态因素吧。直立行走且会制造工具的人类能够活下来，肯定是适应了栖居地环境断断续续的变化。
此间进化反应的核心原则是要具备灵活性，要能够适应，并使行为、生理及整个生活方式富于多样化。面对不稳定的栖息地，人类必须具备改造周边环境的能力，舍此别无他法。只不过，这种改造能力本身就是多重因素互动的产物，计有大自然自身的变化、人类祖先曾经历过的多种生存环境以及环境变化的速度。最后，我们这些幸存者会因此获得极强的改造生活环境的能力，甚至主动模拟创生人类的环境变化的过程。
早期人类应对上述气候变迁的方法就是改进工具制造，希望借此获得更充足的物质和能流。波茨说：[22]
我们这些人都对最古老的石头工具感到好奇，也都曾想到过这一点：凡能在体外部分加工其食物的原始人是所有两足动物中自由程度最高的，因为他们再不必受限于某种特定单一的环境之中。使用石头工具意味着工具制造者可以超越任何单一的栖息地或时间片段的状态代码，可以使用新的牙齿咀嚼的机会。……我相信石器工具制造此后一直是有用的策略，恰恰是因为它使原始人在旧有资源不再具备时转到使用不同的资源。在打磨石头的过程中，某些原始人发现了新的施展才艺的形式。本是一块厚重的石头，现在要做成锋利的薄片，这意味着各式各样的物品都可以打开、切割或打碎。食物供应发生了变化，原始人应对的办法是制造出能够加工任何食物的工具。……打磨石片让原始人具备了在各种条件下获取所需资源富于弹性的手段。
总之，生态环境加剧波动反倒刺激了早期人类借助工具不断改善条件以求更好地适应环境。任何成功的事例都会导致更有效的工具问世，人的大脑在非随机消除的过程中变得更加足智多谋。而脑量的增加又使得原始人的应对行为更加精细且形式多样，这样进化中的人类便可以获得更充足的物质和能量，而在拮据的年景也能创造出更复杂的实体，人对周围自然环境的掌控能力与日俱增。
虽然学界对人脑的复杂程度还不能充分解析，但脑量增长及其日趋复杂的生理学原理却可能非常简单。早有学者注意到下述事实：黑猩猩幼崽在脑的大小、形状及灵活适应方面与成年人很相似，但相比之下，成年黑猩猩的脑反倒较小，形状也有所不同，而且学习和适应能力还明显下降。1918年，荷兰解剖学家路易斯·博尔克（Louis Bolk，1866—1930）基于上述观察提出，可能有一个他称之为“幼态持续”（neoteny）的过程存在，这一过程奖掖成人保持童年的一些特征，比如大头，也就是说脑量较大。在适当的金凤花条件下，只要适应、学习能力——包括向下一代传授知识——和有效交流的收益高于培养子女不得不付出的能量和资源，上述幼态持续的过程就会启动。[23]
据信，人类就经历了这样一个幼态持续的过程，就是说年龄大了却依然保持青春年少时的特征。这一过程使得人类有更长的学习时间，从而刺激了新皮层的大幅增长，而拥有较大的新皮层是现代人的重要特征之一。但人类为此必须付出的代价是幼儿变得愈发脆弱且易受攻击。许多动物的新生儿，比如马和羚羊，在出生后不久很快就会行走并加入团队，但人类的婴儿至少在数月内无法走动。因此，人类必须在育儿方面投入相当大的精力，这是特别沉重但却重要的负担，尤其是子女们不在一个地方长期居住的情况下。
直到最近，女性的骨盆宽度依然明显制约着人类婴儿出生时脑袋的大小，也因此制约着幼态持续所能达到的程度。女性的骨盆宽度当然也经历了一个优选的过程，所以有可能也随进化有所增长。不过在今天，富裕国家至少有20%或更多的新生儿是经过剖腹产出生的，也就是说，对这些儿童而言，上述限制已被取消。假如金凤花条件发生了变化，那人们自然期待幼态持续会再次提速。
