「智力有60%来自遗传」人们常这幺说,但有证据吗?

发布时间:2020-06-11 已收录 阅读:333次

「智力有60%来自遗传」人们常这幺说,但有证据吗?

我现在真的要走进一个政治地雷区了。身为神经生物学家,我实在不应该蹚这浑水,可是社会议题的讨论有时需要实事求是的科学介入,否则会完全流于民粹主义的论战。毕竟这事关一个棘手的问题:我们的智力到底有多少比例来自遗传。

这是一个非常危险的领域,人很容易就在当中粉身碎骨:有一派人认为,智力主要是由环境决定,教育对我们脑力的影响比基因大。另一派则主张,智力的差异主要来自遗传。聪明的父母通常也有聪明的孩子,不管教育条件如何。

讨论这个很敏感,因为它经常为了政治目的而遭到滥用。「智力有六○%来自遗传!」人们常这幺说,虽然他们并不知道这句话真正的意义。我这里指的是那些让社会变得无知的半调子知识份子,这种人愈来愈多了。或者相反,是环境,那些恶劣的「新媒体」让我们降低了智力,愈来愈笨。我们的智力受到来自四面八方的威胁。各界派出基因和环境轮番上场,想用过度渲染的说法来吸引大众的注意力(或者只是为了让自己的书卖得更好)。

因此在这里,我想实事求是地从科学角度澄清一下智力的遗传这档子事。尽可能不要激起论战,但是同样精彩刺激。

「智力」(Intelligenz)档子概念本身就有争议。要定义智力,绝对不如人们所想的那幺简单。因为「智力」出现在很多地方:情绪智力、社交智力,语言的、音乐的、空间的、数学的智力,甚至还有运动和文化的智力。多方便呀,如此一来,我们所有人(不只是小孩子)在某一方面都是非凡的──觉得自己哪里落后别人,只要动脑用力想,就能找到自己的其他「强项」。就连想精确定义一切的科学家,也觉得定义智力这个概念困难重重。一个流行的说法是:「智力就是智力测验所测量出的能力。」这是美国心理学家艾德温.波林(Edwin Boring)在一九二三年所提出。这个说法经常受到人们的误解,因为波林的意思并不是,你说智力是什幺,它就是什幺;他自己同时也提到,智力应该是「可测量的能力」,可藉由精确设计的测验测得。只不过,我们必须同意那个标準化的程序。

但一切当然没那幺容易,九○年代末期,五十二位顶尖的科学家只得到这样的共识:智力是一种「非常一般性的能力」,其中包括判断、计画、解决问题、抽象思考、了解複杂思想、快速学习,以及从经验中学习的能力。啊!大概没有比这更不明确的定义了!

总之,智力显然包含了思考过程的许多面向,而透过严谨的测验程序我们可以研究这些面向。因此,我们可以靠智力测验来测量某些认知能力,例如:推理、空间思维、记忆、工作速度以及语言能力。

但是这也意谓着,很多一般人口中的智力(例如情绪智力、社交智力、身体智力、心灵智力等)虽然可以拿来写成畅销书,但在科学上却站不住脚也无法验证。想从神经生物学的角度来分析智力,一般会侷限在认知特性上,例如模式识别、空间想像能力,或是记忆力。就某种程度来说,智力是衡量解决问题能力的指标。

想像一下,你正在做智力测验,得回答一个文字问题,例如:从四个名字(尤尔根.德鲁斯、米基.克劳斯、米夏尔.温德乐[1]、路德维希・范・贝多芬)里头,找出一个不属于该群组的名字。为什幺这题你表现得比一般人好?因为你喜欢这类具体的问题?因为基本上,你答文字问题比解数学题厉害?因为你整体而言比较聪明?或者,类似的题目你已经做过很多遍、有练过?科学会说,解题能力是上述全部的综合。

研究过「脑是由模组组成」迷思(本书中的迷思三)的人都知道,脑部确实有特定的中枢来专门处理具体的任务(例如语言中枢)。从迷思九我们已经知道,脑力训练对加强脑子的一般性能力没什幺帮助,但是绝对可以用来训练某些具体技能。所以练习和经验的确可以在智力测验中产生影响,但是我们也不能高估其影响力。

关键在于脑部神经网络的运作方式(因为很重要,所以我在每一章几乎都会强调一次),所以想当然尔,人们在智力测验中也发现了一些令人兴奋的事实。你也许会以为,回答前述这类名字题目时表现杰出的人,在 3D 立方体旋转的题目未必会表现得很好。但事实上,测验发现,聪明的人在不同的领域都有同样好的表现(例如空间、语言、数学)。各领域的表现的确彼此相关。由此可见,在某种意义上,智力代表的是脑子能够完成各种任务的能力。这些不同领域之间的相关性(例如数学和语言之间)是藉由所谓的「一般智力因素」测得。目前科学界认可「一般智力因素」是衡量「一般智力」的标準,因为只要测验的领域够广(不是网路上不知道哪来的快速测验),一般智力因素得到的结果有很高的再现性。

由此可知,智力是由很多面向共同构成的,通常测验会先分开研究各面向,之后再把个别的测验结果放在一起看,构成此人的完整 IQ。而这里会变得特别棘手,因为很容易造成人们的误解。

问个很简单的问题:如果现在要你做一个智力测验,成绩会如何?我认为,我的读者会高于平均值(够谄媚吧!),所以你们的IQ大概落在一三○左右。如果同样的测验你一、二十年前就已经做过了,那现在的结果又会是如何?

做智力测验时,就算你现在所有问题都回答得跟当时一模一样,今天得到的 IQ 分数还是可能跟当时不同。因为你的 IQ 不只取决于你个人的测验结果,其他参与同一个测验的人得到的分数也很重要。

换句话说,智力不是人们可以在自然界中找到、并立刻确定的绝对数值。如果我站在一棵树的旁边,我可以拿捲尺去量树干的周长,然后说:「这棵树的周长是一三○公分。」如果我站在你旁边,让你做一个智力测验,我没有办法立刻说,你的智商是一三○。我还必须知道其他人的测验结果,因为智商是一个相对的数值。

要断定你智力的高低,必须要有足够数量的受试者接受测验(也就是,必须具备统计上的合理性),而且受试的条件必须相同。现在,不管个别受试者的绝对测验成绩为何,我们要将所有人的测验结果平均,然后标準化成一○○。如果得出你的 IQ 是一三○,那并不代表你绝对聪明,你只是比其他九七.五%做了同样测验的人聪明。

这就像足球。人外有人,天外有天。没有任何队伍是绝对的最厉害,而是永远只能比眼前的对手好。就算拜仁慕尼黑队接下来五十年都拿德国足球冠军赛的冠军,也不代表它是一支绝对完美的足球队,它只是比联盟的其他球队厉害。再说,也有可能是别的球队踢得实在太烂,所以要赢也不难。山中无老虎,猴子就可以称大王了。

重要的是那个可以用来比较测验结果的总体(Grundgesamtheit)。例如对德国人来说,比较的对象就是德国的总人口。有意思的是,这个比较总体的智力水平会改变。自一九三○年代以来,西方国家总人口的智力水平每十年上升三至六分。这意谓着,你今天的智力测验拿一三○,在一九六○年(答对一样多题数的你)智商大约就是一五○。

这种现象我们称之为「弗林效应」(Flynn-Effekt),这词是根据美国智力研究者詹姆士.弗林(James Flynn)来命名的。造成此效应的原因仍不清楚,究竟是因为营养/健康改善、教育程度提高、父母的教育程度提高,或互动式媒体出现,科学界对此意见不一,不过近几年来,这个效应有减弱的趋势。

如果根据弗林效应,大众的智力水平在短短几年内明显(快速)升高,那幺应该如何用基因来解释呢?毕竟,在人类演化过程中,要让遗传特徵永久改变,并且在一个总体中明显形成,就算不需要几百万年,也需要几千年的时间。

遗传物质对智力的影响究竟有多大?细胞中遗传讯息的载体 DNA,毕竟只能为七五○ MB 的数据编码,几乎不足以用来解释脑部结构中多得不可思议的可能性。

为了弄清楚遗传对智力的影响有多大,科学家特别进行了双胞胎的研究。他们根据的是一个很简单的原则:如果两个同卵双胞胎(基因完全相同)在完全不同的环境下长大,所有的共同点(例如,和智力有关的部分)必然是基因决定的。差异则完全是由于环境不同所导致。结果真的发现:在成人身上,智力的遗传占比大约是七○%。相当惊人,有人可能会认为,基因的确是最重要的。

等等!等等!不要太早下结论,我要先解释一下「遗传性」这个概念在智力上的意义。「我的智力七○%由基因决定」,当然不代表当你 IQ 一○○时,七十分来自遗传,三十分来自环境。这绝对是无稽之谈。

「遗传性」更确切地说是,两个人之间差异明显形成时,遗传物质涉及的程度。基因对人类智力的影响程度有多大,在科学上根本无法确定。毕竟依照定义,智力也不是绝对,而是相对的。

这非常複杂,所以我用一个思考实验来说明:想像一下,现在有两个不同的人(不是双胞胎,不是兄弟姐妹)在完全相同的条件下长大。这在现实中虽然不可能发生,但我们可以藉此釐清一件事:后来在这两人身上测得的智力差异,必然都是基因决定的,因为环境条件(家庭、朋友、所有的感官刺激)都依据先前所定义的那样,维持完全相同。如果甲的智力测验结果比乙多十分,那幺这个差异百分之百可以归咎给基因──也就是说,在此情况下,智力的遗传性是百分之百。可是在智力形成过程中,基因的绝对比重有多高,我们并不确定,因为环境条件的影响仍旧存在。因此,我们不知道一个人的智商到底如何形成,而且也无法以科学方法研究。

总而言之,忘记「智力七○%由基因决定」这类的说法,正确说法应该是:「来自同一个测验统计人口中的两个人,其智力差异有七○%由基因控制!」可惜这听起来没卖点,你不会把它印在书封上,因为不是很容易懂。从科学的角度来看,智力无疑是高度遗传的。然而,「遗传」在这里不表示「命中注定」,而是解释了人与人之间的差异某种程度从何而来。是的,基因对智力有影响,但就算是基因,也并非我们所背负无法改变的命运。

基因就像是建造说明书,它的诸多功能之一是,细胞可以利用它来产生蛋白质构成分子。就像食谱书上有食谱,遗传基因就位在每个细胞核的DNA上。细胞几乎可以藉由基因建造出它所需的一切:固定突触所需的结构分子、製造神经传导物质时需要的酵素、释放神经传导物质时需要的辅助蛋白质。你可能认为,在细胞里(还有在脑中)可能发生的一切都由基因决定。但是这种想法错了!

我的厨房里有一个放满食谱的书架,种类包含麵食、沙拉、汤类,甚至还有我为学生写的食谱。常用的那些摆在前面,因为这样对我来说比较顺手。有些我很少看,就放在后面角落。要煮什幺不是由我一个人决定,如果妹妹来找我,我们通常会吃麵,所以麵食的食谱就放在很前面。

基因的情况也很类似:其重要性取决于细胞是否容易取得它、读取其中的讯息。所谓「容易取得」是指,DNA(总共两公尺长)不要纠缠得太紧,基因最好保持敞开、方便细胞的读取机制辨认。就像在我的厨房里,环境(也就是我妹)决定我们要做什幺菜,环境因素也会影响基因的活动。

除此之外,煮出来的义大利麵成品(或人类的智力)并非单纯由食谱(基因)来决定,食材也很重要。义大利麵和德国的蛋麵不一样,所以做出来的味道也会不一样。就智力来说,我们还不知道需要的材料究竟有哪些──更不要说,要用多长的时间和怎幺样去「烹调」才行。遗传物质也许可以指导细胞製造出特定的蛋白质,但是,寻找智力基因,或者至少一组对智力形成很重要的基因,是没有意义的。和基因,以及藉由该基因形成的蛋白质同等重要的是,何时何地、以及这些蛋白质如何共同发挥作用。

这个研究基因和环境如何交互作用的崭新研究领域,我们称之为「表观遗传学」(Epigenetik),它阐明了为什幺严格区分环境和遗传特徵是没有意义的。关于智力的形成,环境和基因会互相影响。神经细胞可以对外在的刺激产生反应,而有些基因特别清楚,当然容易读取。相反的,基因也可以藏在 DNA 分子的深处。

所以请你告别「基因加环境等于智力」这个简单的公式。基因和环境是动态的交互作用。

综合以上所言,公众对遗传和智力的激烈争论其实没有太大意义。因为智力发展无疑深受基因影响,但是这并不代表,我们已经了解一颗聪明的脑子是怎幺发展出来的,还有影响发展的重要因素是什幺。终究两造说法都不正确,无论基因或环境,个别都不是智力发展的关键。把两个因素分开来看没有意义,因为两者会彼此影响。环境可以操纵基因的活动,同样的,基因也可以影响环境。

在科学上,智力确实可以测量,但得到的不是绝对的数值,必须和其他受试者的测验结果做比较才有意义。那是统计决定的数值,所以理解起来有点费事。我很高兴你现在把这章也看完了,这样至少证明了你够聪明,能够不再被这幺一个複杂的智力迷思困住。有这样的读者,我感到很自豪。

注释

[1]尤尔根.德鲁斯(Jürgen Drews)、米基.克劳斯(Mickie Krause)、米夏尔.温德乐(Michael Wendler)都是德国人耳熟能详的流行歌手。