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數字越高不代表你越聰明! 三個對智力測驗常見的誤解

2018-09-12 13:56聯合新聞網 文章提供/大雁文化

我現在真的要走進一個政治地雷區了。身為神經生物學家,我實在不應該蹚這渾水,可是社會議題的討論有時需要實事求是的科學介入,否則會完全流於民粹主義的論戰。畢竟這事關一個棘手的問題:我們的智力到底有多少比例來自遺傳。

這是一個非常危險的領域,人很容易就在當中粉身碎骨:有一派人認為,智力主要是由環境決定,教育對我們腦力的影響比基因大。另一派則主張,智力的差異主要來自遺傳。聰明的父母通常也有聰明的孩子,不管教育條件如何。

討論這個很敏感,因為它經常為了政治目的而遭到濫用。「智力有六○%是遺傳的!」人們常這麼說,雖然他們並不知道這句話真正的意義。我這裡指的是那些讓社會變得無知的半調子知識份子,這種人愈來愈多了。或者相反,是環境,那些惡劣的「新媒體」讓我們降低了智力,愈來愈笨。我們的智力受到來自四面八方的威脅。各界派出基因和環境輪番上場,想用過度渲染的說法來吸引大眾的注意力(或者只是為了讓自己的書賣得更好)。

因此在這裡,我想實事求是地從科學角度澄清一下智力的遺傳這檔子事。盡可能不要激起論戰,但是同樣精彩刺激。

一個含糊不清的概念

「智力」(intelligence)的概念本身就有爭議。要定義智力,絕對不如人們所想的那麼簡單。因為「智力」出現在很多地方:情緒智力、社交智力,語言的、音樂的、空間的、數學的智力,甚至還有運動和文化的智力。多方便呀,如此一來,我們所有人(不只是小孩子)在某一方面都是非凡的──覺得自己哪裡落後別人,只要動腦用力想,就能找到自己的其他「強項」。就連想精確定義一切的科學家,也覺得定義智力這個概念困難重重。一個流行的說法是:「智力就是智力測驗所測量出的能力。」這是美國心理學家艾德溫.波林(Edwin Boring)在一九二三年提出的。這個說法經常受到人們的誤解,因為波林的意思並不是,你說智力是什麼,它就是什麼;他自己同時也提到,智力應該是「可測量的能力」,可藉由精確設計的測驗測得。只不過,我們必須同意那個標準化的程序。

但一切當然沒那麼容易,九○年代末期,五十二位頂尖的科學家只得到這樣的共識:智力是一種「非常一般性的能力」,其中包括判斷、計畫、解決問題、抽象思考、了解複雜思想、快速學習,以及從經驗中學習的能力109。啊!大概沒有比這更不明確的定義了!

總之,智力顯然包含了思考過程的許多面向,而透過嚴謹的測驗程序我們可以研究這些面向。因此,我們可以靠智力測驗來測量某些認知能力,例如:推理、空間思維、記憶、工作速度以及語言能力。

但是這也意謂著,很多一般人口中的智力(例如情緒智力、社交智力、身體智力、心靈智力等)雖然可以拿來寫成暢銷書,但在科學上卻是站不住腳也無法驗證的。想從神經生物學的角度來分析智力,一般會侷限在認知特性上,例如模式識別、空間想像能力,或是記憶力。就某種程度來說,智力是衡量解決問題能力的指標。

尋找一般智力因素(g-factor)

想像一下,你正在做智力測驗,得回答一個文字問題,例如:從四個名字(尤爾根.德魯斯、米基.克勞斯、米夏爾.溫德樂⑯、路德維希・范・貝多芬)裡頭,找出一個不屬於該群組的名字。為什麼這題你表現得比一般人好?因為你喜歡這類具體的問題?因為基本上,你答文字問題比解數學題厲害?因為你整體而言比較聰明?或者,類似的題目你已經做過很多遍、有練過?科學會說,解題能力是上述全部的綜合。

研究過「腦是由模組組成」迷思(本書中的迷思三)的人都知道,腦部確實有特定的中樞來專門處理具體的任務(例如語言中樞)。從迷思九我們已經知道,腦力訓練對加強腦子的一般性能力沒什麼幫助,但是絕對可以用來訓練某些具體技能。所以練習和經驗的確可以在智力測驗中產生影響,但是我們也不能高估其影響力。

關鍵在於腦部神經網絡的運作方式(因為很重要,所以我在每一章幾乎都會強調一次),所以想當然爾,人們在智力測驗中也發現了一些令人興奮的事實。你也許會以為,回答前述這類名字題目時表現傑出的人,在3D立方體旋轉的題目未必會表現得很好。但事實上,測驗發現,聰明的人在不同的領域都有同樣好的表現(例如空間、語言、數學……)。各領域的表現的確彼此相關。由此可見,在某種意義上,智力代表的是腦子能夠完成各種任務的能力。這些不同領域之間的相關性(例如數學和語言之間)是藉由所謂的「一般智力因素」測得。目前科學界認可「一般智力因素」是衡量「一般智力」的標準,因為只要測驗的領域夠廣(不是網路上不知道哪來的快速測驗),一般智力因素得到的結果有很高的再現性。

由此可知,智力是由很多面向共同構成的,通常測驗會先分開研究各面向,之後再把個別的測驗結果放在一起看,構成此人的完整IQ。而這裡會變得特別棘手,因為很容易造成人們的誤解。

因為其他人我們才變聰明

問個很簡單的問題:如果現在要你做一個智力測驗,成績會如何?我認為,我的讀者會高於平均值(夠諂媚吧!),所以你們的IQ大概落在一三○左右。如果同樣的測驗你一、二十年前就已經做過了,那現在的結果又會是如何?

做智力測驗時,就算你現在所有問題都回答得跟當時一模一樣,今天得到的IQ分數還是可能跟當時不同。因為你的IQ不只取決於你個人的測驗結果,其他參與同一個測驗的人得到的分數也很重要。

換句話說,智力不是人們可以在自然界中找到、並立刻確定的絕對數值。如果我站在一棵樹的旁邊,我可以拿捲尺去量樹幹的周長,然後說:「這棵樹的周長是一三○公分。」如果我站在你旁邊,讓你做一個智力測驗,我沒有辦法立刻說,你的智商是一三○。我還必須知道其他人的測驗結果,因為智商是一個相對的數值。

要斷定你智力的高低,必須要有足夠數量的受試者接受測驗(也就是,必須具備統計上的合理性),而且受試的條件必須相同。現在不管個別受試者的絕對測驗成績為何,我們要將所有人的測驗結果平均,然後標準化成一○○。如果得出你的IQ是一三○,那並不代表你絕對聰明,你只是比其他九七.五%做了同樣測驗的人聰明。

這就像足球。人外有人,天外有天。沒有任何隊伍是絕對的最厲害,而是永遠只能比眼前的對手好。就算拜仁慕尼黑隊接下來五十年都拿德國足球冠軍賽的冠軍,也不代表它是一支絕對完美的足球隊,它只是比聯盟的其他隊厲害。再說,也有可能是別的球隊踢得實在太爛,所以要贏也不難。山中無老虎,猴子就可以稱大王了。

重要的是那個可以用來比較測驗結果的總體(statistical population)。例如對德國人來說,比較的對象就是德國的總人口。有意思的是,這個比較總體的智力水平會改變。自一九三○年代以來,西方國家總人口的智力水平每十年上升三至六分。這意謂著,你今天的智力測驗拿一三○,在一九六○年(答對一樣多題數的你)智商大約就是一五○。

這種現象我們稱之為「弗林效應」(Flynn effect),這詞是根據美國智力研究者詹姆士.弗林(James Flynn)來命名的。造成此效應的原因仍不清楚,究竟是因為營養/健康改善、教育程度提高、父母的教育程度提高,或互動式媒體出現,科學界對此意見不一,不過近幾年來,這個效應有減弱的趨勢。

雙胞胎的智力

如果根據弗林效應,大眾的智力水平在短短幾年內明顯(快速)升高,那麼應該如何用基因來解釋呢?畢竟,在人類演化過程中,要讓遺傳特徵永久改變,並且在一個總體中明顯形成,就算不需要幾百萬年,也需要幾千年的時間。

遺傳物質對智力的影響究竟有多大?細胞中遺傳訊息的載體DNA,畢竟只能為七五○MB的數據編碼,幾乎不足以用來解釋腦部結構中多得不可思議的可能性。

為了弄清楚遺傳對智力的影響有多大,科學家特別進行了雙胞胎的研究。他們根據的是一個很簡單的原則:如果兩個同卵雙胞胎(基因完全相同)在完全不同的環境下長大,所有的共同點(例如,和智力有關的部分)必然是基因決定的。差異則完全是由於環境不同所導致。結果真的發現:在成人身上,智力的遺傳占比大約是七○%。相當驚人,有人可能會認為,基因的確是最重要的。

真正的遺傳性是什麼

等等!等等!不要太早下結論,我要先解釋一下「遺傳性」這個概念在智力上的意義。「我的智力七○%由基因決定」,當然不代表當你IQ一○○時,七十分來自遺傳,三十分來自環境。這絕對是無稽之談。

「遺傳性」更確切地說是,兩個人之間差異明顯形成時,遺傳物質涉及的程度。基因對人類智力的影響程度有多大,在科學上根本無法確定。畢竟依照定義,智力也不是絕對,而是相對的。

這非常複雜,所以我用一個思考實驗來說明:想像一下,現在有兩個不同的人(不是雙胞胎,不是兄弟姐妹)在完全相同的條件下長大。這在現實中雖然不可能發生,但我們可以藉此釐清一件事:後來在這兩人身上測得的智力差異,必然都是基因決定的,因為環境條件(家庭、朋友、所有的感官刺激)都依據先前所定義的那樣,維持完全相同。如果甲的智力測驗結果比乙多十分,那麼這個差異百分之百可以歸咎給基因──也就是說,在此情況下,智力的遺傳性是百分之百。可是在智力形成過程中,基因的絕對比重有多高,我們並不確定,因為環境條件的影響仍舊存在。因此,我們不知道一個人的智商到底是如何形成的,而且也無法以科學方法研究。

總而言之,忘記「智力七○%由基因決定」這類的說法,正確說法應該是:「來自同一個測驗統計人口中的兩個人,其智力差異有七○%由基因控制!」可惜這聽起來沒賣點,你不會把它印在書封上,因為不是很容易懂。從科學的角度來看,智力無疑是高度遺傳的。然而,「遺傳」在這裡不表示「命中注定」,而是解釋了人與人之間的差異某種程度從何而來。是的,基因對智力有影響,但就算是基因,也並非我們所背負無法改變的命運。

遺傳物質就像是食譜

基因就像是建造說明書,它的諸多功能之一是,細胞可以利用它來產生蛋白質構成分子。就像食譜書上有食譜,遺傳基因就位在每個細胞核的DNA上。細胞幾乎可以藉由基因建造出它所需的一切:固定突觸所需的結構分子、製造神經傳導物質時需要的酵素、釋放神經傳導物質時需要的輔助蛋白質。你可能認為,在細胞裡(還有在腦中)可能發生的一切都由基因決定。但是這種想法錯了!

我的廚房裡有一個放滿食譜的書架,種類包含麵食、沙拉、湯類,甚至還有我為學生寫的食譜。常用的那些擺在前面,因為這樣對我來說比較順手。有些我很少看,就放在後面角落。要煮什麼不是由我一個人決定,如果妹妹來找我,我們通常會吃麵,所以麵食的食譜就放在很前面。

基因的情況也很類似:其重要性取決於細胞是否容易取得它、讀取其中的訊息。所謂「容易取得」是指,DNA(總共兩公尺長)不要糾纏得太緊,基因最好保持敞開、方便細胞的讀取機制辨認。就像在我的廚房裡,環境(也就是我妹)決定我們要做什麼菜,環境因素也會影響基因的活動。

除此之外,煮出來的義大利麵成品(或人類的智力)並非單純由食譜(基因)來決定,食材也很重要。義大利麵和德國的蛋麵不一樣,所以做出來的味道也會不一樣。就智力來說,我們還不知道需要的材料究竟有哪些──更不要說,要用多長的時間和怎麼樣去「烹調」才行。遺傳物質也許可以指導細胞製造出特定的蛋白質,但是,尋找智力基因,或者至少一組對智力形成很重要的基因,是沒有意義的。和基因,以及藉由該基因形成的蛋白質同等重要的是,何時何地、以及這些蛋白質如何共同發揮作用。

這個研究基因和環境如何交互作用的嶄新研究領域,我們稱之為「表觀遺傳學」(epigenetics),它闡明了為什麼嚴格區分環境和遺傳特徵是沒有意義的。關於智力的形成,環境和基因會互相影響。神經細胞可以對外在的刺激產生反應,而有些基因特別清楚,當然容易讀取。相反的,基因也可以藏在DNA分子的深處。

所以請你告別「基因加環境等於智力」這個簡單的公式。基因和環境是動態的交互作用。

一個假議題

綜合以上所言,公眾對遺傳和智力的激烈爭論其實沒有太大意義。因為智力發展無疑深受基因影響,但是這並不代表,我們已經了解一顆聰明的腦子是怎麼發展出來的,還有影響發展的重要因素是什麼。終究兩造說法都不正確,無論基因或環境,個別都不是智力發展的關鍵。把兩個因素分開來看沒有意義,因為兩者會彼此影響。環境可以操縱基因的活動,同樣的,基因也可以影響環境。

在科學上,智力確實可以測量,但得到的不是絕對的數值,必須和其他受試者的測驗結果做比較才有意義。那是統計決定的數值,所以理解起來有點費事。我很高興你現在把這章也看完了,這樣至少證明了你夠聰明,能夠不再被這麼一個複雜的智力迷思困住。有這樣的讀者,我感到很自豪。

【本文節錄自《打破大腦偽科學:右腦不會比左腦更有創意,男生的方向感也不會比女生好》;大雁文化出版;未經同意禁止轉載。】

圖片來源/大雁文化提供
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