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基因,種族和智力:你天生比別人聰明嗎?

(2019-03-30 07:53:31) 下一個
這是“化論如何解釋種族智力差別?”的下篇,上篇小姚的故事,是本文的楔子:
 
小姚在石家莊混不下去,跑到英國,結果把英國全國都打敗了,成了高考(數學)狀元,自然而然進了劍橋。不禁要問:是不是英國人比中國人笨?【錯過了,別忘了過過目
 
真的,難道中國人真的聰明過人嗎?
 
 
一個人的某個特征(phynotype,trait)與其基因有關,如身高、膚色,某些特征還有遺傳性,這都是常識。不過目前的認識並不能明確指出那些具體的基因(單個或一組)是控製某個特征的,也就是還沒有找到一個確定一一對應關係。智力作為一種特征跟基因有關,每個人的智力都不一樣,也不是什麽天大的消息,據維基總結,智力超過是三分之二是遺傳所致(The heritability of IQ for adults is between 57% and 73% with some more-recent estimates as high as 80% and 86%),這也沒有爭議。
 
智力不是100%靠遺傳很關鍵,但也是非常明顯:如果100%,那聰明的生聰明的,笨的生笨的,世世代代都一樣,不僅古怪,與事實不合,也與進化論原則相違背。原因除了失傳,還可能是基因突變,都屬於無法控製的情形。【這無法控製也不是絕對的,如生活環境就有巨大的影響,溫飽沒保證,基因失傳機會大增,病態可能性也大增。】
 
不過一個特征並不是死死地按基因指示長在身體上,而是因環境有所選擇地產生出來,叫做展現(express),是生物特征的基本機製,是“脫氧核糖核酸(DNA)是材料,核糖核酸(RNA)是程序"的說法。有選擇地產生含有兩重意思:一是身體已經擁有這種特征,隻是有選擇性地決定是否表現出來,二是控製表現的程序有一定靈活性,依據環境能自動挑選最佳的特征。
 
後一個現象最佳的例子是病毒和免疫體之間的鬥爭。病毒和免疫體是否能找到受害者或敵人,依賴於其含有的蛋白質外表的幾何結構,一個主體如果和客體正好對應,它們就能產生接觸,主體遂以注入基因信息或毒液。這種微觀能否對應的物理現象給人的感覺是機體有主動選擇的能力。
 
還有一個常用的例子是英國工業革命之際一種蛾變色的過程。英國的黑白相間的斑蛾(black peppered moth)【3】在當時英國瘋狂挖煤黑天蓋地環境下完全暴露出來,進化要過一段時間,可是這斑蛾不到一年就全變了色,最新的研究稱之為“基因跳”,這是基因兼有材料和指令雙重功能的例子。
 
 
換了色的斑蛾到現在也不改了
 
表觀遺傳學(epigenetics)
 
通常一個特征是不可能隻由幾個基因決定的,決定的往往是一大堆基因,一個基因組,甚至包括外在細胞組織(直接環境)。這就形成了特性由稍為不同的機製、組織產生的可能性,組織的結構也可以超出純基因外的因素,這是表觀遺傳學的結論,見【4,5】。科普作家Carl Zimmer在《英國衛報》【6】采訪做了些介紹:
Each trait is typically influenced by hundreds or thousands of different genes (的確,沒有一個簡單的解釋)
the environment in which those genes are acting makes all the difference to how we turn out
the (intelligence) tests do measure a factor that is stable across people’s lifetimes and that is partly heritable
 
“the concept of epigenetics: how genes are switched on and off in different cells at different points of our development and life”,
The possibility of epigenetic inheritance is intoxicating because it raises the possibility that experiences can produce biological changes that are then passed down to future generations. It has completely taken popular culture by storm. We now have epigenetic skincare, epigenetic yoga… I’ve seen a book by a psychotherapist claiming that you can heal your psyche by treating the traumas of your grandparents that have been passed down to you
 
有一項最新的研究發現表現遺傳在智力上影響【7,8】:
 
“intelligence malleability” is the modification of gene expression via epigenetic mechanisms like DNA methylation, owing to environmental factors such as changes in the educational system
 
表觀遺傳學所揭示的,是影響智力的遠遠超出基因這麽一個固定的框架,客觀環境以致主管行為都可能對與智力有關的基因的表達程度有影響,從而改變一個人的智力。
 
什麽是中國人獨特的環境呢?
 
中國文化的獨特性
 
這裏說的獨特性並不暗示或意味優越性,獨特,因為其他民族沒有明顯對應的曆史。提兩個現象。
 
文字、數字
 
咋看起來十進製幾乎是(幾乎所有)古代文明都掌握了的,其實不然。中文的數字一二三四五六七八九十,十百千萬,標準十進製,其它,舉個例子,英文:ten,eleven,twelve,thirty,從十三才是真的“十加三”,實際上骨子裏是十二進製。 《九章算術》兩千年了,當時絕對是領先(之後中國數學大概是一直走下坡路),九九表讓普通老百姓那時就能作簡單四則運算,也是個了不起的現象,想想那時中國孩童對九九表能朗朗上口,而在古羅馬,嫻熟運用四則運算是個博士水平。
 
做學問的人知道,能發現什麽規律,很關鍵的一環是選擇合適,或者說正確地出觀點,而這觀察和核心是是語言的選擇。混沌中找規律,語言不對什麽規律都見不到,就像解決問題沒用上合適的工具往往難以解決問題。哥白尼日心說是一個例子,高斯在談及他對算數剩餘法則結果是談及感想,說找到合適的符號,問題一般解決了。中文數字也是個例子。有人琢磨過,中文數字的讀音是所有語言裏最短的,一個數字不到四分之一秒,而其他語言平均三分之一,看上去這沒啥,但是想想讓一個農民在缺乏讀書的環境下有背誦九九表是多難,語言和文字的選擇含有極多的偶然性,但一旦選了,它們是先進落後對知識的推廣有關鍵性的影響,還是舉古羅馬例子,除了羅馬數字之外,拉丁文也是個隻能導致後退的文字,無法學,以致後來東羅馬都改回希臘語,估計這是歐洲早期落後的原因之一。
 
語言文字不僅僅是紀錄、交流的工具,也是人們思維的工具,思維,是要用大腦的,語言文字也無形中給大腦建立了一個框架,大腦必須適當調整來優化采用之一體係的規則。
 
大米文化
 
今天大家很少談起古代的農業文化。歐亞大陸上主要是小麥和大米,其實小麥文化與大米文化有重要的區別。
 
大米農業是很難單幹的,至少一個村裏的要互相幫忙,因為水力灌溉是大米種植的關鍵,而那往往不是一家人能承受的,所以合作態度和公社氣氛在東亞、東南亞和南亞都很普遍,這甚至是當今倫理態度研究的一個課題。其次大米農業對勞力要求很強,除了灌溉非常講技術,還得擔心雜草、蟲害,旱澇,收割後還得養地,農民還得發展副業增加收入。第三,大米農業對智力的要求遠遠高於小麥文化,時節很關鍵,任何一步既不能早也不能晚,灌溉、除草、除蟲、施肥、收割、選種、留種都得用心,得計劃。
 
相比之下,有人形容小麥是撒了種子就到處溜達,收了割後就喝酒胡混過個冬天,所以歐洲人懶。
 
一個人如果總是生活在同一種環境裏,環境,尤其是對大腦直接有關的環境,是會重新塑造大腦的結構的,一個簡單的比方就是記憶的形成。短期記憶會被遺忘,長期記憶會印在腦子裏,“印在”表示改變了大腦的結構。對大腦功能的運用也有同樣的效果,這得益於大腦的可塑性(plasticity)。
 
環境對重塑大腦結構的影響
 
重塑不是指引起基因突變,而是兩個方麵:一是體積和相對體積,二是神經網的結構,包括連接的強度(intensity of neural networks)和距離。
 
後一點,舉個大家熟悉的例子,就是中央處理器(CPU)電路板的優化,這目前是個美日韓(也許歐)壟斷的技術,極難,同樣的原理,如何把電路板造出來,是個高難度的過程。優化了,效率就會大增。
 
環境通過進化會改變大腦結構是現在的共識,我在上篇,進化論如何解釋種族智力差別?,就專門提到語言數字運用對大腦的特殊要求,對語言數字的掌握能力不是所有動物都有的,更重要的是,這種能力不是學來的,而是天生的,人的大腦結構就是為提供這種能力而形成的。所以今天的說法也不是超出了現在科學的框架。
 
結論
 
我給你說的,都是偽科學。偽科學,不是說都是假的,其實內容都是真的,問題是如何在一大堆現有的認識上看出關係來,推出一個結論來,這是我要說的。不過我一個老頭子,不是什麽專職的“科學家”,所以這結論,把這些所有的證據連起來做一個推測,也就是一種可能性。為了不誤導你,把這叫偽科學(否則也不會跑到這來說了)。
 
有這個準備,如果你對我說什麽還是一塌糊塗,這是小結。
 
論點
(1)基因對智力有影響,但不是唯一的因素
(2)基因對智力有影響,但未必能斷定是種族特征,也許總是個人特例
(3)智力主要靠基因遺傳,但基因遺傳不是所有的原因,這也給超出與進化論需要的長時間智力發展留了餘地
(4)表觀遺傳所揭示智力受環境影響,而且這種特征是可遺傳的(非基因遺傳)
(5)表觀遺傳揭示的非基因遺傳主要是生理因素,也就是生物組織結構的變化,而不僅僅是臨時性的結果,如訓練
(6)然而,對智力有影響的,還有大腦的結構,大腦有可塑性(plasticity),而外界能讓大腦重塑以優化某些功能
(7)環境,尤其是思維方式,會對大腦的結構有反饋,重新塑造其結構
(8)中國傳統文化的獨特性給予其對數字、運作、分析、解決問題其需求和應對方式,從而反過來影響大腦提供這方麵的功能
(9)上百代的進化讓中國人形成獨具一色的大腦結構,尤其善於數字、分析和方法選擇
 
說不清的,是自然和文化環境對大腦,從而導致對智力的影響的遺傳性,我舉得例子是這種遺傳性是可能的,當然不是有什麽具體的證據。
 
一個關鍵的問題是,大腦網絡結構能遺傳嗎?目前的知識是不清楚,據【10】這結構有母女相傳的可能性,但父對子女的遺傳性則不大,當然跟古時父權製(主要由男性掌握權力和知識)不合,所以說證據不大。不過我做了個跳躍,覺得這可能性是有的。
 
把上麵的用一句話總結,就是“中國人天生在當今世界最需求的‘理性、數字分析和解決問題’能力方麵有過人之處”。如果你有氣,別忘了我已經聲明這是偽科學。再者,聰敏人並不見得不是混蛋,這是些警言:
 
一、智力跟一個人的道德無關,也不能決定一個人處人待世的態度,所以聰敏人可能是好人,也可能是壞人
 
二、智力高也不能保證一個人不會成為書呆子(美國俗稱High IQ moron),對社會毫無作用,甚至不能讓自己有個滿足的人生
 
三、所以智力高並不意味一個人都會社會的貢獻高
 
四、智力對創造性也沒有一個簡單關係,智力高的人並不能保證創造性一定高,創造性,創新,往往需要一個跳躍性,你要是很聰明,能在社會上發揮極大貢獻,你對社會反過來就形成了依賴性,沒有跳出你所在的環境動機,能改的,實在現有框架內改。
 
所以創造性有一定的偶然性,隻要你足夠聰明,就有創造的可能性。此時如果你聰明過頭,而且隻是在某一個框架內的聰明,這框架無形中成了你思考的框架,反而限製了你創新的機會。在我看來,這值得大家思考。
 
 

【概念】
基因(gene),基因組(genome,種的基因總匯),轉錄組(transcriptome),脫氧核糖核酸(DNA),核糖核酸(RNA),然色素(chromosome),細胞(cell),細胞體(somatic cell)含有23對染色體。非基因遺傳(transgenerational epigenetic inheritance),表觀遺傳學(epigenetics)
 
【資料】

 

 

 

 

 

 
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評論
nightrider 回複 悄悄話 Continue from my last comment.

In general, when the proportion of the British population in the total population is r and small, and k is small compared to both populations, the probability of the k'th ranked Chinese to beat all the British is (1-r)^k~ exp(-rk).
nightrider 回複 悄悄話 Just want to mention a simple model that may shed some light on the question "Or is it just that British people are stupider than the Chinese?"

Suppose each of the Chinese and the British people has identical and independent (mathematical) talent probability distribution. Rank all the Chinese and British people together in terms of the talent. It is obvious that all the possible ranks have equal probability of being realized. Now we ask what is the probability of the Chinese who ranked, say 20'th, amongst the Chinese would out rank (be more talented) than all the British?

The population ratio of the Chinese to the British is about 30:1. By a rotational symmetry argument, the probability of the Chinese ranked first amongst Chinese being smarter than all the British is then 30/(30+1)~0.97. Since the population of the Chinese is huge, ~1.4 billion, the probability of each of the top 20 Chinese-ranked Chinese amongst to beat all the British is approximately the same as the 1'st Chinese ranked Chinese to beat the British and they are all approximately independent. So the probability of all of the top 20 Chinese-ranked Chinese beating all the British is (30/31)^20~ 0.5.

Thus by shear population difference the 20'th ranked (amongst Chinese) Chinese should beat all the British with half the odds.
笨狼 回複 悄悄話 回複 '天隨人意' 的評論 :

說的是個曆史積累形成的進化過程,需要有時間。希望花時間細讀,也想想。
天隨人意 回複 悄悄話 “總而言之,曆史上法語不是什麽先進的語言。” 瞧這句話多武斷。不過這種思維在文學城裏很普遍。在我同事中也很普遍。故可引申為中華民族思維特質
HBW 回複 悄悄話 拿科學技術來說,有從內至外的兩層。從核心概念、理論架構的內核到應用公式及實際運用的外延。華人的智力往往體現在外延上--擅長對已經證實的技術去理解及應用。但內核研究方麵明顯智力不足。這兩方麵大腦的運行模式是不一樣的。這與遺傳及華人曆史直接相關。所以華人不要做那些自己不擅長的基礎科學的研究。華人出了個林書豪並不意味擅長打籃球。要揚長避短。
笨狼 回複 悄悄話 回複 '四姑娘山' 的評論 :

周易八卦都是二進製玄了點。
四姑娘山 回複 悄悄話 華人計算機好,周易八卦都是二進製
笨狼 回複 悄悄話 法語是印歐語係羅馬(拉丁)分支衍生出來的語言,原習慣二十進製,較為係統轉成十進製乃中世界的事,這是一個說法:

https://anythingbutlanguage.com/en/story-behind-french-numbers/

(美國)知乎還有些混亂的曆史:

https://www.quora.com/Why-is-the-French-number-system-so-different-from-the-others-More-specifically-I-am-curious-to-know-how-the-system-for-4-x-20-+-10-+-9-evolved

總而言之,曆史上法語不是什麽先進的語言。


退隱老妖 回複 悄悄話 法語數字不都是加法湊的嗎?法國人數學應該更好啊!
dqdeer 回複 悄悄話 中文的數字讀音短 這個結論提得很牛,第一次聽到,學習了。好文章。

君子六藝:禮、樂、射、禦、書、數。周朝的官學就有了 數,可惜後來六藝偏得厲害。


天隨人意 回複 悄悄話 法語裏麵沒有七十八十和九十,隻有六十加十,四個二十,四個二十加十.九十九表達為四個二十加十九。是否意味著法國人骨子裏是六進製?這對法國人的思維或IQ有影響嗎?
天隨人意 回複 悄悄話 印度人更牛X,他們背的是19x19乘法表
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