认知科学：导论/先天与后天之争

心理学家和认知科学家长期以来一直争论心理特征（个性、智力等）在多大程度上归因于我们的基因构成或我们的经验。

如前一章所述，早期大脑发育过程中的随机性会产生先天心理特征的变异，这些变异并非源于基因。

当我们试图理解这些问题时，通常归结为科学家所说的解释差异。假设我们有一群人。我们将这个群体称为总体。他们之间存在一些差异。也许有些人比其他人更聪明。我们还发现我们认为可能与智力相关的因素存在差异，例如基因构成、营养、育儿方式等等。科学家可以测量所有这些因素并使用统计学来确定这些因素解释了多少百分比的差异。

对于每个总体，我们都有其特有的差异。它可能是轻微的差异，也可能是巨大的差异，但无论如何，差异加起来都等于 100%。然后，科学家的任务就是找到这 100% 的总差异中哪些部分是由每个候选因素解释的。

这些发现通常难以正确理解。重要的是要注意，当我们说某个因素解释了 10% 的差异时，我们并不是说该因素导致了这种差异。许多人感兴趣的是基因与环境对某种特征的贡献程度。但这并不是解释差异的全部。为了帮助理解这一点，假设我们知道如果某人的智商为 100 分，其中 50 分是由基因决定的，而另外 50% 是由环境和与发育相关的随机性决定的。这并不意味着如果我们研究一群人，我们必然会发现基因解释了 50% 的差异。

原因如下：如果研究的总体具有非常相似的基因，那么差异分析将显示基因的影响减少。这是因为，如果每个人都有相似的基因，他们将无法解释某种特征中存在的差异。同样，如果每个人都有相同的文化，那么环境的影响就会减弱，而基因的影响就会增强。因此，即使基因对某种特征的贡献相同，如果研究的总体在环境和遗传方面存在不同的变异，那么基因解释的差异百分比可能会有很大差异。

同样，如果总体中的每个人都有相同的智商，例如，那么就没有多少差异需要解释。他们都能很好地记住东西这一事实并不重要，结果无法提供关于基因对记忆的贡献的信息。

测量误差

从一开始我们就知道，大约 10-20% 的差异是由测量误差解释的。我们用来测试心理特征的测试并不完美。如果我们让某人进行智商测试，然后再次测试他们，他们不会总是得到完全相同的得分。得分越接近上一次得分，测量的重测信度就越高。智商测试的信度约为 0.9（这意味着测量误差解释了我们在一个总体中观察到的 10% 的差异），而人格特质的信度约为 0.7（测量误差约为 30%）。

当我们在一个总体中测量某种特征时，我们预计我们将发现 10-20% 的差异只是因为我们的测量并不完美。那么剩下的 80-90% 是怎么回事呢？

基因

根据您正在查看的心理测量指标，基因解释了我们观察到的差异的大约 50%。

我们每个人都有许多突变，有些人比其他人更多。平均值约为 150，具体取决于您如何计算它们。而其中一些突变比其他突变更重要。一个冗余基因可以弥补另一个发生突变的基因的缺陷。个人如何应对他们的突变负荷可以被视为稳健性，而稳健性在个体之间也存在差异。这种稳健性可以从人们身体的对称性中看出。即使您观察同卵双胞胎，那些身体更对称（例如，面部更对称）的人看起来更像对方。这可能解释了为什么更好看的人也更聪明：使他们的面部更对称的相同稳健性也使他们的大脑更好地工作。

对于智力，对收养的兄弟姐妹和分离的双胞胎的研究表明，基因解释了儿童时期智商差异的大约 50%，但到这些孩子成年时，基因的影响已增长到 80% 或更多，而家庭环境的影响降至零。看来家庭环境的影响随着时间的推移而减小。随着时间的推移，他们变得越来越像他们基因决定要成为的人。

经验与环境因素

一个人所经历的事情会影响他们是谁。这些因素有时被称为环境或后天因素。这包括育儿方式和家庭环境、与朋友和文化的互动，以及与病原体的互动，以及自然环境的各个方面，例如天气和地形。已经进行了数百项研究来研究这些因素的影响，令人惊讶的结果是，这些影响很小、不一致或不存在。换句话说，您的经验解释了人格或认知能力差异的很少一部分。

一般来说，人们往往高估经验的影响力。例如，家庭环境只解释了特征差异的 10%-15%，有时甚至根本没有解释。分开抚养的双胞胎几乎与一起抚养的双胞胎一样相似。

同样重要的是要注意，基因和发育差异会导致个人的环境发生变化。基因可以通过三种方式影响环境。被动地，一个天生有学习倾向的孩子，他的父母可能也拥有相同的基因，导致一个更利于学习的家庭环境。还可能存在诱发效应：一个聪明的、对学习感兴趣的孩子会得到老师更多的关注。一个暴力倾向的孩子更有可能受到惩罚或成为暴力的受害者。最后，存在主动效应，因为基因倾向会使孩子寻求学习体验。

大脑发育中的随机性

您的基因提供了构建身体和大脑的基本指令，但在早期大脑发育过程中，系统中存在大量随机性。即使是同卵双胞胎，他们拥有相同的基因组（减去一些复制错误），也不会拥有完全相同的大脑。这也解释了差异，尽管它通常不被认为是先天或后天因素，但从某种意义上说，它是先天的。 有关更多详细信息，请参阅大脑发育一章。

通过经验，大脑会根据世界上的统计规律，加强一些神经元之间的连接，削弱或消除其他连接。这使大脑能够有效地处理它所处的世界。过了一段时间，这种灵活性就会关闭，不同的大脑系统在不同的时间关闭，之后大脑发生变化的能力会大大降低。 大脑在出生时就已基本发育完成，尽管新特征会一直扩展到 20 岁出头。