認知科學：導論/先天與後天之爭

心理學家和認知科學家長期以來一直爭論心理特徵（個性、智力等）在多大程度上歸因於我們的基因構成或我們的經驗。

如前一章所述，早期大腦發育過程中的隨機性會產生先天心理特徵的變異，這些變異並非源於基因。

當我們試圖理解這些問題時，通常歸結為科學家所說的解釋差異。假設我們有一群人。我們將這個群體稱為總體。他們之間存在一些差異。也許有些人比其他人更聰明。我們還發現我們認為可能與智力相關的因素存在差異，例如基因構成、營養、育兒方式等等。科學家可以測量所有這些因素並使用統計學來確定這些因素解釋了多少百分比的差異。

對於每個總體，我們都有其特有的差異。它可能是輕微的差異，也可能是巨大的差異，但無論如何，差異加起來都等於 100%。然後，科學家的任務就是找到這 100% 的總差異中哪些部分是由每個候選因素解釋的。

這些發現通常難以正確理解。重要的是要注意，當我們說某個因素解釋了 10% 的差異時，我們並不是說該因素導致了這種差異。許多人感興趣的是基因與環境對某種特徵的貢獻程度。但這並不是解釋差異的全部。為了幫助理解這一點，假設我們知道如果某人的智商為 100 分，其中 50 分是由基因決定的，而另外 50% 是由環境和與發育相關的隨機性決定的。這並不意味著如果我們研究一群人，我們必然會發現基因解釋了 50% 的差異。

原因如下：如果研究的總體具有非常相似的基因，那麼差異分析將顯示基因的影響減少。這是因為，如果每個人都有相似的基因，他們將無法解釋某種特徵中存在的差異。同樣，如果每個人都有相同的文化，那麼環境的影響就會減弱，而基因的影響就會增強。因此，即使基因對某種特徵的貢獻相同，如果研究的總體在環境和遺傳方面存在不同的變異，那麼基因解釋的差異百分比可能會有很大差異。

同樣，如果總體中的每個人都有相同的智商，例如，那麼就沒有多少差異需要解釋。他們都能很好地記住東西這一事實並不重要，結果無法提供關於基因對記憶的貢獻的資訊。

測量誤差

從一開始我們就知道，大約 10-20% 的差異是由測量誤差解釋的。我們用來測試心理特徵的測試並不完美。如果我們讓某人進行智商測試，然後再次測試他們，他們不會總是得到完全相同的得分。得分越接近上一次得分，測量的重測信度就越高。智商測試的信度約為 0.9（這意味著測量誤差解釋了我們在一個總體中觀察到的 10% 的差異），而人格特質的信度約為 0.7（測量誤差約為 30%）。

當我們在一個總體中測量某種特徵時，我們預計我們將發現 10-20% 的差異只是因為我們的測量並不完美。那麼剩下的 80-90% 是怎麼回事呢？

基因

根據您正在檢視的心理測量指標，基因解釋了我們觀察到的差異的大約 50%。

我們每個人都有許多突變，有些人比其他人更多。平均值約為 150，具體取決於您如何計算它們。而其中一些突變比其他突變更重要。一個冗餘基因可以彌補另一個發生突變的基因的缺陷。個人如何應對他們的突變負荷可以被視為穩健性，而穩健性在個體之間也存在差異。這種穩健性可以從人們身體的對稱性中看出。即使您觀察同卵雙胞胎，那些身體更對稱（例如，面部更對稱）的人看起來更像對方。這可能解釋了為什麼更好看的人也更聰明：使他們的面部更對稱的相同穩健性也使他們的大腦更好地工作。

對於智力，對收養的兄弟姐妹和分離的雙胞胎的研究表明，基因解釋了兒童時期智商差異的大約 50%，但到這些孩子成年時，基因的影響已增長到 80% 或更多，而家庭環境的影響降至零。看來家庭環境的影響隨著時間的推移而減小。隨著時間的推移，他們變得越來越像他們基因決定要成為的人。

經驗與環境因素

一個人所經歷的事情會影響他們是誰。這些因素有時被稱為環境或後天因素。這包括育兒方式和家庭環境、與朋友和文化的互動，以及與病原體的互動，以及自然環境的各個方面，例如天氣和地形。已經進行了數百項研究來研究這些因素的影響，令人驚訝的結果是，這些影響很小、不一致或不存在。換句話說，您的經驗解釋了人格或認知能力差異的很少一部分。

一般來說，人們往往高估經驗的影響力。例如，家庭環境只解釋了特徵差異的 10%-15%，有時甚至根本沒有解釋。分開撫養的雙胞胎幾乎與一起撫養的雙胞胎一樣相似。

同樣重要的是要注意，基因和發育差異會導致個人的環境發生變化。基因可以透過三種方式影響環境。被動地，一個天生有學習傾向的孩子，他的父母可能也擁有相同的基因，導致一個更利於學習的家庭環境。還可能存在誘發效應：一個聰明的、對學習感興趣的孩子會得到老師更多的關注。一個暴力傾向的孩子更有可能受到懲罰或成為暴力的受害者。最後，存在主動效應，因為基因傾向會使孩子尋求學習體驗。

大腦發育中的隨機性

您的基因提供了構建身體和大腦的基本指令，但在早期大腦發育過程中，系統中存在大量隨機性。即使是同卵雙胞胎，他們擁有相同的基因組（減去一些複製錯誤），也不會擁有完全相同的大腦。這也解釋了差異，儘管它通常不被認為是先天或後天因素，但從某種意義上說，它是先天的。 有關更多詳細資訊，請參閱大腦發育一章。

透過經驗，大腦會根據世界上的統計規律，加強一些神經元之間的連線，削弱或消除其他連線。這使大腦能夠有效地處理它所處的世界。過了一段時間，這種靈活性就會關閉，不同的大腦系統在不同的時間關閉，之後大腦發生變化的能力會大大降低。 大腦在出生時就已基本發育完成，儘管新特徵會一直擴充套件到 20 歲出頭。