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《基因彩票》第一部分第六章：大自然的隨機分配

《基因彩票：運氣、平等與補償性公正》，作者是凱瑟琳·佩奇·哈登，行為基因?qū)W家、臨床心理學(xué)教授，曾發(fā)表100多篇關(guān)于遺傳對復(fù)雜人類行為影響的科學(xué)論文。《基因彩票：運氣、平等與補償性公正》提出一個有趣的概念：除卻家庭與社會環(huán)境的“卵巢彩票”之外，一個人還要經(jīng)歷遺傳因素隨機匹配機制的“基因彩票”抽獎。作者認(rèn)為承認(rèn)“基因彩票”的作用，才能更好地追尋一個在技術(shù)和生理上較為平等的社會。

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《基因彩票》第一部分第七章：作用機制的奧秘

1998年，我贏得了傅爾曼大學(xué)的績優(yōu)獎學(xué)金。傅爾曼大學(xué)是一所位于南卡羅來納州的小型文理學(xué)院，曾屬于浸信會。這筆獎學(xué)金涵蓋了我四年的全部學(xué)雜費，包括一個學(xué)期的海外學(xué)習(xí)（在倫敦）。目前傅爾曼大學(xué)的學(xué)費是每年近五萬美元，而我上大學(xué)一分錢沒花。當(dāng)時和現(xiàn)在一樣，我完全沒有運動細(xì)胞；我的課外活動沒什么新意；我無需克服任何特別的困難，在面對挑戰(zhàn)或逆境時也沒有表現(xiàn)出特別的韌性。我唯一的所謂優(yōu)點是在學(xué)術(shù)能力測試(SAT)中獲得了近乎完美的分?jǐn)?shù)。SAT是美國的大學(xué)入學(xué)考試，對高中生來說是一種邁人生新階段的儀式。

正如我在第六章描述的，我們可以相當(dāng)有把握地認(rèn)為，基因?qū)σ粋€人的受教育程度有因果關(guān)系的影響。而且，如我在第五章所述，說兩樣?xùn)|西有因果關(guān)系，并不意味著我們知道這種因果關(guān)系的機制。就像我們對“把羅馬尼亞孤兒從孤兒院拯救出來”為什么能夠提高他們的智商測試分?jǐn)?shù)不甚了解一樣，我們對“一個人的基因如何最終影響他的教育成績”也不甚了解。

但我們比較了解教育體制是如何運作的。以我自己的大學(xué)之旅為例。我父母都受過大學(xué)教育，他們對我上大學(xué)有明確的期望，并對如何駕馭招生過程有一定的了解。我也有機會接觸到其他形式的社會資本，比如一個前一年上過傅爾曼大學(xué)的朋友和一個向我推薦大學(xué)的高中輔導(dǎo)員都為我提供了幫助。在機構(gòu)層面，傅爾曼大學(xué)和許多小型文理學(xué)院一樣，利用績優(yōu)獎學(xué)金來吸引考試成績高的學(xué)生，這可以提高學(xué)校在《美國新聞》“最佳”大學(xué)名錄中的排名，而更高的排名使學(xué)校更能夠吸引其他潛在的學(xué)生，也就是那些支付全額學(xué)費的學(xué)生。

當(dāng)我們想象遺傳對復(fù)雜的生活結(jié)果（如教育）產(chǎn)生影響的可能機制時，下列的社會過程——父母的期望、進(jìn)入有利的社會網(wǎng)絡(luò)、商品化的教育市場中的機構(gòu)競爭——并不是我們首先想到的東西。相反，我們很容易得出這樣的結(jié)論：遺傳原因必須有完全的生物機制，并發(fā)生在人體之內(nèi)。

但要回答遺傳如何影響教育結(jié)果的問題，我們不僅要研究分子和細(xì)胞之間的相互作用，還要研究人和社會機構(gòu)之間的相互作用。在本章中，我將描述我們對遺傳作用機制問題的了解，或者至少是我們自信了解的東西。我將重點討論基因組和教育成功之間的路徑，這既是因為這是我自己的研究小組做了大量工作的一個領(lǐng)域，也是因為教育在構(gòu)建其他不平等的過程中占據(jù)核心地位。

正如我在第四章所述，我們必須記住，我在這里描述的一切都適用于理解群體內(nèi)的個體差異。我在這里描述的研究工具（主要是雙生子研究和多基因指數(shù)分析）無法解釋群體間平均差異的原因。

紅發(fā)兒童和其他可能的世界

1972年，社會學(xué)家桑迪·詹克斯(Sandy Jencks)提出了一個關(guān)于遺傳效應(yīng)的社會機制的影響最持久的思想實驗。

例如，如果一個國家拒絕送紅發(fā)兒童上學(xué)，那么造成紅頭發(fā)的基因可以說是降低了閱讀測試的分?jǐn)?shù)……在這種情況下，將紅發(fā)人的文盲歸咎于他們的基因，可能會讓大多數(shù)讀者覺得很荒謬。不過，傳統(tǒng)的估計遺傳率的方法恰恰就是這么做的。

詹克斯是對的。對遺傳率的估計確實提供了關(guān)于基因是否導(dǎo)致某種表型的信息。但這些設(shè)計并未解釋哪些機制將基因型和表型聯(lián)系起來，而且相關(guān)機制可能不是直觀的“生物學(xué)”過程。

詹克斯關(guān)于紅發(fā)兒童的思想實驗已經(jīng)成為遺傳學(xué)討論中的一個“模因”(meme)。我認(rèn)為它之所以能夠產(chǎn)生持久的影響，是因為它直觀地抓住了三個值得詳細(xì)解讀的觀念：(1)因果鏈，(2)分析層次，以及(3)其他的可能世界。

首先，紅發(fā)兒童的例子表明，基因可以通過較長的因果鏈與表型聯(lián)系起來。注【復(fù)雜的人類行為并不是唯一通過長因果鏈與基因型相連的表型。正如演化生物學(xué)家理查德·道金斯所說：“任何遺傳特征……無論是形態(tài)的、生理的還是行為的，如果不是某種

更基本的東西的‘副產(chǎn)品’，那還能是什么？如果我們把這個問題想清楚，我們會發(fā)現(xiàn)所有的遺傳效應(yīng)都是‘副產(chǎn)品’，除了蛋白質(zhì)分子?！鳖愃频?，現(xiàn)在我們越來越清楚地看到，即使是表面上簡單的環(huán)境干預(yù)措施，如同伴規(guī)范和教師效應(yīng)，也可能依賴于涉及復(fù)雜社會過程的長因果鏈才能奏效。】在這個例子中，MC1R基因的一種變異會產(chǎn)生棕黑素，而棕黑素使人的頭發(fā)明顯變紅。這種表型特征隨后被其他人以文化和歷史上特定的社會偏見來看待，而這些偏見在禁止某些兒童上學(xué)的社會政策中根深蒂固。

其次，這些因果鏈可以跨越多個分析層次?？蒲械囊环N方式，是將科學(xué)家研究的現(xiàn)象像千層蛋糕一樣排列，每一層的物體都是上一層物體的一部分。亞原子粒子，如夸克，是原子的一部分；個人是社會的一部分（圖7.1）。詹克斯關(guān)于紅發(fā)兒童的思想實驗清楚地表明，因果鏈可以通過多個分析層次向上延伸：MC1R基因是DNA分子；它在細(xì)胞內(nèi)編碼產(chǎn)生了棕黑素蛋白；“紅發(fā)”描述的是一個人，而禁止紅發(fā)兒童上學(xué)的決定是一種社會現(xiàn)象。

當(dāng)詹克斯斷言“將紅發(fā)人的文盲歸咎于他們的基因，可能會讓大多數(shù)讀者覺得很荒謬”時，他正在提出的論點部分是關(guān)于描述和理解這一現(xiàn)象的最佳分析層次(level of analysis)：在他看來，即使因果鏈的一部分涉及DNA分子，認(rèn)為上學(xué)是一種分子現(xiàn)象仍然是荒謬的。

最后，在詹克斯的例子中，很明顯存在著其他可能的世界，在那些世界里，從基因到文盲的因果鏈被打破了。當(dāng)你聽到紅發(fā)兒童的例子時，你可以立即想象出另一種社會，在這個社會中，所有的兒童都被允許上學(xué)，無論他們的頭發(fā)顏色如何。也就是說，社會政策的改變，將在無需直接操縱兒童的基因或基因表達(dá)產(chǎn)物(geneproducts)的情況下，打破基因型和表型（無法正常接受教育）之間的因果鏈。要減輕教育受到的“遺傳”的負(fù)面影響，我們不必編輯胚胎的DNA或給兒童服用藥物來改變他們的生物學(xué)特性。

我們可以把紅發(fā)兒童跟HTT和亨廷頓舞蹈癥之間的關(guān)系進(jìn)行對比。首先，HTT和亨廷頓舞蹈癥之間的因果鏈相對較短。也就是說，不需要那么多步驟來解釋從頭到尾的因果鏈。其次，HTT和亨廷頓舞蹈癥之間的因果鏈都發(fā)生在明顯是“生物學(xué)”的分析層次。也就是說，為了描述這個因果鏈，你要描述細(xì)胞內(nèi)分子的活動。最后，很難想象會有另一個世界，在那里HTT不會導(dǎo)致亨廷頓舞蹈癥。如果要打破從HTT到亨廷頓舞蹈癥的因果鏈，就需要直接操縱人體的某些方面，例如運用基因編輯或藥理學(xué)。

我們還可以設(shè)想一些因果鏈，它們既沒有亨廷頓舞蹈癥的嚴(yán)格生物決定性，也沒有詹克斯假設(shè)的紅頭發(fā)的純粹社會條件依賴性。例如，人們可以通過使用興奮劑藥物（改變細(xì)胞中的分子）、運用為完成規(guī)定任務(wù)提供及時獎勵的行為策略（改變個人的行為），以及改變教室的結(jié)構(gòu)（改變社會組織），來干預(yù)從而改善多動癥兒童的學(xué)習(xí)功能。多動癥既不純粹是生物性的，也不純粹是社會性的。它是一種經(jīng)驗和行為模式，產(chǎn)生于某人的特定神經(jīng)生物學(xué)特征與特定社會環(huán)境的期望之間的交叉點。

遺傳率分析或家族內(nèi)多基因指數(shù)分析本身并不能告訴你，導(dǎo)致較低受教育程度的基因的運作是更像“紅發(fā)兒童不可以上學(xué)”，還是更像HTT基因?qū)е潞嗤㈩D舞蹈癥。即使我們知道遺傳對社會不平等有因果影響，關(guān)于這些影響的機制仍然存在重要的疑問：因果鏈有多長，有哪些環(huán)節(jié)，跨越了多少個分析層次，以及（也許對于社會政策辯論來說最關(guān)鍵的是）如何才能找到打破或加強這個因果鏈的最優(yōu)解？

從優(yōu)生學(xué)之父弗朗西斯·高爾頓在19世紀(jì)的著作《遺傳的天賦》開始，一直到21世紀(jì)的書籍，如保守派煽動分子查爾斯·默里的《人類多樣性》，優(yōu)生主義思想家們對上述問題提出了一套具體的答案：首先，遺傳和社會不平等之間的因果鏈很短，主要是通過智力的發(fā)展來調(diào)節(jié)的；其次，遺傳和社會不平等之間的因果鏈最好從細(xì)胞和有機體的分析層次來理解，智力被視為一個人的大腦的固有屬性，而不是在社會環(huán)境中發(fā)展的東西；最后，打破這個因果鏈的另一種可能的世界是反烏托邦式的，需要國家大規(guī)模干預(yù)人們的家庭生活，或需要廣泛的基因工程。簡而言之，優(yōu)生主義的表述是，基因?qū)е律鐣A層的劃分，就像基因?qū)е潞嗤㈩D舞蹈癥一樣，通過普遍的、生物學(xué)層面的、很難（如果不是不可能）改變的機制來實現(xiàn)。

將遺傳和社會不平等之間的聯(lián)系概念化為一個簡短的、生物學(xué)層面的、普遍的因果鏈，會削弱解決不平等的政治意愿。正如哲學(xué)家凱特·曼恩所說，將社會不平等“自然化”，實際上就是“使社會不平等看起來不可避免，或認(rèn)為試圖抵制它的人在進(jìn)行一場必敗的戰(zhàn)斗”。

說政府應(yīng)該做一些事情來糾正不平等，就是暗示變革是可能的，而嚴(yán)格的基因決定論則暗示變化是不可能的，所以為什么要糾正不平等呢？基因決定論者認(rèn)為，基因和社會不平等之間的關(guān)系最好從一個人的細(xì)胞生物學(xué)層面來理解，而不是從社會組織的層面來理解，這種想法與優(yōu)生學(xué)的觀念相呼應(yīng)，即有些人天生就比其他人優(yōu)越。正如演化生物學(xué)家杜布贊斯基在1960年代總結(jié)的：“保守派最喜歡的論點一直是，社會和經(jīng)濟地位單純反映了人內(nèi)在的能力。

這種出于意識形態(tài)動機的關(guān)于基因和社會不平等的聯(lián)系機制的論點，可能會妨礙我們對科學(xué)本身的認(rèn)識。歸根結(jié)底，無論是關(guān)于人類優(yōu)越性的優(yōu)生觀念，還是關(guān)于紅發(fā)兒童的思想實驗，都不能代替經(jīng)驗性的結(jié)果：我們對基因與社會不平等，特別是教育結(jié)果不平等之間的聯(lián)系機制，究竟了解多少？

注【重要的是要記住，機制未知（也許是通過不直觀的媒介運作）的問題，并不是遺傳原因特有的問題。事實上，這個問題可能伴隨著任何從隨機對照試驗(RCT)中做出的因果推斷。諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎得主安格斯·迪頓和科學(xué)哲學(xué)家南?！たㄌ刭囂?Nancy Cartwright)在評論RCT的優(yōu)缺點時指出，“還需要做大量的其他工作—經(jīng)驗性的、理論性的和概念性的，才能使RCT的結(jié)果可用”。你也許知道在這一組控制條件下以這種方式進(jìn)行干預(yù)會產(chǎn)生這種平均處理效應(yīng)(ATE)，但邊界條件(boundaryconditions)是什么？干預(yù)和最終結(jié)果之間的因果鏈?zhǔn)鞘裁?？人們對干預(yù)措施的反應(yīng)有何不同？因此，僅僅利用自然界的隨機化來測試一組遺傳變異對結(jié)果的平均處理效應(yīng)，是不夠的。要使這種因果推斷的結(jié)果具有科學(xué)性和實用性，還有經(jīng)驗性、理論性和概念性的工作要做?！?/p>

這個研究領(lǐng)域發(fā)展很快，但就目前而言，我認(rèn)為我們可以就遺傳與教育不平等的聯(lián)系機制說五點。

1.與教育有關(guān)的基因在大腦中活躍，而不是在頭發(fā)、皮膚、肝臟或脾臟中。

2.將基因與教育聯(lián)系起來的機制，在人體發(fā)育的早期，甚至在孩子出生之前就開始了。

3.遺傳效應(yīng)對教育成功的影響，涉及標(biāo)準(zhǔn)化測試所衡量的智力類型的發(fā)展……

4.……但不僅僅是智力。遺傳效應(yīng)對教育成功的影響還涉及所謂的“非認(rèn)知”技能的發(fā)展。

5.要理解遺傳效應(yīng)的機制，需要理解人與社會機構(gòu)之間的相互作用。

現(xiàn)在，讓我們詳細(xì)考慮這五點中的每一點。

“哪里”的問題：基因?qū)Υ竽X的影響

正如我在第三章所述，受教育程度或任何其他表型的GWAS給我們提供了一組相對簡單的結(jié)果，包括一個SNP列表以及它們與我們研究的結(jié)果有多大的關(guān)聯(lián)。就其本身而言，這組結(jié)果對我們理解機制的幫助不

大。但是，就像《塔木德》作者對《托拉》注【《塔木德》是猶太教中僅次于《圣經(jīng)》的主要經(jīng)典，對猶太教律法進(jìn)行注釋和講解?！锻欣藩M義專指《摩西五經(jīng)》，但可以涵蓋所有的猶太教律法和教導(dǎo)?！康木毼谋具M(jìn)行注釋一樣，生物注釋(bioannotation)會分析GWAS產(chǎn)生的極簡單的結(jié)果，并根據(jù)我們對基因組和細(xì)胞生物學(xué)的了解，提供解釋說明：單個SNP被映射(mapped)到基因上；基因被映射到基因功能和基因表達(dá)產(chǎn)物上，如蛋白質(zhì)；基因表達(dá)產(chǎn)物被映射到細(xì)胞或組織內(nèi)的生物系統(tǒng)(biologicalsystem)上。

生物注釋工具箱里的一件重要工具，是測試與一個結(jié)果相關(guān)的基因是否在身體的某些部位或某些細(xì)胞類型中優(yōu)先表達(dá)。你身體里的每一個細(xì)胞都有相同的DNA代碼，但不同的細(xì)胞需要做不同的事情，所以它們以基因表達(dá)的典型模式來打開和關(guān)閉不同的基因。那么，有了一組GWAS的結(jié)果，分析人員就可以測試，與受教育程度、主觀幸福感或肥胖等性狀最相關(guān)的基因是否也更有可能在身體的某個部位表達(dá)。

這類基因表達(dá)工作給我們帶來了一個重要的洞見：與受教育程度相關(guān)的基因在大腦中優(yōu)先表達(dá)；而在大腦中，它們在神經(jīng)元中優(yōu)先表達(dá)。具體到與受教育程度相關(guān)的“頂級”(top)基因，它們參與了對神經(jīng)元相互交流能力至關(guān)重要的過程。這些過程包括神經(jīng)遞質(zhì)的分泌，這些遞質(zhì)在神經(jīng)元之間傳遞信息；神經(jīng)元連接的適應(yīng)性，以應(yīng)對新的信息或廢棄的信息；以及維持離子通道(ionchannel)，這是神經(jīng)元的電荷所必需的。大腦在基因表達(dá)方面的中心地位，也體現(xiàn)在與社會不平等相關(guān)的其他每一種表型上：主觀幸福感和抑郁癥，酒精攝入和吸煙，肥胖和收入。

我們再回到詹克斯的紅發(fā)兒童的例子。受教育程度的遺傳率可能聚焦于由基因引起的身體外觀的差異，然后引起其他人（對紅發(fā)兒童）的不同待遇。不過，如果是這樣的話，那么與受教育程度相關(guān)的基因就會在身體的其他地方表達(dá)，而不是在大腦中。但我們看到的并非如此。無論基因是如何使一些人更有可能或更不可能在教育方面取得成功，它們都是在人們的大腦中進(jìn)行的，而不是在人的頭發(fā)、肝臟、皮膚或骨骼中。

“何時”的問題：基因在人體發(fā)育過程的早期就開始產(chǎn)生影響

生物注釋分析可以獲得的另一個信息是，在人體發(fā)育過程中，與某一結(jié)果相關(guān)的基因何時被表達(dá)。在我們生命的不同階段，不同的基因在我們身體里活躍。例如，與生長有關(guān)的基因在身體快速增長時是必要的，而一旦我們獲得成年人的身材，這些基因就不那么重要了。生物注釋分析顯示，一些與受教育程度有關(guān)的基因在產(chǎn)前優(yōu)先表達(dá)，那時兒童的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)仍在形成過程中。

了解基因何時變得相關(guān)的另一種策略，是分析在不同年齡段測量的雙胞胎的數(shù)據(jù)。例如，我和我的同事研究了一個雙胞胎樣本，他們在生命的早期（10個月和2歲時）就被測量了認(rèn)知能力。在這些非常早期的認(rèn)知能力測試中，測試者要求孩子們做一些事情，如重復(fù)聲音，把三個立方體放在杯子里，或拉動一根線使鈴鐺響起等。在10個月大的時候，被測量的認(rèn)知能力的差異沒有明顯的遺傳效應(yīng)，但在兒童2歲時就顯示出了遺傳效應(yīng)。

另一項研究使用了從受教育程度GWAS中創(chuàng)建的多基因指數(shù)，以觀察哪些表型與教育多基因指數(shù)相關(guān)，以及在人體發(fā)育過程中這些相關(guān)關(guān)系在何時明顯。這項研究表明，教育多基因指數(shù)與兒童是否在3歲前開始說話以及他們在5歲時的智商測試分?jǐn)?shù)相關(guān)。因此，與在生物注釋和雙生子研究中觀察到的情況一致，多基因指數(shù)分析表明，無論基因如何影響教育不平等，都是在生命的早期發(fā)生的，其影響在兒童開始上學(xué)之前就已顯現(xiàn)。

“什么”的問題：遺傳效應(yīng)涉及基本認(rèn)知能力

我在得克薩斯大學(xué)參與指導(dǎo)的雙生子研究，測量了一組被稱為執(zhí)行功能的認(rèn)知能力。在幾個小時內(nèi)，受試兒童完成了12項不同的測試（如圖7.2所示）。

雖然“執(zhí)行功能”(executive functions)一詞是復(fù)數(shù)的，但在某項執(zhí)行功能測試中表現(xiàn)良好的兒童，往往在其他所有測試中也表現(xiàn)良好。測試分?jǐn)?shù)之間的這種正相關(guān)意味著，所有測試的得分都可以在統(tǒng)計學(xué)上匯總為一個單一的總分，我們稱之為綜合執(zhí)行能力(general EF)。具有較高綜合執(zhí)行能力的兒童更善于調(diào)節(jié)自己的注意力。他們可以停止自己的動作，可以從一種規(guī)則切換到另一種規(guī)則。他們實時更新信息，并在工作記憶(working memory)中保存少量的信息。

綜合執(zhí)行能力有兩點讓我著迷。首先，它的遺傳率幾乎是百分之百。

也就是說，在一群都在上學(xué)的孩子中，我們估計他們之間的綜合執(zhí)行能力差異幾乎全都是由他們之間的遺傳差異造成的。我們對數(shù)百名8—15歲的雙胞胎進(jìn)行了執(zhí)行功能測試，在糾正了測量誤差（由于隨機性，測試的分?jǐn)?shù)有輕微變化的趨勢）之后，發(fā)現(xiàn)同卵雙胞胎的綜合執(zhí)行能力基本上完全一樣。異卵雙胞胎的綜合執(zhí)行能力的相關(guān)度為0.5，他們共享一半的遺傳差異，所以他們彼此之間的相似度為同卵雙胞胎的一半。對任何行為特征（尤其是在兒童時期測量的行為特征）來說，近乎完美的遺傳率是罕見的。綜合執(zhí)行能力的遺傳率與眼睛的顏色或身高的遺傳率相當(dāng)，比身體質(zhì)量指數(shù)或青春發(fā)育時相(pubertaltiming)的遺傳率更高。注【對雙生子研究的一個常見批評是，它可能低估了同一家庭的孩子所共有的環(huán)境因素對其生活結(jié)果差異的貢獻(xiàn)程度，因為研究沒有包括足夠多的來自弱勢背景的家庭。請記住，遺傳率是一個比例，樣本中的環(huán)境差異越多，分母就越大，遺傳率就越小。但就得克薩斯雙生子項目(TexasTwinProject)而言，我們的樣本確實代表了廣泛的環(huán)境逆境條件：三分之一的參與家庭在孩子出生后接受過某種公共援助（如SNAP，即幫助購買食物）。我們還計算了我們的樣本的基尼指數(shù)（衡量收入不平等的指標(biāo)），結(jié)果為0.35，而整個美國的基尼指數(shù)為0.39，這表明，特別是考慮到我們樣本的地理限制，我們比較合理地捕捉到了美國社會中更廣泛的收入不平等模式。我們樣本的構(gòu)成很重要，因為它意味著我們不會因為只抽到來自富裕程度類似的背景的孩子就看到EF的高遺傳性。更重要的是，由心理學(xué)家納奧米·弗里德曼在科羅拉多州領(lǐng)導(dǎo)的一個獨立實驗室發(fā)現(xiàn)了完全相同的結(jié)果，即完美的遺傳性，而其所用的雙胞胎樣本在接受測試時年齡較大?！?/p>

其次，這種幾乎完全可遺傳的特質(zhì)，對學(xué)生在州政府規(guī)定的學(xué)業(yè)成績測試中的表現(xiàn)有著驚人的預(yù)測作用。與美國各地的公立學(xué)校學(xué)生一樣，得克薩斯州的學(xué)生從三年級開始，在學(xué)年結(jié)束時必須參加數(shù)學(xué)和閱讀技能的標(biāo)準(zhǔn)化測試。我們收到了參加我們研究的孩子的成績單，所以我們可以看到他們在執(zhí)行功能測試中的表現(xiàn)能否預(yù)測他們在學(xué)校進(jìn)行的高利害測試中的表現(xiàn)。結(jié)果是確實如此：綜合執(zhí)行能力與學(xué)生的考試成績有0.4—0.5的相關(guān)性。

這只是一項研究，但它說明了一個更普遍的模式。長期以來，雙生子研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了遺傳對基本認(rèn)知能力有影響的證據(jù)。這些能力通常是在高度控制的實驗室環(huán)境中測量的，反過來又能預(yù)測受試者在各種測試中的表現(xiàn)，如州政府規(guī)定的小學(xué)成績測試，以及進(jìn)入大學(xué)和研究生院的入學(xué)測試。

這一模式在使用多基因指數(shù)而不是雙生子來研究遺傳影響的研究中也很明顯。正如我在上一節(jié)所述，如果我們對成年后的受教育程度進(jìn)行GWAS研究，然后用該GWAS的結(jié)果創(chuàng)建一個多基因指數(shù)，那么該多基因指數(shù)也與兒童在5歲時的智商測試成績相關(guān)。教育多基因指數(shù)還與兒童10歲時的閱讀能力、13歲時的智商分?jǐn)?shù)以及17歲時的大學(xué)入學(xué)考試分?jǐn)?shù)相關(guān)。

在正規(guī)教育的每一個階段，能夠快速記憶事實、輕松地調(diào)整注意力，并在頭腦中操作抽象信息的人，在考試中的表現(xiàn)更好。一個人是否在考試中表現(xiàn)良好，是他能否進(jìn)入學(xué)校教育下一階段的主要因素。

再談“什么”的問題：遺傳效應(yīng)不僅僅涉及智力

正如陀思妥耶夫斯基提醒我們的，“要想明智地行動，需要的不僅僅是智慧” 。記者保羅·圖赫在他的暢銷書《性格的力量：勇氣、好奇心、樂觀精神與孩子的未來》中提出，之所以“有些孩子成功，有些孩子失敗”，是因為成功的孩子擁有某些特定的“性格”特征，如“毅力、好奇心、自覺性、樂觀和自制力”。諾貝爾獎得主詹姆斯·赫克曼給出了一個類似的清單：“積極性、毅力和韌性，對人生的成功也很重要?！边@一系列特質(zhì)通常被稱為社會情感技能，或被更廣泛地稱為“非認(rèn)知”技能。

“非認(rèn)知”這個標(biāo)簽其實是用詞不當(dāng)：行為控制和人際交往能力顯然是基于大腦的、對認(rèn)知有很高要求的表型。但“非認(rèn)知”中的“非”是為了強調(diào)這些動機、行為和情感特征不是什么：它們不是認(rèn)知能力或?qū)W術(shù)成就標(biāo)準(zhǔn)化測試成績的同義詞。

《性格的力量》和安吉拉·達(dá)克沃思的《堅毅：釋放激情與堅持的力量》等書（這兩本書都登上了《紐約時報》暢銷榜），以及一些TED演講，如卡羅爾·德韋克博士關(guān)于思維模式的TED演講（觀看次數(shù)超過1200萬次），大大普及了關(guān)于非認(rèn)知技能的心理學(xué)研究。隨著“堅毅”(grit)和“成長型思維模式”(growthmindset)等詞成為流行語，關(guān)于遺傳在人的發(fā)展中的作用的猜測急速增多，比科研發(fā)展的速度更快，許多評論家迅速將這些技能與遺傳相對立。例如，圖赫寫道：“對年輕人的成功非常重要的性格優(yōu)勢”并不是“好運氣或好基因的結(jié)果”。注【Tough,HowChildrenSucceed.】同樣，喬納·萊勒（他現(xiàn)在已經(jīng)因為抄襲和捏造而名譽掃地）為《連線》雜志寫了一篇關(guān)于“堅毅的重要性”的文章，將堅毅描繪成與遺傳影響相抗衡的重要因素?！疤熨x的內(nèi)在性被高估了，我們的基因并沒有賦予我們特定的天賦……天賦其實就是勤奮地練習(xí)?！蔽彝茰y，公眾對非認(rèn)知能力之所以如此熱情，部分原因是它們被認(rèn)為不受遺傳因素的影響，而遺傳因素又困擾著關(guān)于認(rèn)知能力的討論。但“非認(rèn)知能力不受遺傳影響”的假設(shè)是不正確的。有三條證據(jù)表明，非認(rèn)知能力的發(fā)展是連接基因和教育結(jié)果的路徑的一部分。

首先，我們可以研究雙胞胎的非認(rèn)知技能。我在得克薩斯州參與指導(dǎo)的雙生子研究，設(shè)計了一套測量方法，試圖捕捉被認(rèn)為對教育和其他方面的成功重要的各種特質(zhì)（圖7.3）。這些特征包括過去幾十年社會心理學(xué)和教育心理學(xué)的“最重要發(fā)現(xiàn)”，包括堅毅、成長型思維模式、求知欲、掌握取向(masteryorientation)、自我概念(self-concept)和測試動機(testmotivation)。在我們的雙胞胎樣本中，非認(rèn)知技能具有適中的遺傳率（約60%），這一估計與大多數(shù)團隊發(fā)現(xiàn)的智商的遺傳率(50%—80%)一致。

第二，研究者從受教育程度GWAS中創(chuàng)建了多基因指數(shù)，并觀察這些多基因指數(shù)在兒童和青少年時期跟哪些表型（而不是認(rèn)知測試成績）相關(guān)。該研究發(fā)現(xiàn)，教育多基因指數(shù)與下列因素相關(guān)注

• 9歲兒童在成人眼中的人際交往能力（“友好、自信、合作或善于溝通”）
• 兒童在11歲時逃學(xué)的次數(shù)
• 12歲兒童被教師說有多動癥的可能性
• 青少年在15歲時，多么渴望有一天能從事地位高的職業(yè)，如醫(yī)學(xué)或工程學(xué)
• 人們在童年和成年時多么討人喜歡，對新事物的態(tài)度多么開放

第二，研究者從受教育程度GWAS中創(chuàng)建了多基因指數(shù)，并觀察這些多基因指數(shù)在兒童和青少年時期跟哪些表型（而不是認(rèn)知測試成績）相關(guān)。該研究發(fā)現(xiàn)，教育多基因指數(shù)與下列因素相

研究非認(rèn)知技能遺傳的第三種方法，是研究那些在受教育程度上有差異但在認(rèn)知能力測試上表現(xiàn)相似的人。這種方法能告訴我們：在從受教育程度中剔除認(rèn)知能力后，剩下的是什么？我和我的同事借用了這一策略，將其應(yīng)用于GWAS，測試哪些SNP與人在學(xué)校的學(xué)習(xí)表現(xiàn)（較高的受教育程度）的差異有關(guān)，然后剔除這些SNP與認(rèn)知測試成績的關(guān)系。剩下來的就是一組關(guān)于受教育程度的“非認(rèn)知”差異的GWAS結(jié)果。

對這些GWAS結(jié)果的一項早期的后續(xù)研究，比較了在“非認(rèn)知技能”多基因指數(shù)方面存在差異的兄弟姐妹，發(fā)現(xiàn)有證據(jù)表明我們的GWAS確實捕捉到了與教育成功有因果關(guān)系的基因。此外，我們用這些 GWAS結(jié)果來計算教育結(jié)果與其他多種性狀的“遺傳相關(guān)性”(genetic correlation)。遺傳相關(guān)性分析使用兩個不同性狀的GWAS結(jié)果，來估計影響每個性狀的基因之間的關(guān)系強度。

我們發(fā)現(xiàn)，與更大的教育成就有關(guān)的非認(rèn)知技能的遺傳特征，同多種不同類型的事物有關(guān)。在人格領(lǐng)域，非認(rèn)知遺傳特征與一種叫“經(jīng)驗開放性”(Openness to Experience)的特質(zhì)關(guān)系最密切，這種特質(zhì)反映了好奇心、學(xué)習(xí)欲望和對新奇經(jīng)驗的開放性。非認(rèn)知技能的遺傳特征也與延遲滿足的能力有關(guān)，延遲滿足的能力是由人們對較大的、較晚的獎勵而不是較小的、立即的獎勵的偏好程度來衡量的；非認(rèn)知技能的遺傳特征與較晚的生育有關(guān)；總的來講，也與較少的冒險行為有關(guān)?？傮w而言，我們的研究結(jié)果表明，非認(rèn)知技能確實是一項技能，許多不同的與遺傳相關(guān)的特征和行為都有助于人們?nèi)〉酶玫膶W(xué)業(yè)成果。

也有一些令人驚訝的情況。與非認(rèn)知技能相關(guān)的SNP跟幾種精神疾病的高風(fēng)險相關(guān)，包括精神分裂癥、雙相障礙癥、神經(jīng)性厭食癥和強迫癥。這一結(jié)果警告我們，不要把與“在目前的正規(guī)教育體制中取得更好成果”相關(guān)的遺傳變異看作是固有的“好”東西。一個單一的遺傳變異可能會使一個人在學(xué)校里取得更好成績的可能性增加一點點，但同一個變異也可能會增加人患精神分裂癥或其他嚴(yán)重精神障礙的風(fēng)險。

總的來說，這三條研究路線告訴我們，在理解遺傳如何影響與不平等相關(guān)的特征時，非認(rèn)知技能并非一張“免罪金牌”，也就是說，非認(rèn)知技能也受遺傳影響。一個人的基因型與一個人的最終受教育程度之所以相關(guān)的部分原因是，積極性、好奇心、人際交往能力和毅力這些能使人在學(xué)校取得更大成功的特征本身，就受到遺傳的影響。

“誰”的問題：遺傳效應(yīng)涉及人與人之間的相互作用

正如我在前文所述，遺傳效應(yīng)在生命的早期就很明顯了：在受教育程度GWAS中發(fā)現(xiàn)的基因早在產(chǎn)前就已獲得表達(dá)，并與5歲時的智商測試成績有關(guān)。同時，我們還觀察到一種可能看起來不直觀的模式：遺傳對認(rèn)知能力的影響，隨著時間的推移只會越來越強。一項元分析（將大量研究項目的數(shù)據(jù)匯集起來并加以總結(jié)的研究）發(fā)現(xiàn)，從出生到兒童期結(jié)束（即10歲左右），遺傳對認(rèn)知能力的影響迅速變強。遺傳對個性特征（如有序性和對新經(jīng)驗的開放性）的影響強度也有類似的增加，但持續(xù)時間更長，一直到30歲左右。

為什么隨著時間的推移，即使兒童積累了越來越多的環(huán)境經(jīng)驗，遺傳的影響仍然越來越強？理解這個明顯悖論的秘訣，是要理解這一點：人與社會環(huán)境的互動，是連接遺傳同心理和社會結(jié)果的因果鏈的重要組成部分。智力、好奇心、積極性、自律，這些并不是作為一個人的神經(jīng)系統(tǒng)的“固有”或“天生”的屬性在真空中出現(xiàn)的。相反，它們是隨著時間的推移而發(fā)展的，是兒童與他們生活中的人們之間相互作用的一部分。

在我們關(guān)于這個想法的第一項研究中，我們研究了一對4歲的雙胞胎兒童和他們的父母的樣本。我們通過拍攝父母（通常是母親）與孩子用兩袋玩具進(jìn)行10分鐘的互動，來衡量父母的教養(yǎng)行為。訓(xùn)練有素的評分者被要求對父母的認(rèn)知刺激(cognitive stimulation)水平打分：父母是否試圖教孩子一些能促進(jìn)他們語言或感知能力發(fā)展的東西，以及父母是否以適合孩子發(fā)展和跟蹤孩子興趣的方式來做這些事情？

我們發(fā)現(xiàn)兩個主要結(jié)果。首先，在2歲時有更先進(jìn)的認(rèn)知功能的孩子，在4歲時從他們的父母那里獲得了更多的認(rèn)知刺激，即使實驗者排除(controlling for)了父母以前的教養(yǎng)行為的影響。第二，在孩子2歲時為孩子提供更多認(rèn)知刺激的父母，其孩子在4歲時有更好的閱讀能力，即使實驗者排除了他們以前的認(rèn)知功能水平的影響。這項研究讓我們了解到因果鏈的早期部分：2歲時能夠更好地重復(fù)聲音和對玩具進(jìn)行分類的孩子，與不會咿呀學(xué)語的孩子相比，會得到父母不同的回應(yīng)。而父母提供的認(rèn)知刺激，對兒童在4歲時的閱讀能力也有影響。那么，在生命早期重復(fù)聲音的能力方面的最初遺傳優(yōu)勢，會通過孩子受到的教養(yǎng)行為的類型，在因果鏈中向下傳遞。

另一項使用多基因指數(shù)而非雙胞胎的研究，考察了幼童家庭環(huán)境的幾個不同方面，并測試了哪些方面與父母的遺傳特征有關(guān)，這些遺傳特征是通過父母的教育多基因指數(shù)來衡量的。訪談?wù)哌M(jìn)入家庭，測量父母有多么溫暖和親切，房子有多么安全和整潔，房子有多么混亂和無序，以及父母在認(rèn)知方面對孩子的刺激程度。其中，只有認(rèn)知刺激（通過玩具、拼圖和書籍的有無和多少，以及通過孩子與父母一起做的活動，如去動物園或博物館來衡量）同時與父母的遺傳特征和孩子最終在學(xué)校的發(fā)展程度是相關(guān)的。

與社會環(huán)境互動的重要性并非僅限于兒童發(fā)育的早期。我和我的同事做了一項研究，使用了大約3000名美國人樣本，他們在1994—1995年是高中生 。這個樣本很有意思，因為受試者既提供了他們的DNA供基因型分型，又給出了他們的高中成績單，這樣研究者就可以看到他們每年都上了哪些課程。結(jié)合這些不同的信息來源， 我們可以看到， 美國高中的分班(tracking)過程可能是連接學(xué)生的遺傳差異與最終受教育程度差異的因果鏈的一部分。

開始上高中時，大多數(shù)學(xué)生對他們要上哪種數(shù)學(xué)課有選擇權(quán)。根據(jù)一些因素（比如他們在八年級上了哪種數(shù)學(xué)課，他們對數(shù)學(xué)的喜歡程度和興趣有多大，他們的老師和輔導(dǎo)員對他們的評價，他們的父母對進(jìn)入大學(xué)的必要課程的了解程度），學(xué)生要么被安排在代數(shù)課（美國中學(xué)九年級學(xué)生最常見的數(shù)學(xué)課），要么被安排在“初級代數(shù)”這樣的補習(xí)課程，或者學(xué)生可以選擇幾何這樣的“高級”課程。

當(dāng)我為其他學(xué)者做關(guān)于高中數(shù)學(xué)成績的講座時，我請聽眾中有在高中學(xué)過微積分的人舉手。幾乎毫無例外，房間里的每個人都會舉手。大多數(shù)最終獲得理工科博士學(xué)位的人在高中時都有相當(dāng)高的數(shù)學(xué)訓(xùn)練水平。

但在高中階段就接受微積分訓(xùn)練，實際上是相當(dāng)罕見的。2018年，大約15%的美國高中畢業(yè)班學(xué)生完成了微積分課程，而在1990年代，在高中就學(xué)過微積分的學(xué)生更少，當(dāng)時大多數(shù)州只要求兩年的數(shù)學(xué)課程就可以從高中畢業(yè)。在我們用于研究的樣本中，在九年級學(xué)習(xí)幾何的學(xué)生中有44%最終參加了微積分課程，而在九年級學(xué)習(xí)代數(shù)的學(xué)生中只有4%最終參加了微積分課程。14歲的孩子在決定上哪種數(shù)學(xué)課時，他們可能不知道，如果他們選擇更難的課程，他們將有18倍于其他人的機會學(xué)習(xí)對未來的理工科工作至關(guān)重要的數(shù)學(xué)技能。

在美國，我們不會禁止紅頭發(fā)的人上學(xué)，但實際上，我們禁止那些在九年級沒有學(xué)過幾何的學(xué)生在高中學(xué)習(xí)微積分，（在美國許多州）我們禁止那些沒有完成“代數(shù)2”課程的學(xué)生從高中畢業(yè)或進(jìn)入重點公立大學(xué)。

線條的寬度代表高中每一年注冊每門數(shù)學(xué)課程的學(xué)生人數(shù)。線條的暗度代表注冊該課程的學(xué)生的平均教育多基因指數(shù)。多基因指數(shù)的值以標(biāo)準(zhǔn)差為單位。數(shù)據(jù)出自“全國青少年健康縱向研究”中的歐洲裔學(xué)生，他們在1990年代中期在美國高中就讀。

圖7.4直觀地顯示了基因在學(xué)生選修高中數(shù)學(xué)課程流向中發(fā)揮的作用。從上到下是按難度排序的不同數(shù)學(xué)課程，從微積分到基礎(chǔ)/數(shù)學(xué)補習(xí)班。從左到右是高中四年和學(xué)生的最終受教育程度。每年的“河流”的寬度代表遵循該特定課程軌跡的學(xué)生的數(shù)量?！昂恿鳌钡念伾顪\代表學(xué)生的教育多基因指數(shù)。

在圖中，我們看到，學(xué)生根據(jù)一些受遺傳影響的特征，被分成了不同的組，每組的學(xué)習(xí)機會不同，這導(dǎo)致了高中開始時教育的遺傳分層(genetic stratification)。對于學(xué)習(xí)幾何的學(xué)生來說，多基因“河流”的顏色已經(jīng)比學(xué)習(xí)初級代數(shù)的學(xué)生更深。從那里，我們看到了一個顯著的路徑依賴，隨后學(xué)習(xí)什么課程取決于之前學(xué)習(xí)了什么課程。同時，多基因指數(shù)低的學(xué)生在每一年都更有可能退出數(shù)學(xué)課程，這導(dǎo)致隨著高中學(xué)業(yè)的進(jìn)行，遺傳分層愈演愈烈。

我們應(yīng)該重新審視“機制”(mechanism)這個詞。當(dāng)高中畢業(yè)生申請大學(xué)時，高?？床坏剿蛩腄NA。不過，高?？梢钥吹綄W(xué)生的成績單，其中給出了關(guān)于學(xué)生是否已經(jīng)完成進(jìn)入大學(xué)所需的課程，包括“代數(shù)2”的信息。如果分班導(dǎo)致了學(xué)生的基因型與積累（或不積累）大學(xué)招生辦所關(guān)注的數(shù)學(xué)資質(zhì)相關(guān)，那么分班和大學(xué)招生就成了基因效應(yīng)的作用機制。學(xué)校將學(xué)生分配到不同課程、使學(xué)生升學(xué)和錄取學(xué)生的方式，將無形的DNA轉(zhuǎn)化為可見的學(xué)術(shù)能力證明。

再談紅發(fā)兒童

當(dāng)詹克斯在1970年代首次提出他的紅發(fā)兒童思想實驗時，人們逐漸明白，基因確實對學(xué)習(xí)成績、智力、收入、精神病理、健康和福祉有影響，但是，正如他正確指出的，這些遺傳效應(yīng)的可能的傳播機制極多。不過，在那之后的五十年里，我們已經(jīng)幸運地學(xué)到了一些東西。數(shù)以千計的遺傳變異對受教育程度和其他復(fù)雜的人類表型有影響。這些基因通過發(fā)生在神經(jīng)元和其他腦細(xì)胞中的大體上未知的細(xì)胞過程發(fā)揮其作用。這些細(xì)胞效應(yīng)在產(chǎn)前發(fā)育過程中已經(jīng)發(fā)生，它們對有機體的影響在兒童時期已經(jīng)很明顯，如更出色的早期詞匯量、更好的執(zhí)行功能和更強的非認(rèn)知技能。在這些技能方面具有較大初始優(yōu)勢的兒童，會得到父母和教育工作者的更好回應(yīng)：這樣的兒童在家里得到更多的認(rèn)知刺激，在學(xué)校得到更具挑戰(zhàn)性的課程，這兩種情況都會使他們的初始優(yōu)勢得到加強。而這整個過程要經(jīng)過多年的時間，在重視考試的正規(guī)教育體制的背景下進(jìn)行。

那么，紅發(fā)兒童的例子暗示的另一個問題——在哪些可能的替代世界里，這些因果鏈會被打破，而我們會愿意生活在這些可能的替代世界里嗎？本書的后半部分會探討這個問題。

講到這里，我希望我已經(jīng)讓你相信了三件事。第一，遺傳學(xué)研究已經(jīng)開發(fā)了一系列的方法，使用家庭成員對比、DNA測序以及兩者的組合，來估計基因?qū)θ祟悘?fù)雜性狀的影響。第二，遺傳學(xué)研究的壓倒性共識是，人與人之間的遺傳差異對誰能在正規(guī)教育中取得成功有影響，而正規(guī)教育的結(jié)果對許多其他方面的不平等有影響。第三，雖然這些遺傳差異的生物學(xué)特性在很大程度上仍然是個謎，但科學(xué)界在理

解遺傳對教育成功產(chǎn)生影響的心理介質(zhì)和社會介質(zhì)方面，正在取得進(jìn)展?，F(xiàn)在，讓我們把注意力轉(zhuǎn)向如何在政策和教育實踐中運用這些洞見，重新審視我們關(guān)于優(yōu)績主義的迷思。