社会科学基因组关联联盟(Social Science Genome Association Consortium,SSGAC)是一个由十几个大学实验室组成的国际合作组织。该组织已经在人类基因组中发现了不少影响认知能力的DNA区域。他们发现,人类 DNA 中的一些单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)在统计上与智力相关,而在对超过10万人的100万个独立 DNA 区域的多重检验进行修正后,这种相关性依然存在。
如果只有少量基因控制着我们的认知,那么每个基因变体都会对 IQ 产生很大的影响。在这种情况下,一个基因的变异就足以让两个个体的 IQ 出现约15个点的差异。但是,研究人员目前能够检测到的这种差异的最大效应量(effect size)不到1个点。如果这个效应量更大,理应更容易被检测到——但是我们没有测到。
这就意味着,人们在 IQ 上表现出的差异应该至少与数千个等位基因相关。一项更加精细的分析(误差也更大)估计,人体中总共约有1万个与智力有关的等位基因。
每个基因变体都会略微加强或减弱个体的认知能力。我们的认知能力由许多微小效应叠加而成,所以,人群的认知能力在整体上呈正态分布,为常见的钟形曲线,大多数人位于曲线的中部而非两个尾部。如果一个人体内的正向基因变体(即可以增加 IQ 的变体)的数量超过了平均值,其 IQ 也会超过人均 IQ。将一个人的 IQ 从人均 IQ 提高一个标准差(也就是15点)所需的正向等位基因数量,和与智力相关的基因变体的数量的平方根(大约是100)成正比。换言之,每100个左右的额外正向变体就可以为个体增加15点 IQ。
然而,我们并不清楚 IQ 值高到这个地步意味着什么。但是们有信心认为,不论如何,这样的人,其能力将远远超过地球上存活过的1千亿人中的任何一个。我们可以想象,所有智者最强的能力将同时出现在一个人身上,他们可以完美地回忆所有的图像和语言,他们的思维和计算速度极快,并且拥有强大的几何视觉(甚至在高维度上也是这样)能力,能够同时执行多项分析或者思考,等等等等。他们的智力将是查理·高登的平方(《献给阿尔吉侬的花束》的主人公,在接受治疗后获得了高级智能)。
要塑造这样一个“完人”,我们需要对他/她的基因组进行编辑,以确保其体内的1万个智力基因位点上的变体都对智力有促进的作用。乐观地讲,未来,这可以通过类似最新的 CRISPR/Cas 系统的基因编辑技术实现。CRISPR/Cas 技术在过去几年中引发了基因工程的革命。哈佛大学的遗传学家 George Church 甚至认为,人类能够使用 CRISPR 选择性地编辑亚洲象的胚胎基因组,从而复活猛犸象。假如 Church 所言不虚,我们应该在新基因组时代的“新奇录”上的“猛犸象”词条旁边添加上“超级天才”。
诺贝尔物理学奖获得者理查德·费曼(Richard Feynman)在自传《别闹了,费曼先生》(Surely You’re Joking, Mr. Feynman!)中,用整整一章讨论了他对人文学科的回避,他把这一章取名叫“好险,又过关了!”(Always Trying to Escape)。当他还是麻省理工学院(MIT)的学生时就说过:“我只对科学感兴趣,其他科目我统统不擅长。”
以上能力之间的正相关性说明,一个人的水平如果在某一领域(如数学)高于平均值,他/她在其他领域(如语言)很有可能也有超常表现。这些现象提示我们,在进行研究时的一个稳定有效的方法,是对描述认知能力的信息进行“压缩”。通过将个体的测验分数投射到主轴上,我们可以得到认知能力的测量单值:一般智力因素(g factor)。智力的二因论认为,人的智力分成一般智力因素 g 和特殊因素 s 两部分,一般智力因素的差异是造成个体间智力差异的主要原因,而特殊因素描述的是一些特殊的能力。目前,市面上经过精心编制的IQ测试是在对 g 因素进行评估。
我们能通过 g 因素预测天才吗?这里可以用“数学早慧少年研究”(Study of Mathematically Precocious Youth, SMPY)来举例说明。这个纵向研究通过美国高考SAT(它与 g 因素高度相关)来研究年纪小于13岁的神童。所有受试者都是能力排名最靠前的孩子,其中的前五分之一更是万里挑一,甚至比万里挑一更加厉害。
IQ 1000背后的另一个潜在假设是,基因对认知能力有极大的影响,且 g 因素是可遗传的。这个假设背后有很强的证据支持。实际上,行为遗传学家和孪生子研究者罗伯特·普洛明(Robert Plomin)主张,“基因对于 g 因素的巨大影响,远超过基因对人类其他特质的影响。”
科学家在孪生子和收养研究中发现,两个个体间 IQ 的相关性与其血缘关系的亲近程度成正比(这里用个体间共有基因的占比来定义“血缘关系”)。家庭环境对智力的影响很小:在同个家庭中长大,但生物意义上毫不相干的兄弟姐妹间的认知能力相关性接近0。在不同地点(包括不同国家)进行的大样本研究均得到了类似的结果。
在物质条件健全的情况下,基因似乎决定了我们认知能力能够达到的上限。但是,科学家在研究恶劣环境(比如贫穷、营养不良或者缺乏受教育机会)中的个体时发现,遗传在这种情况下的影响力相对小了很多。当环境对个体十分不利时,人的潜能不会完全发挥出来,这就是所谓的弗林效应(The Flynn Effect,即一代比上一代的 IQ 测试值更高)产生的原因。
然而,基因分型成本的快速降低,使我们可能在未来十年内完成对智力基因结构的解构工作。如果参考现有的遗传度估计(heritability estimates,用于指示基因对机体表现出某种形状的贡献度),基于基因组的智力预测,其准确性的标准差将小于总体人群 IQ 标准差的一半,即 IQ 的预测误差是±10。