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看完電視劇《天才基本法》，你有沒有對數(shù)學天才很崇拜，對數(shù)學激發(fā)了熱情？那么，數(shù)學天賦是遺傳的嗎？現(xiàn)在，科學解答來了。

在解決數(shù)學問題方面，男性明顯領先，但在心算方面，女性以微弱優(yōu)勢領先

人們在尋找數(shù)學才能的遺傳基礎時，通常會采用一種方法，即檢驗兄弟姐妹，尤其是同卵雙生子在數(shù)學成績上的相關性。

同卵雙生子擁有相同的基因型，經(jīng)常在數(shù)學上表現(xiàn)出相似的水平。異卵雙生子僅共享一半的基因，在數(shù)學成績上存在較大的差異，有時一個數(shù)學很好，而另一個則水平一般。通過比較多對同卵雙生子和異卵雙生子，就可以測量出“遺傳力”。根據(jù)20世紀60年代史蒂文·范登伯格進行的研究，遺傳對數(shù)學的影響占到50%，表明約一半的數(shù)學成績差異由個體間的遺傳差異造成。

然而，這個解釋仍然存在很大爭議。事實上，雙生子研究方法受到了許多細節(jié)因素的影響。例如，研究表明，與異卵雙生子相比，同卵雙生子往往因在相同的教室，由相同的教師授課而得到完全相同的教育。他們具有相似天賦的原因，可能是他們受到相同的教育而非他們擁有相同的基因。

另一個潛在的影響是，在母親的子宮內，將近70%的同卵雙生子共用一個胎盤或同一套胚胎膜。顯然，這種情況不會發(fā)生在異卵雙生子中，因為他們來自獨立的卵子。子宮環(huán)境中類似的生化成分使同卵雙生子的大腦發(fā)育規(guī)律相同。即使數(shù)學才能的遺傳性得到證明，雙生子研究方法也無法明確這一研究過程究竟涉及了哪些基因。

舉一個極端的例子，假設一個基因會影響身材，如果它的攜帶者經(jīng)常打籃球而忽視數(shù)學教育，那這個基因可能對數(shù)學能力有負面的影響！

在探索數(shù)學才能的生物基礎的過程中，另一個模糊但有趣的線索是對比男女之間的差異。高水平的數(shù)學幾乎是僅屬于男性的領域。在史蒂文·史密斯有關杰出心算者的書中，他描述了41個計算奇才，其中僅有3位是女性。男性在數(shù)學上具有優(yōu)勢是一個世界性的現(xiàn)象。

但是，這一現(xiàn)象對于總人群的重要性是有限的，只有數(shù)學精英幾乎全是由男性組成的。在整個人群中，男性在數(shù)學方面的優(yōu)勢較弱。

在解決數(shù)學問題方面，男性明顯領先，但在心算方面，女性以微弱優(yōu)勢領先。最后，男性和女性的差異出現(xiàn)在幼兒園開始時，在此之前沒有檢測到男性在數(shù)學方面有任何系統(tǒng)性的優(yōu)勢。尤其是在嬰兒早期，男性的數(shù)學能力并不優(yōu)于女性。

生物變量確實會影響數(shù)學才能

在我們的教育系統(tǒng)中，數(shù)學在幾個關鍵階段起到了過濾器的作用，每個階段男孩都比女孩更容易通過。最終，我們社會中的女性很少有機會獲得數(shù)學、物理或工程方面的頂級培訓。

心理學和社會學的許多因素使得女性在數(shù)學方面處于不利的境地。調查顯示，平均來看，女性比男性在數(shù)學課程中表現(xiàn)出更多的焦慮；她們對自己的能力不自信；她們認為數(shù)學是一種典型的男性活動，而且很少會在她們的職業(yè)生涯中用得到。另外，她們的父母，尤其是父親，也會有同樣的看法。

顯然，這些刻板印象逐漸形成了一種自我實現(xiàn)的預言。許多年輕女性缺乏對數(shù)學的熱情，她們堅信自己不會在這個領域有所建樹，這使她們忽視數(shù)學課程，也因此導致她們在數(shù)學方面較低的能力水平。

在中國，較優(yōu)秀的女性青少年獲得的數(shù)學分數(shù)不僅超過了美國女性青少年，而且還超過了美國男性青少年。這就證明，性別差異造成的影響小于教育策略的影響。一項對多種文獻的元分析表明，美國男性和女性在數(shù)學分數(shù)上的平均差異在30年間減少了一半，這種進步伴隨著同時期女性地位的提升。

那么，生物性別差異在其他的差距中還發(fā)揮著作用嗎？盡管在神經(jīng)生物學或遺傳學上還沒有發(fā)現(xiàn)有關男性數(shù)學優(yōu)勢的決定因素，但越來越多的線索促使人們開始懷疑，生物變量確實會影響數(shù)學才能，雖然這種影響是細微的。

有人選擇了一組有數(shù)學天賦的兒童，結果發(fā)現(xiàn)男孩和女孩的比例是13：1。與那組未被選中的兒童相比，這些有天賦的兒童有2倍的可能患過敏癥，4倍的可能是近視，以及2倍的可能是左利手，他們中60%是長子。顯然，把學者的原型想象成一個左利手、多病，并且戴著眼鏡的獨生子，也并非完全沒有根據(jù)。

數(shù)學能力明顯受到與性別相關的神經(jīng)異常的影響

此外，有一些極端但是確鑿的個案，其中數(shù)學能力明顯受到與性別相關的神經(jīng)異常的影響。例如，“智障學者”中的大多數(shù)計算天才都患有孤獨癥，這種神經(jīng)系統(tǒng)性疾病在男孩中的發(fā)病率是女孩的4倍。的確，孤獨癥與X染色體的變異是相關的，如脆性X綜合征。

相反，特納氏綜合征是一種只影響女性的遺傳疾病，與X染色體的缺失相關。事實上，除了某些身體的畸形，患特納氏綜合征的女性在數(shù)學和空間心理表征方面也會表現(xiàn)出嚴重的特定認知障礙，盡管她們的智商可能處于正常水平。一部分原因是卵巢萎縮引起性激素分泌異常。實際上，早期激素治療能夠改善她們在數(shù)學和空間方面的認知表現(xiàn)。

我們依然沒有為性別、X染色體、激素、利手、過敏、出生順序和數(shù)學之間的這些神秘聯(lián)系找到一個令人滿意的解釋。今天我們所能做的，就是把可能性最大的因果鏈以一種創(chuàng)作印象派畫作的方式描述出來，一些科學家稱之為“原來如此的故事”。

神經(jīng)心理學家諾曼·格施溫德和他的同事認為，妊娠期間睪酮水平升高，可能會同時影響免疫系統(tǒng)和大腦半球的分化。睪酮可能會導致大腦左半球發(fā)育變緩。由此推測，左利手出現(xiàn)的可能性會因此而增加，同時，依靠大腦右半球加工的空間心理表征的操作能力也會提高。

這種精細的空間感會反過來使操縱數(shù)學概念變得更容易。因為睪酮是雄性激素，這種假定的級聯(lián)效應對男性的影響可能會比對女性的更大。同時，不難理解它可能由X染色體的部分基因控制，這就解釋了數(shù)學和空間傾向的遺傳性。

圍繞這個至今令人迷惑不解的現(xiàn)象有眾多線索，其中有這樣一條：雄性激素可以直接影響發(fā)育中的大腦的組織結構。在發(fā)育過程中，性激素處于異常水平的被試者出現(xiàn)了空間和數(shù)學加工過程的改變。在這種激素變化的影響下，男性大腦的組織形式可能略微不同于女性。神經(jīng)回路可能以一種目前為止仍然未知的方式發(fā)生了微妙的改變，這可以解釋為什么男性在抽象數(shù)學空間中具有略微敏捷的能動性。

鑒于目前的知識水平，要超越理論的模糊性，找到一個對數(shù)學天賦的簡單、確定性解釋是不可能的，但如果期待基因與天才之間有直接聯(lián)系那就太天真了。它們之間的距離如此之大，只有多種扭曲的因果鏈才可以填補其間的空隙。天才的出現(xiàn)是多種因素的影響相融合的結果，包括遺傳、激素、家族因素以及教育。

生物學因素和環(huán)境作用相互交織在一個牢不可破的因果鏈之中，通過生物學預測天才，或者讓兩個諾貝爾獎獲得者結合而生出一個小愛因斯坦，都是不可能的。