芥末翻 / 作者：介一隹
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本文譯自Individual differences in the learning potential of human beings,作者：Elsbeth Stern.譯者：王新佳.
（此篇文章是對原文的完整翻譯，對1月14日summary進(jìn)行補充。原文鏈接：https://www./articles/s41539-016-0003-0）
據(jù)我們所知，過去五萬年以來，人類大腦發(fā)育的遺傳基礎(chǔ)并沒有發(fā)生根本性的改變。但是在最近幾個世紀(jì)，人類在認(rèn)知潛能的作用下，極大地改變了世界。例如，人類發(fā)明了技術(shù)設(shè)備，建立了規(guī)范合作與競爭的機(jī)構(gòu)，建立了文字符號體系和用于推理的數(shù)學(xué)符號體系等。人類卓越的學(xué)習(xí)能力使新生兒能夠適應(yīng)他們所來到的世界；然而，等到他們?nèi)雽W(xué)時，不同個體的學(xué)習(xí)能力卻顯現(xiàn)出巨大的差異。在心理學(xué)領(lǐng)域，雖然認(rèn)知心理學(xué)開發(fā)了記憶和信息處理模型來嘗試解釋人類是如何學(xué)習(xí)的（普遍視角），但心理測量智力研究卻將焦點放在個體之間的智力差異（差異視角）上。盡管這兩個研究方向相對獨立，但由于都對工作記憶和知識建構(gòu)的理論開展研究，它們越來越趨向于一致。本文首先介紹了關(guān)于人類信息處理的最新研究狀況及其在學(xué)術(shù)領(lǐng)域的價值。之后，簡要回顧了心理測量智力研究的歷史，并介紹了有關(guān)智力在現(xiàn)代社會中的作用、智力先天后天論之爭等方面的最新研究成果。最后，在本文的結(jié)論中，討論了將普遍視角和差異視角兩個方向研究相結(jié)合的可行辦法。
人類的學(xué)習(xí)和信息處理能力
在心理學(xué)教科書中，往往將學(xué)習(xí)解釋為由于經(jīng)驗所產(chǎn)生的心理表征或行為的長期改變1。根據(jù)四個條件，學(xué)習(xí)不僅僅是臨時用到某種信息，或是對特定情況的一次性適應(yīng)，學(xué)習(xí)與心理變化有關(guān)，而這些變化又通過行為的變化表現(xiàn)出來。學(xué)習(xí)導(dǎo)致的心理和行為變化必須與源于身體內(nèi)部的變化（如成熟或疾病）區(qū)別開來。學(xué)習(xí)是人與環(huán)境的一種互動，人在需要適應(yīng)外界環(huán)境時就會開始學(xué)習(xí)。
從進(jìn)化角度來看，生物處在一個需要不斷完成任務(wù)（例如，獲得食物、避免威脅、交配）的世界，作為個體和物種去存活。所有類型生物的大腦都具有一項本能，就是不斷調(diào)節(jié)而適應(yīng)環(huán)境的需要。然而，由于環(huán)境是變化的，大腦必須足夠靈活增強(qiáng)適應(yīng)能力，在不同的刺激或在刺激和反應(yīng)之間建立新的聯(lián)系。在通常條件下，一個刺激往往預(yù)示著另一個刺激的發(fā)生，因此使得大腦對一個好的或壞的結(jié)果產(chǎn)生預(yù)期。在操作性條件反射下，人的行為會因其產(chǎn)生的后果而發(fā)生改變。人類經(jīng)常在一定條件下無意識地學(xué)習(xí)，對他們所處的環(huán)境做出反應(yīng)并不斷適應(yīng)它。
但是，對人類學(xué)習(xí)產(chǎn)生作用的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是條件本身，這是我們與其他物種不同的根本所在。所有生物都必須學(xué)會如何在它們所處環(huán)境中獲得食物，但只有人類會烹飪，并發(fā)明了多種方法來儲存和保存食物。雖然許多動物比人類跑得更快或者更善于攀巖，但只有人類發(fā)明了汽車和梯子。偶有證據(jù)表明，除了人類還有其他一些物種會使用工具并把這個能力傳給了后代，但是這無法與人類發(fā)明的幫助他們改變世界的工具相比較。在人類數(shù)千年的歷程中，從使用巨石陣狩獵到發(fā)明輪子、汽車直到iPhone，人類發(fā)展的巨變證明了人類具有獨特的心理靈活性。因為研究表明，與人腦發(fā)育有關(guān)的基因在過去的五萬年以來并沒有發(fā)生顯著的變化，這意味著人類的基因非常適應(yīng)這個世界的要求。人類的信息處理能力有什么特殊之處呢？通常的回答是人類具有一種獨特的有關(guān)意識和符號推理能力的資源，而這些符號推理能力主要是從語言的訓(xùn)練得來的。在過去的幾十年里，學(xué)者們在此基礎(chǔ)上對人類認(rèn)知領(lǐng)域進(jìn)行了大量的深入研究和匯總，現(xiàn)在我們已經(jīng)對人類學(xué)習(xí)有了更為全面的理解。
從普遍認(rèn)知視角看人類學(xué)習(xí)
學(xué)習(xí)體現(xiàn)在將信息存儲和處理之后以知識的形式表現(xiàn)。圖1是關(guān)于人類記憶的多存儲模型示意圖，它對信息編碼、存儲和提取進(jìn)行了建模。人類從視覺、聽覺和其他感覺器官不斷接收大量信息，感覺記憶活動是信息處理的第一步。在接收到的信息中，僅有一部分與引起了關(guān)注或?qū)π袨橛袑?dǎo)向作用的信息輸入到工作記憶，在認(rèn)知活動中由它負(fù)責(zé)暫時維護(hù)和處理這些信息。工作記憶可以控制人的注意力，從而以目標(biāo)為導(dǎo)向進(jìn)行有意識的信息處理。工作記憶為長時記憶把關(guān)，我們一般認(rèn)為后者有無限的容量。在這里，通過經(jīng)驗和學(xué)習(xí)獲得的信息存儲于不同的形式中，也存儲于多種符號系統(tǒng)中（如語言、文字、數(shù)學(xué)符號系統(tǒng)、圖畫、樂譜）。
圖1. 與Lennart Schalk博士共同開發(fā)的人類信息處理模型
人類信息處理的多存儲模式不是單向的，不應(yīng)將長時記憶視為信息存儲區(qū)或硬盤，認(rèn)為信息一旦保存就永遠(yuǎn)不變。長時記憶更適合用一個自我組織網(wǎng)絡(luò)模型來表示，它將語言詞匯、圖像或過程表示為關(guān)聯(lián)強(qiáng)度不同但相互關(guān)聯(lián)的節(jié)點。工作記憶負(fù)責(zé)管理來自感覺記憶的新信息和長時記憶中被激活的知識之間的互動。一個可能預(yù)示著危險的猛烈的突發(fā)刺激（例如，巨大的聲響或刺眼的強(qiáng)光）能中斷工作記憶活動。然而在大多數(shù)情況下，工作記憶過濾掉不相關(guān)的干擾信息，確保必要的目標(biāo)不受干擾。工作記憶對輸入的信息不斷地進(jìn)行篩選，將其與從長時記憶中獲取的知識相對照，并為滿足實現(xiàn)環(huán)境或自身目標(biāo)的需要做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。來自于感覺記憶和長期記憶中不恰當(dāng)和不合適的信息會被抑制，而這兩個來源中的恰當(dāng)和合適的信息則會得到更新。一個人對目標(biāo)的追求程度會影響到其對無關(guān)信息的抗干擾程度。在有意識學(xué)習(xí)的狀態(tài)下，工作記憶比走神更能防止不相關(guān)信息的干擾。如果對干擾信息的抑制較少，計劃外和無意識學(xué)習(xí)就會成為可能（即附帶學(xué)習(xí)）。
這些工作記憶活動通過增加新的節(jié)點和改變節(jié)點間聯(lián)系的強(qiáng)度永久地改變了長時記憶中的知識。圖1列舉了不同類型的知識；其中一些知識與感官輸入的信息密切相關(guān)，而另一些則是符號化的抽象表現(xiàn)。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，學(xué)習(xí)與知識表達(dá)的變化相聯(lián)系，而這會使工作記憶資源得到更好的利用。過程性知識（了解為什么）基于一套生成規(guī)則的系統(tǒng)引發(fā)一定的行為。
當(dāng)經(jīng)驗不斷重復(fù)時，一些規(guī)則之間的聯(lián)系會被彼此加強(qiáng)，因此僅需要調(diào)用最少的甚至不調(diào)用工作記憶資源，就可以完成一系列彼此關(guān)聯(lián)并相互觸發(fā)的行為。這個學(xué)習(xí)過程不僅可以更有效地提取特定的過程性知識，也可以在完全不占用工作記憶資源的情況下并行處理額外的信息。
有意義的學(xué)習(xí)需要構(gòu)建陳述性知識（了解它是什么），這種知識由符號系統(tǒng)（語言、腳本、數(shù)學(xué)或視覺-空間表示）來表達(dá)。學(xué)習(xí)對陳述性知識進(jìn)行重組。例如，將一些無關(guān)的知識片段組合成幾個有意義的信息單元。例如，讓一個人記住一串?dāng)?shù)字“91119893101990”顯然超出了工作記憶的能力。但如果你發(fā)現(xiàn)這里面包括德國歷史的兩個重要日期：1989年11月9日柏林墻倒塌日，和1990年10月3日兩德合并日，就有可能記住這串?dāng)?shù)字。這是因為知道這兩個日期的人從他們的長期記憶中檢索到它們，把這14個單個數(shù)字分成兩個單元塊，從而釋放掉工作記憶（對信息進(jìn)行暫時加工和貯存的容量有限的記憶系統(tǒng),在許多復(fù)雜的認(rèn)知活動中起重要作用）資源 。記憶大師可以記住長達(dá)幾十個數(shù)字的一串?dāng)?shù)，這是因為他們建立了一個非常復(fù)雜的知識庫，將大量輸入的信息分組記憶。
學(xué)習(xí)也表現(xiàn)在運用概念結(jié)構(gòu)和推理過程對陳述性知識加以擴(kuò)展。把“動物、生產(chǎn)、牛奶”這三個概念聯(lián)系起來，就構(gòu)成了奶牛的基本概念。通常情況下，概念有從屬關(guān)系中的上級（如如動物）和下級（如牛，袋熊）的順序，這為運用推理生成有意義的知識提供了基礎(chǔ)。如果一個人對袋熊的唯一了解就是它是一種動物，那么他仍然可以推斷出它需要食物和氧氣。由于每個人學(xué)習(xí)的歷史不同，他們對事物的概念可能有很大的差異。農(nóng)民或獸醫(yī)對奶牛的概念會關(guān)聯(lián)到比“動物、生產(chǎn)、牛奶”更多的概念，他們會將它與一個更大的動物網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起。在大多數(shù)農(nóng)民的長期記憶中，“牛”可能與“豬”有很強(qiáng)的聯(lián)系；而獸醫(yī)應(yīng)該會特別聯(lián)想到其他反芻動物。一個人如何選擇和表達(dá)所輸入的信息，主要決定于他的概念網(wǎng)絡(luò)，而概念網(wǎng)絡(luò)也決定了他掌握知識的專業(yè)程度。在眾多學(xué)術(shù)領(lǐng)域中，尤其是在STEM領(lǐng)域（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)），現(xiàn)已證明在專家和新手使用相同詞語時，他們對其含義的表述可能完全不同。這一點在物理學(xué)領(lǐng)域，特別是在機(jī)械領(lǐng)域已得到明確證實。我們可以將兒童視為普遍的新手；他們的日常概念主要基于事物的屬性特征，而受過教育的成年人通常考慮的是事物的定義特征。以“島嶼”這個詞為例，對于年幼的孩子來說，它主要是指一個溫暖的地方，人們可以在那里度過自己的假期。相比之下，成年人對島嶼的概念是指一片完全被水包圍但不足以被視為大陸的陸地。
對概念的理解從屬性到定義特征的轉(zhuǎn)變被稱為“觀念轉(zhuǎn)換”，以此為目標(biāo)的學(xué)習(xí)是學(xué)校教育的一項重要挑戰(zhàn)。學(xué)生們對一個學(xué)科核心概念的理解可以發(fā)生根本性的改變（例如，物理學(xué)中的重量的概念）。年紀(jì)較小的小學(xué)生一般會同意一小堆大米有重量，但是他們卻不相信一粒大米有重量。這是因為孩子們往往把“重量”和“重”混為一談，就不奇怪他們?yōu)槭裁催@么想了。因此，他們一般會相信一粒放在螞蟻背上的大米是有重量的。通過教學(xué)，學(xué)生通常會理解一個物體的重量可以利用天平來測量出，而不是由個人的感覺來決定。然而，僅認(rèn)為重量是代表一種物體屬性的概念，仍然與牛頓力學(xué)中物體重量是由兩個物體之間的關(guān)系來決定的概念不完全一致。后者對于重量的理解需要一個相互關(guān)聯(lián)的知識網(wǎng)絡(luò)，包括力、重力和質(zhì)量的概念等等。
課堂教學(xué)的結(jié)果是使學(xué)生們獲得了所學(xué)科目的過程性知識和概念性知識。過程是可以反復(fù)出現(xiàn)的，但領(lǐng)先科學(xué)中的高等概念，卻往往不那么直觀。為了更好地學(xué)習(xí)這種概念，教育學(xué)研究已經(jīng)將認(rèn)知學(xué)習(xí)研究的觀點納入進(jìn)來，并逐漸將其應(yīng)用于教學(xué)實踐。目前已開發(fā)和評估了多種教學(xué)方法，帶動學(xué)生們重組和重新定義他們的知識，從而促進(jìn)他們對高等概念的理解。這些方法包括自我解釋、對照案例、元認(rèn)知問題等。此外，認(rèn)知研究也為“學(xué)習(xí)對象分類”工具的發(fā)展提供了支持。“學(xué)習(xí)對象分類”方法已廣泛應(yīng)用于課程開發(fā)和教師培訓(xùn)計劃，對學(xué)習(xí)目標(biāo)定位、教學(xué)手段和教學(xué)評價提供支持。這個方法承認(rèn)過程性知識和概念性知識的區(qū)別，以六個認(rèn)知過程（如圖1所示）描述如何將知識轉(zhuǎn)化為可觀察效果。
人類先天的核心知識如何在學(xué)術(shù)學(xué)習(xí)中發(fā)揮作用
使人類成為最佳學(xué)習(xí)者的原因遠(yuǎn)不止上面所討論的一般記憶功能。與其他生物一樣，人類來到這個世界時并不是頭腦空空一片，而是具有所謂的核心知識（圖1）。這一點可以由對嬰兒進(jìn)行的優(yōu)先注視試驗來證實：首先，他們會對一定的刺激或情景習(xí)以為常，我們把它看作是第一場景刺激；然后，向嬰兒展示與前面不同的第二場景，如果他或她關(guān)注這個刺激的時間超過了關(guān)注第一場景的時間時，表明嬰兒可以區(qū)分這兩種刺激。這一現(xiàn)象有助于確定嬰兒是否覺察到與物理世界一般原則所違背的情況，比如物體的固態(tài)特性，即一個物體不能與另一個物體不能占據(jù)相同的空間。核心知識是通過很少的努力就可以獲得的特殊的學(xué)習(xí)和行為能力的一類知識，并且因為它，人類才具備了獨特的符號交流和推理能力，尤其語言學(xué)習(xí)能力。無可爭辯，人類生來就具有語言學(xué)習(xí)能力，包括對語言的語音、語法和社會方面的意識。
核心知識可以作為獲取文化知識的起點，例如在數(shù)字和數(shù)學(xué)推理領(lǐng)域，這一點已被詳細(xì)證實。嬰兒擁有兩個核心系統(tǒng)，最小在6個月大時，嬰兒就具有大致表達(dá)數(shù)字大小的能力，他們可以通過數(shù)量的多少區(qū)分?jǐn)?shù)字的大小。同樣大的孩子中，有一些能力突出的孩子甚至可以關(guān)注到三組不同數(shù)量的物體，這是由他們準(zhǔn)確的描述系統(tǒng)所決定的。數(shù)學(xué)方面能力的差別由兩個方面決定：核心系統(tǒng)和將核心系統(tǒng)連接到外部文化的數(shù)字符號系統(tǒng)。阿拉伯?dāng)?shù)字系統(tǒng)是世界上最常見的數(shù)字符號系統(tǒng)，它僅發(fā)明了一百多年，直到印度人將數(shù)字“0”從阿拉伯國家傳播到歐洲，才使十進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)才得以發(fā)展。基于符號系統(tǒng)的文化轉(zhuǎn)變是發(fā)展學(xué)術(shù)數(shù)學(xué)的關(guān)鍵。今天的孩子們上了幾年學(xué)就可以了解人類數(shù)百年發(fā)展起來的概念。高中數(shù)學(xué)課程中的內(nèi)容，如微積分，是在不到三個世紀(jì)以前才發(fā)展起來的。由于阿拉伯?dāng)?shù)字系統(tǒng)和羅馬數(shù)字系統(tǒng)之間存在差異，兩千年前出生的孩子不可能像今天的孩子們那樣運用相同的數(shù)字核心知識進(jìn)行學(xué)習(xí)。
人們的核心知識中有一些是與圖形向?qū)嚓P(guān)的，它幫助人們識別很多學(xué)科都涉及到的幾何圖形。文字的發(fā)明是人類文化發(fā)展的基石，它使語言以字母或其他符號的形式表現(xiàn)出來。文字是人類在大約五千年前發(fā)明的，而人類的基因卻在五萬年以前就出現(xiàn)了。顯然，與口頭語言不同，人類不是先天就適合從事寫作和閱讀活動的。但現(xiàn)在，大多數(shù)6歲的孩子在第一年開始識字學(xué)習(xí)時，通常就不會遇到太大的困難。這是因為，人類擁有很多對掌握讀寫能力有幫助的能力，其中最主要能力的就是語言、聽覺、視覺和繪圖。當(dāng)最初人類發(fā)明文字的時候，這些能力是相對獨立的?，F(xiàn)在的學(xué)校教孩子們讀和寫，主要就是想幫助其發(fā)展綜合能力。
在一些動物身上也發(fā)現(xiàn)了人類具有的核心知識，如數(shù)字和幾何。但正如我們所知，沒有其他動物發(fā)明了數(shù)學(xué)。只有人類能夠利用核心知識來發(fā)展更高的認(rèn)知，它是文化、技術(shù)和文明的先決條件。此外，人類的工作記憶是將以上提到的那些相對獨立的系統(tǒng)整合到一起的前提。工作記憶的潛能并不在出生時就全部發(fā)揮出來，而是在童年時代逐漸成熟，并可能會有一些改變，直到青春期時才會全部發(fā)揮出來。比方說，2歲以下的兒童就無法恰當(dāng)?shù)厍袚Q目標(biāo)和記憶符號。
總結(jié)一下前面討論的內(nèi)容，人類具有兩項獨特的學(xué)習(xí)能力資源。第一項是工作記憶功能，它是一種通用的資源，可以為下一步的活動同步協(xié)調(diào)多個心理表征。第二項是人類自古以來就擁有的模塊化核心知識，包括對空間、數(shù)量、物質(zhì)世界和社會世界的認(rèn)知。如果采用適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法，工作記憶可以將核心知識與語言、數(shù)字和其他符號系統(tǒng)聯(lián)系起來，為學(xué)術(shù)領(lǐng)域的推理和知識獲取提供基礎(chǔ)。這兩項資源都是人類與生俱來的，但同時也是個體存在差異的原因，下文將就此進(jìn)行探討。
人類的學(xué)習(xí)潛力并不相同：差異視角
20世紀(jì)初，隨著對個體學(xué)習(xí)潛力預(yù)測需求的出現(xiàn)，這個領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化測試開始發(fā)展。一個具有法律學(xué)學(xué)位的法國人Alfred Binet，為了判斷沒有達(dá)到學(xué)校要求的兒童是否患有精神發(fā)育遲緩或行為障礙，設(shè)計了一系列問題。當(dāng)今的智力測試中，仍然可以找到類似的問題。例如，讓兒童重復(fù)一些簡單的句子或一串?dāng)?shù)字，正著念再反著念；解釋一些詞語，比如“房子”或“錢”。當(dāng)被問到蒼蠅、螞蟻、蝴蝶和跳蚤有哪些相同點時，他們需要從記憶中再現(xiàn)這些圖畫。新成立的德國漢堡大學(xué)心理學(xué)教授William Stern，制定了第一個智商（IQ）測定公式來量化童年和青春期的智力個體差異：IQ=心理年齡/實際年齡*100，心理年齡是指特定年齡組的平均測試分?jǐn)?shù)。假如一個6歲孩子的測試分?jǐn)?shù)達(dá)到了在8歲孩子的平均分?jǐn)?shù)，則他的IQ=133。然而，從青春期開始，心理年齡評分逐漸趨于相近，而實際年齡線性增加，這導(dǎo)致IQ值的結(jié)果趨于下降——這顯然與現(xiàn)實不符。
美國的心理學(xué)家們在哈佛大學(xué)教授Robert Yerkes（后在耶魯大學(xué)）的領(lǐng)導(dǎo)下，開展了一項研究，對個人智力測試評分與同年齡組的其他人進(jìn)行比較。按照慣例，將平均IQ分?jǐn)?shù)定為100，計算出個體的實際得分與該值有多少標(biāo)準(zhǔn)偏差，這個方法一直沿用至今。第一次世界大戰(zhàn)期間，發(fā)明了一些測試方法用于篩選英語水平較低的年輕男性移民，推動了非口頭語言智力測試的發(fā)展。在英國，教育心理學(xué)家Cyril Burt倡導(dǎo)使用智力測試篩選一部分學(xué)生進(jìn)入高級學(xué)術(shù)學(xué)校。來自倫敦大學(xué)學(xué)院的Charles Spearman是最早關(guān)注口語表達(dá)、數(shù)字、視覺空間方面等測試項目之間的相關(guān)性的研究學(xué)者。他發(fā)現(xiàn)它們之間存在顯著的相關(guān)性，并設(shè)計了通用智能模型（系數(shù)g），在后面幾十年的時間里，在全世界開展多項研究對這一模型進(jìn)行了驗證。
20世紀(jì)初世界各地的科學(xué)家設(shè)計的高水平的智力2測試對之后的研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在1923年，杰出的實驗心理學(xué)家Edward Boring總結(jié)道，“智力是智力測試所要測試的目標(biāo)。這是一個狹義的定義，但卻是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赜懻摐y試問題的唯一出發(fā)點。智力的內(nèi)涵更為廣泛，所以希望心理學(xué)家可以找到更好的術(shù)語來表示它。既然如此，在未來科學(xué)研究可以擴(kuò)展它的定義之前，我們需要記住智力測試所測量的僅僅是可測部分的智力?！?。70多年以后，心理學(xué)家們在Linda GottFredson于1997年提出的智力定義達(dá)成了廣泛的共識：“智力是一種非常普遍的心理能力，包括推理、計劃、解決問題、抽象思維、理解復(fù)雜思想、快速學(xué)習(xí)和從經(jīng)驗中學(xué)習(xí)的能力。它既不單純指書本學(xué)習(xí)這種狹隘的學(xué)術(shù)技能，也不是應(yīng)對考試的智慧。進(jìn)一步說，它是一種更寬、更深的能力，是對我們所處環(huán)境的理解——“領(lǐng)會”、“搞懂事情”、“知道做什么”。從這個定義可以看出智力測試成績與學(xué)業(yè)上成功的相關(guān)性較高，卻與校外成功（如收入或職業(yè)狀態(tài)）的相關(guān)性較低，但它對于后者也很重要。
大量的縱向研究表明，智商在人的整個生命周期中是一個相當(dāng)穩(wěn)定的值，這一點在蘇格蘭的Lothian地區(qū)的出生隊列實驗中得到了非常可信的證實。這個實驗對1921年和1936年出生的11歲的兩組人進(jìn)行了智力測試，60多年后再對他們進(jìn)行了實驗，兩次結(jié)果非常接近，相關(guān)性r=.70（參考文獻(xiàn)55）。這組數(shù)據(jù)還顯示出，智力對人生成功的各種因素，包括職業(yè)、健康和壽命等具有重大的長期影響。
現(xiàn)已證明，智力測試成績是一種客觀、可靠和有效的指標(biāo)，可將其用于預(yù)測學(xué)習(xí)效果和生活是否成功。世界各地建立了大量的智力測試數(shù)據(jù)集，這有助于更好地理解人類認(rèn)知能力的基本結(jié)構(gòu)。雖然幾乎所有的數(shù)據(jù)集都可以提取出一個g因素3，但分測試之間有很大差異，這表明除一般認(rèn)知能力外存在個體差異。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在基于某一種形式（語言、數(shù)字或視覺空間）進(jìn)行測試時，各種形式之間是有相關(guān)性的，但需要的是不同的思想活動。另一方面，基于不同形式的測試也有相關(guān)性，它們可能發(fā)生了類似的心理活動（例如記憶或推理）。在一開始對智力測試進(jìn)行統(tǒng)計分析時，就明顯地體現(xiàn)出智力的層次結(jié)構(gòu)，即g因素在頂部，特殊因素在下面。盡管如此，智力研究學(xué)者們?nèi)匀缓茈y就第二級和以下水平的能力分類方法達(dá)成一致。1993年，在經(jīng)歷了幾十年的研究后，John Carroll發(fā)表了數(shù)百份用于智力結(jié)構(gòu)分析的數(shù)據(jù)集。他提出一個三層模型，其中g(shù)因素在頂層，中間層包括更廣泛的能力，如理解知識、推理、定量知識、讀寫、視覺和聽覺處理等。最底層是八十種更為細(xì)微的能力，如空間掃描、口語流暢度和聲音識別等。Carroll的工作被認(rèn)為是迄今為止在認(rèn)知能力個體差異結(jié)構(gòu)領(lǐng)域最全面的觀點。至今，科學(xué)家們?nèi)栽谟懻揼因素的解釋問題。g因素可能是大腦的一個綜合特征，它使得信息處理的效率或高或低（自上而下方法）。然而，有些數(shù)據(jù)集是根據(jù)智力模型設(shè)計的，根據(jù)模型，人腦由大量的單個能力組成，心理活動就是調(diào)用這些單個能力的過程（自下而上的方法）。在這種情況下，認(rèn)為g因素以一定的比例與精細(xì)能力配合發(fā)揮作用。
個體智力差異的遺傳原因
通過對同卵雙胞胎和異卵雙胞胎的研究，我們知道遺傳差異在很大程度上影響了智商的差異。同卵雙胞胎智力測試成績的相關(guān)性接近r=.80，幾乎等于測試的可靠性系數(shù)。另一方面，一起長大的同性異卵雙胞胎的智商相關(guān)性略高于.50，即普通兄弟姐妹的智商相關(guān)性。由于普通兄弟姐妹成長環(huán)境的相似度低于異卵雙胞胎的，因此這個結(jié)果符合環(huán)境因素對智力的影響。遺傳差異的量值是對比了大量同卵雙胞胎和異卵雙胞胎的各自相關(guān)性，并對它們進(jìn)行統(tǒng)計分析而得出的。雖然遺傳因素和智商有很大關(guān)系，但不表示我們可以通過一個人的DNA評估他或她的認(rèn)知能力。盡管我們給人類基因組計劃投入了大量的資金和努力，但在與認(rèn)知能力表達(dá)相關(guān)的基因的研究仍沒有取得多大的成功。智力是由大量的基因共同決定的，分布在整個基因組的每個基因都會發(fā)揮一小點作用。此外，這些基因似乎是以非常復(fù)雜的方式相互發(fā)生作用，并與環(huán)境發(fā)生作用。
在這個領(lǐng)域，有一個傳播得很廣泛但完全錯誤的觀點，就是將“遺傳原因”與“必然性”混為一談。這是因為人們沒有認(rèn)識到反應(yīng)規(guī)則的存在，這一概念由德國生物學(xué)家Richard Woltereck在1909年提出。反應(yīng)規(guī)則是指某一基因組由于環(huán)境的不同而產(chǎn)生不同的外在表現(xiàn)。人類的一些生理特征（例如眼睛的顏色）的反應(yīng)規(guī)則比較有限，即這類基因的表現(xiàn)很少會受到環(huán)境的影響。而另一些生理特征，如身高，具有較強(qiáng)的遺傳能力和相對寬泛的反應(yīng)規(guī)則。一個人是否能夠達(dá)到基因定義的高度，取決于他在兒童和青少年時期的營養(yǎng)狀況。食物充足的富裕國家的平均身高比營養(yǎng)匱乏的貧窮國家的平均身高要高。但在這兩個國家中，人們的身高也不盡相同。富裕國家的遺傳率幾乎接近100%，因為人人都享有足夠的營養(yǎng)。相反，在貧窮國家，一部分人營養(yǎng)充足而達(dá)到了他們基因所定義的高度；而另一些人營養(yǎng)不良，就沒有長到基因所定義的高度。對于身高而言，反應(yīng)規(guī)則很寬泛，基因的表現(xiàn)取決于兒童和青少年時期的營養(yǎng)。這也說明了為什么在過去幾十年中發(fā)達(dá)國家的人們有逐漸變高的趨勢。
環(huán)境對基因的表達(dá)有調(diào)節(jié)作用，因此，與其說“先天vs后天”，不如說“后天之于先天”[nf1] 更為準(zhǔn)確?；蚝铜h(huán)境之間存在復(fù)雜的相互作用，所以智力的遺傳力在人的生命周期中會增加。這個發(fā)現(xiàn)非常有意義，并且它在社會中已得到了充分的體現(xiàn)。無論是在工作還是私人生活中都充滿各種各樣的認(rèn)知活動，成人與兒童相比會更主動地選擇適合他們基因的特殊環(huán)境。人們一旦找到了適合自己的位置，就可以通過有意識的學(xué)習(xí)來提高他們的能力。
在智力測試發(fā)展的頭幾十年里，研究學(xué)者對非語言智力有效性的看法比較簡單，開展了所謂的文化無關(guān)或文化公平測試，它們基于視覺空間材料，如鏡像、迷宮、幾何圖形組和幾何圖形矩陣，對不同社會等級和文化水平的人進(jìn)行研究。現(xiàn)在已經(jīng)證明這個方法是錯誤的，因為到目前，已有大量證據(jù)表明學(xué)校教育對智力的發(fā)展、個體差異的形成和穩(wěn)定都產(chǎn)生了重要的影響。如果一個人的智力想要達(dá)到基因的最大潛力，就必須接受10年左右的制度化教育。
總之，關(guān)于雙胞胎和收養(yǎng)的研究表明，50-80%的IQ變化是由遺傳差異引起的。之所以存在這么大的比例，是因為研究對象的遺傳力，特別是基因的反應(yīng)規(guī)則影響了智力的發(fā)育。一般而言，與基因相關(guān)的智力測試得分差異越大，表明越多的社會成員獲得了學(xué)校教育、醫(yī)療和充足的營養(yǎng)。有強(qiáng)有力的證據(jù)表明，社會經(jīng)濟(jì)地位較低的家庭的智力遺傳力會下降。例如，處于較低社會經(jīng)濟(jì)狀況（SES）的異卵雙胞胎比較高SES的異卵雙胞胎在智力上更為相互接近，這表明在前面的條件下環(huán)境對他們的影響更強(qiáng)。換句話說，由于較低SES家庭所接觸的環(huán)境刺激少，與智力發(fā)展相關(guān)的基因的表達(dá)可能會受到阻礙。盡管可能難以想象，但智力的高遺傳力比率的確是社會經(jīng)濟(jì)和教育公平的一項重要指標(biāo)。此外，一個國家如果可以提供良好的營養(yǎng)、醫(yī)療和全員高質(zhì)量教育，國民的智力可以得到更好地發(fā)展， SES和遺傳力之間相互作用的大量分析研究已對這一點實現(xiàn)了證實。雖然美國的研究顯示了SES與遺傳力正相關(guān)，但一項來自于西歐和澳大利亞的經(jīng)濟(jì)和社會平等程度的高水平研究卻并非如此。
智力測驗分?jǐn)?shù)背后的認(rèn)知過程：個體在信息處理上的差異
在本文的第一部分中，我們對認(rèn)知過程進(jìn)行了討論，原則上因為它才使人類能夠發(fā)展出當(dāng)今世界這樣高水平的學(xué)術(shù)能力。在第二部分中，介紹了智力測試成績已被證明是預(yù)測學(xué)術(shù)和職業(yè)成功的有效指標(biāo)，而智商的差異主要來源于遺傳因素。幾十年來，認(rèn)知過程和心理測試智力的研究在很大程度上是相互獨立的，但隨著研究的進(jìn)行，它們越來越趨向于一致。那些研究人類認(rèn)知不同組成部分的測試揭示了巨大個體差異的存在，這些測試與智力測試密切相關(guān)。記憶功能測試與g因素測試有關(guān)。感官記憶測試表明，識別簡單刺激所需的時間（察覺時間）與智力呈負(fù)相關(guān)。關(guān)于工作記憶，有大量的研究表明，各類工作記憶功能與智商之間存在著實質(zhì)性的關(guān)系，他們的平均相關(guān)系數(shù)大于.50（參考文獻(xiàn)72-74）。在這些研究中，工作記憶功能是通過速度任務(wù)來衡量的，這些任務(wù)要求在有干擾的條件下，主動跟蹤目標(biāo)的輸入信息并作出反應(yīng)。神經(jīng)效率是智力的一項主要神經(jīng)特征；在完成智力測試項目以及工作記憶項目時，更聰明的個體表現(xiàn)出較少的大腦活動（通過腦電圖或功能性磁共振成像測量)。在信息處理效率方面，最小在4個月大的兒童身上已發(fā)現(xiàn)了差異。最重要的是，它們可以預(yù)測8歲兒童的心理智力。
這些結(jié)果清晰地表明，有一部分個體差異可以追溯到一般認(rèn)知能力的差異。但是，心理測量學(xué)研究也表明，除g因素外，個體之間在一個具體的層面上存在差異，其中在數(shù)字、語言和空間能力方面的差異較為明顯。面向嬰兒階段開始的縱向研究表明，造成這些差異的原因可以追溯到核心知識的差異。例如，非符號化的數(shù)字能力對數(shù)學(xué)能力有影響；在其他核心知識領(lǐng)域，尤其是在語言方面，也發(fā)現(xiàn)了類似的長期影響。
譯注：
①學(xué)習(xí)表現(xiàn)為行為或行為潛能的變化。通過學(xué)習(xí)，我們的行為會發(fā)生某種變化，如從不會游泳到會游泳。當(dāng)然，有些學(xué)習(xí)不會在我們的當(dāng)前行為中立即表現(xiàn)出來，但會影響我們對待事物的態(tài)度和價值觀，即改變我們的行為潛能，如宗教信仰；
②學(xué)習(xí)所引起的行為或行為潛能的變化是相對持久的，如學(xué)會游泳后游泳技能將終身不忘。藥物、疾病、疲勞等因素也會引起行為或行為潛能的變化，但這種變化是暫時的，因此不能稱為學(xué)習(xí)，如運動員使用興奮劑提高成績，學(xué)生因疾病降低學(xué)習(xí)成績等；
③學(xué)習(xí)是由反復(fù)經(jīng)驗引起的。有時候個體的生理成熟或衰老也會引起行為產(chǎn)生持久改變，如青春期少年的嗓音變化，這是由生理成熟引起的，與經(jīng)驗無關(guān)，所以不能稱為學(xué)習(xí)。由經(jīng)驗而產(chǎn)生的學(xué)習(xí)主要有兩種：一種是正規(guī)學(xué)習(xí)，如有計劃的訓(xùn)練或練習(xí)，學(xué)校的學(xué)習(xí)等；另一種是隨機(jī)學(xué)習(xí)，因偶然的生活經(jīng)歷而產(chǎn)生，如幼兒被開水燙一次就知道開水不能摸。
廣義的學(xué)習(xí)是指人與動物在生活過程中憑借經(jīng)驗產(chǎn)生的行為或行為潛能的相對持久的變化。次廣義的學(xué)習(xí)指人類的學(xué)習(xí)。狹義的學(xué)習(xí)專指學(xué)生的學(xué)習(xí)。
【2】：智力的定義
智力（Intelligence)是指生物一般性的精神能力。指人認(rèn)識、理解客觀事物并運用知識、經(jīng)驗等解決問題的能力，包括記憶、觀察、想象、思考、判斷等。這個能力包括以下幾點：理解、判斷、解決問題，抽象思維，表達(dá)意念以及語言和學(xué)習(xí)的能力。當(dāng)考慮到動物智力時，“智力”的定義也可以概括為：通過改變自身、改變環(huán)境或找到一個新的環(huán)境去有效地適應(yīng)環(huán)境的能力。智力也叫智能，是人們認(rèn)識客觀事物并運用知識解決實際問題的能力。智力包括多個方面，如觀察力、記憶力、想象力、分析判斷能力、思維能力、應(yīng)變能力等。智力的高低通常用智力商數(shù)來表示，是用以標(biāo)示智力發(fā)展水平。特別需要指出的是智力不指代智慧，兩者意義有一定的差別。
【3】：g因素
1904年斯皮爾曼（C.Spearman）提出了智力結(jié)構(gòu)的“二因素說”，即'G’因素（一般因素）和'S’因素（特殊因素）。
按二因論之要義，人類智力內(nèi)涵，包括著兩種因素：一為普通因素（general factor）簡稱G因素；另一為特殊因素（specific factor），簡稱S因素。按斯皮爾曼的解釋，人的普通能力系得自先天遺傳，主要表現(xiàn)在一般性生活活動上，從而顯示個人能力的高低。 S因素代表的特殊能力，只與少數(shù)生活活動有關(guān)，是個人在某方面表現(xiàn)的異于別人的能力。一般智力測驗所測量者，就是普通能力。斯皮爾曼的這一理論是最早的智力理論之一，把這一理論放到當(dāng)時流行的遺傳決定論相比，無疑是對智力落后教育的一種鼓舞，智力落后兒童的一般智力低于正常兒童是絕對的，但是也有些特殊兒童擁有一些特殊的能力，因此對智力落后兒童教育的可能性在理論上給予了支持。但是要指出的是該理論無疑過于簡化和不成熟，因此又無法給智力落后教育帶來更多的方法的改進(jìn)和原則的探索。
