数学天赋是遗传的吗？

看完电视剧《天才基本法》，你有没有对数学天才很崇拜，对数学激发了热情？那么，数学天赋是遗传的吗？

一

人们在寻找数学才能的遗传基础时，通常会采用一种方法，即检验兄弟姐妹，尤其是同卵双生子在数学成绩上的相关性。

同卵双生子拥有相同的基因型，经常在数学上表现出相似的水平。异卵双生子仅共享一半的基因，在数学成绩上存在较大的差异， 有时一个数学很好，而另一个则水平一般。通过比较多对同卵双生子和异卵双生子，就可以测量出“遗传力”。根据1960年代史蒂文·范登伯格进行的研究，遗传对数学的影响占到50%，表明约一半的数学成绩差异由个体间的遗传差异造成。

然而， 这个解释仍然存在很大争议。事实上，双生子研究方法受到了许多细节因素的影响。例如，研究表明，与异卵双生子相比，同卵双生子往往因在相同的教室，由相同的教师授课而得到完全相同的教育。他们具有相似天赋的原因，可能是他们受到相同的教育而非他们拥有相同的基因。

另一个潜在的影响是，在母亲的子宫内，将近70%的同卵双生子共用一个胎盘或同一套胚胎膜。显然，这种情况不会发生在异卵双生子中，因为他们来自独立的卵子。子宫环境中类似的生化成分使同卵双生子的大脑发育规律相同。即使数学才能的遗传性得到证明，双生子研究方法也无法明确这一研究过程究竟涉及了哪些基因。

在探索数学才能的生物基础的过程中，另一个模糊但有趣的线索是对比男女之间的差异。高水平的数学几乎是仅属于男性的领域。在史蒂文·史密斯有关杰出心算者的书中， 他描述了41位计算奇才， 其中仅有3位是女性。男性在数学上具有优势是一个世界性的现象。

但是，这一现象对于总人群的重要性是有限的，只有数学精英几乎全是由男性组成的。在整个人群中，男性在数学方面的优势较弱。在解决数学问题方面，男性明显领先;但在心算方面，女性以微弱优势领先。最后，男性和女性的差异出现在幼儿园开始时，在此之前没有检测到男性在数学方面有任何系统性的优势。尤其是在婴儿早期，男性的数学能力并不优于女性。

二

在我们的教育系统中，数学在几个关键阶段起到了过滤器的作用，每个阶段男孩都比女孩更容易通过。最终，我们社会中的女性很少有机会获得数学、物理或工程方面的顶级培训。

调查显示：平均来看，女性比男性在数学课程中表现出更多的焦虑; 她们对自己的能力不自信; 她们认为数学是一种典型的男性活动， 而且很少会在她们的职业生涯中用得到。另外，她們的父母，尤其是父亲，也会有同样的看法。显然，这些刻板印象逐渐形成了一种自我实现的预言。许多年轻女性缺乏对数学的热情，她们坚信自己不会在这个领域有所建树，这使她们忽视数学课程，也因此导致她们在数学方面较低的能力水平。

此外，有一些极端但是确凿的个案，其中数学能力明显受到与性别相关的神经异常的影响。例如，“智障学者”中的大多数计算天才都患有孤独症， 这种神经系统性疾病在男孩中的发病率是女孩的4倍。我们依然没有为性别、X染色体、激素、出生顺序和数学之间的这些神秘联系找到一个令人满意的解释。

神经心理学家诺曼·格施温德和他的同事认为，妊娠期间睾酮水平升高，可能会同时影响免疫系统和大脑半球的分化。睾酮可能会导致大脑左半球发育变缓。由此推测，左利手出现的可能性会因此而增加， 同时依靠大脑右半球加工的空间心理表征的操作能力也会提高。

这种精细的空间感会反过来使操纵数学概念变得更容易。因为睾酮是雄性激素， 这种假定的效应对男性的影响可能会比对女性的更大。同时，不难理解它可能由X染色体的部分基因控制，这就解释了数学和空间倾向的遗传性。

围绕这个至今令人迷惑不解的现象有众多线索，其中有这样一条———雄性激素可以直接影响发育中的大脑的组织结构。在发育过程中，性激素处于异常水平的被试者出现了空间和数学加工过程的改变。在这种激素变化的影响下，男性大脑的组织形式可能略微不同于女性。神经回路可能以一种目前为止仍然未知的方式发生了微妙的改变，这可以解释为什么男性在抽象数学空间中具有略微敏捷的能动性。

鉴于目前的知识水平，要超越理论的模糊性， 找到一个对数学天赋的简单、确定性解释是不可能的，但如果期待基因与天才之间有直接联系那就太天真了。它们之间的距离如此之大，只有多种扭曲的因果链才可以填补其间的空隙。天才的出现是多种因素的影响相融合的结果，包括遗传、激素、家族因素以及教育。

生物学因素和环境作用相互交织在一个牢不可破的因果链之中，通过生物学预测天才，或者让两个诺贝尔奖获得者结合，而生出一个小爱因斯坦都是不可能的。