女生數學比男生差是缺乏雄性激素導致的嗎？

05-18

以下文章來自答主運營的微信公眾號「把科學帶回家」的原創文章。

L Eliot等

編譯七君

2017年，谷歌前員工 James Damore 的一份內部備忘錄火了。他在備忘錄中表示，技術行業男女比例懸殊的本質原因是因為男女存在生理差異。他說男性渴望地位，因此能夠承受高強度的技術工作；女性的焦慮感更強、抗壓能力更差，因此不適合呆在技術行業。他還說，睾酮這種雄性激素對大腦發育的影響或許就是這種差別的原因。

James Damore

許多人認為，即使有少數女性可以在數學等理工科里和男性一樣出色，甚至超越他們，但是一般來說女生的大腦和男生不一樣，她們天生對人類以及社會互動更有興趣，因此她們更適合教學、醫療等需要和人打交道的職業和學科，而不適合從事工程類的學科。甚至哈佛大學的一個前校長 Lawrence H. Summers 也曾支持男性的數學更好的觀點。

男女生的數學能力真的有差異嗎？

有，但在大學前差異不大，而且男生的優勢正在逐漸喪失。

由美國教育部發起的美國國家教育進展評估（National Assessment of Educational Progress）每年追蹤學生的閱讀、數學等成績，結果發現從1971年開始，女孩的閱讀成績每年都比男生好，而男生的數學成績也總是比女生好（儘管差異微小）。類似的男女差異也得到了國際學生能力評估項目（PISA）的肯定。

但是需要注意的是，男性在數學上的優勢似乎正在慢慢消失。

比如2008年發表在《科學》（Science）上的一項研究發現，從70年代開始，美國小學二年級到高三的男女數學成績的差異越來越小。而根據2017年美國國家科學基金會（NSF）公布的數據，2014年美國數學系本碩士畢業生中有40%以上的女生，攻讀數學研究生的女生比例超過1995年。

根據2017年美國國家科學基金會（NSF）公布的數據，2014年美國數學本科畢業生中約42%是女生。

而且，在過去的20年里，數學能力最強（前5%）的美國和印度中小學生中，男生的比例也下滑得很厲害。

數學上男女差異的原因很可能和空間認知能力有關。

猶他大學的人類學教授 Elizabeth Cashdan 表示，「空間能力是男女認知差異中最大的一個」。雖然男女在智商上並無差異，但男性容易對物體進行心理旋轉，他們也更容易追蹤視覺目標。

女性比男性強的認知能力：配對（連連看）、找序列的差異、回憶說過的詞語、精細動作、算數；
男性比女性強的認知能力：心理旋轉、投飛鏢、比較兩條線的斜率、數學推理。
圖片來源：DOREEN KIMURA AND JOHN MENGEL

這可以部分解釋為何女生數學弱於男生，而這種差異也是有進化根據的。Cashdan表示，從烏鴉到烏賊，雄性動物的活動範圍一般比雌性動物廣，它們也更傾向於探索未知的領地，因此它們對空間能力有更高的需求。對人類的研究也發現，和活動範圍較小的社會相比，那些活動範圍更大的社會中的成員的空間認知能力更好。

心理旋轉：4個物體中哪幾個是一樣的？

雄性激素是男女數學成績差異的原因嗎？

睾酮是男性的主要雄性激素。睾酮的確與空間能力有關，但是對男女的作用恰好是相反的。

科學家們曾經對睾酮和空間能力的關係進行過不少研究。先天性腎上腺皮質增生症（congenital adrenal hyperplasia, CAH）是一種使女嬰體內產生過量睾酮的基因疾病。一般來說有 CAH 基因缺陷的女性在出生後可以得到治療，但是在子宮裡發育的時候她們還是暴露在高濃度的睾酮中。

研究指出，這些具有 CAH 突變的女性的空間認知能力比她們的沒患病的姐妹要好。此外，在胚胎髮育時有更多雄性激素暴露的女孩的玩具偏好、攻擊性、性別認同以及認知能力的確和普通女孩不同。

不過，過多或過少的睾酮都不能促進空間能力。有一些研究發現，睾酮和空間認知能力之間呈倒U形的關係。

在1991年的一項經典研究中，睾酮水平越高的男性的空間認知和數學能力反而越差。在連續服用4周增加睾酮的藥物後，正常男性的空間認知能力也會下降。

再有，雖然男性不會像女性那樣每月有明顯的激素波動，但是男性的睾酮水平的確會在一天中出現峰值和谷值。男性的睾酮峰值出現在清晨，接著不斷下降，在12小時之後進入最低值。有意思的是，在睾酮峰值時參加空間能力測試的男性分數不如在之後參加測試的男性。而女性的情況則剛好倒過來。

男性睾酮在秋季的水平也高於春季，與此對應的是，男性的空間能力在春天也好於秋季。

這說明在促進空間認知能力方面，睾酮的最優值可能位於男性和女性的平均水平之間。

最重要的是，在上面提到的研究中，睾酮只和認知能力中的空間能力有關，和其他認知能力，比如語言能力並無關係。

另外，人的大腦有極強的可塑性，睾酮無法解釋所有的問題。

一項對2010年 PISA 的數據分析發現，男女平等指數也越高的國家的女生數學成績也越好。這是睾酮說無法解釋的。

斯坦福大學醫學中心的神經學教授 Josef Parvizi認為，「大腦是由經驗塑造的。從學習的神經基礎來看，大腦的神經連接網路在一生中都在被經歷改變。就算大腦天生帶著什麼結構來到世上，它的功能也在不斷地被後天所改寫。」

如果幼年的大腦重複接受到同樣的信號，比如不斷聽到和性別偏見有關的言論，執行相關任務的腦區之間的連接就會更加緊密，偏見就被植入了。

2016年一項對中國、美國等29個國家的10-14歲兒童的研究發現，實際上10歲的兒童已經有牢固的性別偏見了。這項研究的作者之一、來自約翰霍普金斯大學的人口家庭健康系系主任 Robert Blum 表示，「我們發現這些國家的10歲兒童都有這樣的偏見，他們認為男性更強、更有自信、是領導者，女性更弱更無能，應該閉嘴聽話」。

Blum 認為，從10歲這個年紀開始，女孩的世界就開始縮小，男孩的世界開始擴大，女孩被教育不要離家太遠，男孩則被鼓勵探索未知世界。

要知道，性別認同在青春期結束前並不固定。你或許就能想起幾個在小學或中學時是假小子，到了大學卻變成了淑女的例子。2011年，紐約大學和普林斯頓大學的研究者發現，如果在青春期不認同自己的性別，女孩不像男孩那樣會承受巨大的恥辱和指責，因此在小學裡大約有一半的女孩表示自己是假小子。

但是到了青春期末尾，性別角色開始就按照社會規範固定，不少女孩在這個階段為了強調個人身份而避免選擇顯得男性化的事物。令人遺憾的是，青春期也是孩子們開始形成職業觀的時候。2013年，瑞典隆德大學的一項研究發現，即使是那些高中時數學成績和男生一樣好的女孩也會避免選擇被男性統治的職業，比如航空航天還有計算機科學。

許多人認為，男女生在數學能力上的差別或許是因為他們的大腦本來就不一樣。那麼，男女的大腦究竟有沒有差別？

男性的大腦的確在任何年齡都比同齡女性大12%左右，但是從身體比例上看男性的大腦和女性沒有差別。可是，媒體上經常可以見到宣揚男女大腦結構差異的報道。

比如，2014年，賓夕法尼亞大學在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上發表的一項腦成像研究獲得了包括 BBC、洛杉磯時報、福布斯、華爾街日報在內的幾百家媒體的報道。這篇論文的標題是這樣的：「Difference in how men and women think are hard wired」（男性和女性在思考上存在生理差異）。

2014年發表在《美國國家科學院院刊》上的研究：「Difference in how men and women think are hard wired」。根據這項研究，男生的半球內連接較強，女生半球間連接較強。

根據BBC對這項研究的報道，「男性大腦前後的連接比較強，兩個半球之間的連接比較弱；女性大腦的兩個半球之間的連接比較強。」可是如果回顧歷史，在過去的使用類似腦成像技術的12個研究中，一些研究沒有發現男女之間的大腦差異，另一些研究結論則和它完全相反。

現在有越來越多的研究者傾向於把大腦的個體差異看作是心理性別，而非生理性別的表現。比如在2015年，一項發表在《美國國家科學院院刊》上的對1400個人類大腦的研究發現，僅從大腦很難判斷一個人的生理性別，大多數人的一部分腦區更像女性，而另一些腦區更像男性；如果把典型的男性和女性大腦放在一條線的兩邊，那麼大多數人的大腦性別位於兩者之間。

加州大學爾灣分校的神經生物學家 Larry Cahil 曾把男性和女性的大腦比喻成「非常不同的汽車」。澳大利亞墨爾本大學的心理學家 Cordelia Fine 卻在獲得英國皇家學會科學類圖書獎的著作《Testosterone Rex: Unmaking the Myths of Our Gendered Minds》（睾酮暴龍：闢謠大腦的性別說）中駁斥了這一觀點。

不管你是站男女大腦有別，還是站男女大腦無差異，兩派的學者各執一詞，這不恰恰說明男女大腦之間的差異這個問題很複雜，並沒有一刀切的結論嗎？

更重要的是，即使我們最終發現了男性和女性大腦之間的差異，我們也無法確定這是來自先天還是後天，因為人的大腦會被經歷雕塑。而正因為這種可塑性，女孩更應該被鼓勵多進行空間能力的訓練，彌補她們在這點上的（來自先天或後天）的不足。

不過癮？關注微信公眾號：「把科學帶回家」，有趣的科普一網打盡！

圖片來源：plant illustration， Odyssey，The Guardian, Huffington Post

參考資料：

De Haan, M., & Johnson, M. H. (Eds.). (2005). The cognitive neuroscience of development (Vol. 3). Psychology Press. pp. 217-224

http://www.babylab.ucla.edu/Papers/Escudero_etal_JECP(2013).pdf

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160289616302069?via%3Dihub

http://science.sciencemag.org/content/321/5888/494

http://www.pnas.org/content/112/50/15468

https://theconversation.com/does-biology-explain-why-men-outnumber-women-in-tech-82479

http://nautil.us/issue/32/space/men-are-better-at-maps-until-women-take-this-course

http://web.csulb.edu/~mhalim/pub/Halim_Dalmut_2011_Athletics_self-esteem_tomboys.pdf

http://gender.stanford.edu/news/2011/is-female-brain-innately-inferior

https://www.newscientist.com/article/2147963-kids-everywhere-have-damaging-gender-stereotyping-set-by-age-10/

https://www.scientificamerican.com/article/girl-brain-boy-brain/

http://www.ascd.org/publications/educational-leadership/summer11/vol68/num10/The-Myth-of-Pink-and-Blue-Brains.aspx

http://www.wjh.harvard.edu/~lds/pdfs/Shutts%20Banaji%20Spelke%202010.pdf

https://www.huffingtonpost.com/lise-eliot/do-brain-sex-differences-_b_5780598.html

https://www.huffingtonpost.com/lise-eliot/media-hype-and-the-scienc_b_4458458.html

K?gesten, A., Gibbs, S., Blum, R. W., Moreau, C., Chandra-Mouli, V., Herbert, A., & Amin, A. (2016). Understanding factors that shape gender attitudes in early adolescence globally: A mixed-methods systematic review. PloS one, 11(6), e0157805.

https://www.nsf.gov/statistics/2017/nsf17310/digest/fod-women/mathematics-and-statistics.cfm

https://lendseed.comeducation/9789264063945

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0039904

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1745699

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11585606