為什麼人類 IQ 是可能達到1000的？

撰文 STEPHEN HSU

翻譯 徐寒易

插圖 GEMMA O』BRIEN

本文作者 Stephen Hsu 是密歇根州立大學的理論物理學教授、負責研究的副校長。他也是華大基因的科學顧問和該所認知基因實驗室的創辦人。

我總覺得馮·諾伊曼（von Neumann）的大腦說明他來自另一個物種，這個物種在演化上超越了人類。

——漢斯·貝特（Hans A. Bethe）

1967年諾貝爾物理學獎獲得者

「阿爾法兒童穿灰色。他們的工作要比我們辛苦得多，因為他們聰明得嚇人。我因為自己是比塔而非常高興，因為我用不著做那麼辛苦的工作。何況我們也比伽瑪們和德爾塔們要好得多。伽瑪們都很愚蠢。」

——阿道夫·赫胥黎，《美麗新世界》

列夫·達維多維奇·朗道（Lev Landau）是諾貝爾獎獲得者，也是蘇聯物理學的一個偉大學派的創始者之一。他有一個從1到5衡量理論學家的對數量表。分數為1的物理學家的影響力是分數為2的10倍，以此類推。他謙虛地把自己排在2.5分的位置，晚年把自己調到了2。排在1分的科學家有海森堡、玻爾、狄拉克以及其他少數人，而愛因斯坦的分數是0.5。

我的一些人文和生物等學科的朋友在得知物理學家和數學家（用博學的馮·諾伊曼代替愛因斯坦）用這種等級思維思考後感到非常震驚和煩惱。很明顯，他們領域的學者能力上的差別並不大。但我發現，朗道的設定很合理，許多物理學家做出了我無論如何無法做出的偉大貢獻。

我甚至相信，朗道的量表原則上還可以擴展，上限分值可以比愛因斯坦的0.5更小。對於認知能力的基因研究說明，人類 DNA 中存在一些變體，如果能夠將它們完美地組合起來，可以引發質變，創造出地球上前所未有的聰明人。簡單地說，這種人的 IQ 量級將位於1000——如果 IQ 在那時還有意義的話。

在丹尼爾·凱斯（Daniel Keyes）的小說《獻給阿爾吉儂的花束》（Flowers for Algernon）中，一個叫做查理·高登（Charlie Gordon）的成年智力障礙者在接受了一種實驗性療法後，IQ 從60飛升到了200左右，從一個被朋友欺負的麵包房小工變成了能輕易理解世界內在聯繫的天才。「我活在清晰和美的頂端，我以前從不知道有這樣的地方，」查理寫道，「沒有什麼能比在面對問題時想出無數解法更讓人快樂了…美、愛和真理合而為一，這就是喜悅。」超級智力與人類目前平均100的智力之間的對比，可能比小說里還要鮮明。

超級智力存在的可能性是由智力的基因基礎直接決定的。人類的身高和認知能力等特質由幾千個基因控制，其中的每個基因只起到很小的作用。我們可以通過已知的基因變體（也叫等位基因）對相應特質產生的正面或負面影響，推測出影響身高、IQ 等特質的常見基因變體的最小數量。

一夜成才：演員克里夫·羅伯遜（Cliff Robertson）扮演由麵包房小工變成天才的查理。在這幕由《獻給阿爾吉儂的花束》改編的拍攝於1967年的電影中，他正在研究一個迷宮。

社會科學基因組關聯聯盟（Social Science Genome Association Consortium，SSGAC）是一個由十幾個大學實驗室組成的國際合作組織。該組織已經在人類基因組中發現了不少影響認知能力的DNA區域。他們發現，人類 DNA 中的一些單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism，SNP）在統計上與智力相關，而在對超過10萬人的100萬個獨立 DNA 區域的多重檢驗進行修正後，這種相關性依然存在。

如果只有少量基因控制著我們的認知，那麼每個基因變體都會對 IQ 產生很大的影響。在這種情況下，一個基因的變異就足以讓兩個個體的 IQ 出現約15個點的差異。但是，研究人員目前能夠檢測到的這種差異的最大效應量（effect size）不到1個點。如果這個效應量更大，理應更容易被檢測到——但是我們沒有測到。

這就意味著，人們在 IQ 上表現出的差異應該至少與數千個等位基因相關。一項更加精細的分析（誤差也更大）估計，人體中總共約有1萬個與智力有關的等位基因。

每個基因變體都會略微加強或減弱個體的認知能力。我們的認知能力由許多微小效應疊加而成，所以，人群的認知能力在整體上呈正態分布，為常見的鐘形曲線，大多數人位於曲線的中部而非兩個尾部。如果一個人體內的正向基因變體（即可以增加 IQ 的變體）的數量超過了平均值，其 IQ 也會超過人均 IQ。將一個人的 IQ 從人均 IQ 提高一個標準差（也就是15點）所需的正向等位基因數量，和與智力相關的基因變體的數量的平方根（大約是100）成正比。換言之，每100個左右的額外正向變體就可以為個體增加15點 IQ。

人體內存在數千個潛在的正向變體，因此，上面這些計算的意義很明確：如果能用基因工程技術讓一個人獲得所有正向變體，這個人的認知能力將比整體平均水平高出100個標準差——這意味著超過1000點 IQ。

超級雞：人類對家養動植物的培育讓一些物種發生了多達30個標準差的改變。比如肉用雞的大小從1957年開始翻了超過兩番。人類IQ也可以通過同樣的方法超過1000。

然而，我們並不清楚 IQ 值高到這個地步意味著什麼。但是們有信心認為，不論如何，這樣的人，其能力將遠遠超過地球上存活過的1千億人中的任何一個。我們可以想像，所有智者最強的能力將同時出現在一個人身上，他們可以完美地回憶所有的圖像和語言，他們的思維和計算速度極快，並且擁有強大的幾何視覺（甚至在高維度上也是這樣）能力，能夠同時執行多項分析或者思考，等等等等。他們的智力將是查理·高登的平方（《獻給阿爾吉儂的花束》的主人公，在接受治療後獲得了高級智能）。

要塑造這樣一個「完人」，我們需要對他/她的基因組進行編輯，以確保其體內的1萬個智力基因位點上的變體都對智力有促進的作用。樂觀地講，未來，這可以通過類似最新的 CRISPR/Cas 系統的基因編輯技術實現。CRISPR/Cas 技術在過去幾年中引發了基因工程的革命。哈佛大學的遺傳學家 George Church 甚至認為，人類能夠使用 CRISPR 選擇性地編輯亞洲象的胚胎基因組，從而復活猛獁象。假如 Church 所言不虛，我們應該在新基因組時代的「新奇錄」上的「猛獁象」詞條旁邊添加上「超級天才」。

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「IQ 1000」這一預測背後的一些假設還在不斷地受到質疑。對於某些人來說，智力是否可以量化，仍然存在爭議。

諾貝爾物理學獎獲得者理查德·費曼（Richard Feynman）在自傳《別鬧了，費曼先生》（Surely You』re Joking, Mr. Feynman!）中，用整整一章討論了他對人文學科的迴避，他把這一章取名叫「好險，又過關了！」（Always Trying to Escape）。當他還是麻省理工學院（MIT）的學生時就說過：「我只對科學感興趣，其他科目我統統不擅長。」

他的話讓我們似曾相識。我們有時會覺得，數學很好的人通常在語言方面就弱一些，反過來也是這樣。這影響了我們對天才的理解，暗示「天才」是大腦某個特殊部分表現出的天賦，而不是全腦整體的最優體現。將個體的智力視做整體而進行的比較因此失去了意義，「IQ 1000」的概念變得站不住腳了。

但是，心理測量學研究卻描繪了一幅不同的圖景。這是一門意圖對智力本質進行測量的學科。幾百萬的觀測數據顯示，基本上，所有的「初級」認知能力（短期和長期記憶、語言的使用、數量和數字的使用、幾何關係的視覺化、模式識別等）之間都有正向的相關性。下圖顯示了一大群人的數學、語言和空間能力分數。圖中的空間並沒有被均勻填滿，點集群聚集在一個單軸（主軸）的橢圓形區域內。

聰明人什麼都聰明：天才計劃（Project Talent）研究了超過10萬名9年級學生的數學、語言和空間能力。點圖中表示的是他們在這三個領域的分數。一個領域的能力和其他兩個領域的能力正相關。

以上能力之間的正相關性說明，一個人的水平如果在某一領域（如數學）高於平均值，他/她在其他領域（如語言）很有可能也有超常表現。這些現象提示我們，在進行研究時的一個穩定有效的方法，是對描述認知能力的信息進行「壓縮」。通過將個體的測驗分數投射到主軸上，我們可以得到認知能力的測量單值：一般智力因素（g factor）。智力的二因論認為，人的智力分成一般智力因素 g 和特殊因素 s 兩部分，一般智力因素的差異是造成個體間智力差異的主要原因，而特殊因素描述的是一些特殊的能力。目前，市面上經過精心編製的IQ測試是在對 g 因素進行評估。

我們能通過 g 因素預測天才嗎？這裡可以用「數學早慧少年研究」（Study of Mathematically Precocious Youth, SMPY）來舉例說明。這個縱向研究通過美國高考SAT（它與 g 因素高度相關）來研究年紀小於13歲的神童。所有受試者都是能力排名最靠前的孩子，其中的前五分之一更是萬里挑一，甚至比萬里挑一更加厲害。

這項研究發現，早年測試成績越高的受試者，在步入中年後出人投地的可能性也會比其他人（甚至是這個高智商受試群里中的其他人）高出很多。比如，分數最高的前五分之一的受試者獲得專利的可能性是分數最低的受試者的6倍；前者獲得 STEM 學科（科學、技術、工程、數學）博士學位的可能性是後者的18倍；前者在美國排名前50大學拿到 STEM 學科終身教職的可能性是後者的8倍。我們可以合理地推論，g 因素在衡量智力上有重要的意義，它使得人與人之間可以進行粗略而有意義的比較。

IQ 1000背後的另一個潛在假設是，基因對認知能力有極大的影響，且 g 因素是可遺傳的。這個假設背後有很強的證據支持。實際上，行為遺傳學家和孿生子研究者羅伯特·普洛明（Robert Plomin）主張，「基因對於 g 因素的巨大影響，遠超過基因對人類其他特質的影響。」

科學家在孿生子和收養研究中發現，兩個個體間 IQ 的相關性與其血緣關係的親近程度成正比（這裡用個體間共有基因的佔比來定義「血緣關係」）。家庭環境對智力的影響很小：在同個家庭中長大，但生物意義上毫不相干的兄弟姐妹間的認知能力相關性接近0。在不同地點（包括不同國家）進行的大樣本研究均得到了類似的結果。

在物質條件健全的情況下，基因似乎決定了我們認知能力能夠達到的上限。但是，科學家在研究惡劣環境（比如貧窮、營養不良或者缺乏受教育機會）中的個體時發現，遺傳在這種情況下的影響力相對小了很多。當環境對個體十分不利時，人的潛能不會完全發揮出來，這就是所謂的弗林效應（The Flynn Effect，即一代比上一代的 IQ 測試值更高）產生的原因。

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「超級智力」似乎是一個遙不可及的夢，但不遠的未來，我們很可能會取得一些微小但意義深遠的進展。人類基因組以及相應表型（即個體的身體和心理特徵）的大型數據組可以大大增進我們理解基因密碼的能力，尤其能幫助我們預測人的認知能力。研究者使用高級統計演算法進行詳細計算後發現，我們需要數以百萬計的表型-基因型對才能解讀出智力的基因結構。

然而，基因分型成本的快速降低，使我們可能在未來十年內完成對智力基因結構的解構工作。如果參考現有的遺傳度估計（heritability estimates，用於指示基因對機體表現出某種形狀的貢獻度），基於基因組的智力預測，其準確性的標準差將小於總體人群 IQ 標準差的一半，即 IQ 的預測誤差是±10。

預測模型一旦成熟，就可以被運用到生殖領域中，比如用來選擇胚胎（選擇植入哪個人工受精卵）、主動基因編輯（如應用 CRISPR 技術）。拿胚胎選擇來講，父母可以從十幾個受精卵中挑選那些能夠將孩子的IQ增加15甚至更多的受精卵。

15個點的 IQ，可能就是一個學習很糟糕的孩子和一個能夠獲得好大學文憑的孩子之間的差距。從受精卵單細胞中提取基因並進行分型的技術已經非常成熟，目前，胚胎選擇的最後遺留的問題是如何預測複雜的表型。這些技術手段的成本可能會小於許多私立幼兒園的學費，而且這些技術可以給人的一生帶來好處。

這些技術可能會在相對較短的時間內成為現實，在此之前，我們必須嚴肅考慮隨之而來的複雜倫理問題。每個國家會決定各自在人類基因工程上的道德底線，我們可以預料到，各國的立場會有所不同。

幾乎可以肯定的是，一些國家會為人類基因工程放行，向想要使用這種生殖技術，並且有能力支付國際旅費的外國人打開大門。和大多數技術一樣，有金錢和權勢的人總能最先受益。但我相信，許多國家最終不僅會將人類基因工程合法化，甚至還會將其併入國家醫療保健體系（自願參保部分）。

如若不然，人類將面臨史上最大的不平等。

原文鏈接：http://nautil.us/issue/34/adaptation/super_intelligent-humans-are-coming-rp

參考文獻

1. Hsu, S.D.H. On the genetic architecture of intelligence and other quantitative traits. Preprint arXiv:1408.3421 (2014).

2. Plomin, R. IQ and human intelligence. The American Journal of Human Genetics 65, 1476-1477 (1999).