智能和脑的大小

公元前3世纪，古埃及亚历山大城的埃拉西斯特拉图斯（Erasistratus）提出，人的大脑半球最为复杂。当然也有人说他的这一思想来源于他的同事希罗菲勒斯（Herophilus）。无论如何，古希腊人首先猜想到脑在某种程度上可能与智能存在关系。其后有关不同物种的脑的问题争论不断，16世纪维萨里重拾旧说，亲自动手解剖不同动物的脑，并把它们的智能高低和脑的大小联系了起来。他在其《人体的构造》一书中说道：

当然，在绵羊、山羊、牛、猫、猩猩、狗和我解剖过的鸟类的脑中，都有和人脑中相对应的部位，脑室也是如此。除了大小之外，我们找不到有多大不同，虽然这些动物的智能大相径庭。人脑最大，其次是猩猩，再次为狗，如此等等，其次序和我们所知道的这些动物的智力一致。人脑不仅相对于其身体来说很大，实际上它比其他动物的脑都大。

图5-1　维萨里。

17世纪末，人们已经普遍接受了正是大脑半球的大小把人和其他动物区分开来的观点，并且相信大脑是智能和意志之所在。达尔文也相信动物认知能力的提高和脑的增大有关。但是后来人们发现动物的智能并不仅仅取决于其脑的大小。因为一般说来，动物越大，其脑也越大，但是这增大了的脑的很大一部分是用于主管大大增加的皮肤表面的触觉及支配更多的肌肉运动等和智能无关的日常事务。例如，一头牛的脑比一只小鼠的脑大了100倍，但是二者的智能却相差不多。

1891年，瓦勒（August Disire Waller）在他出版的教科书《人体生理学》（Human Physiology）一书中，把脑重和体重之比作为衡量智能高低的指标，结果人的脑体比在他研究过的动物中遥遥领先。19世纪末，荷兰解剖学家杜波依斯（Eugene Dubois）相信脑体比大的动物会更聪明，在此基础上他与其他学者收集并统计了3690种动物身体、器官及腺体的重量数据，确立了动物脑容量与体型大小间的数学关系。他们发现：平均说来，脑重的增长速率赶不上体重的增长，其间的关系服从某种3/4幂次方的关系。

图5-2　脊椎动物脑的主要解剖结构。此处将鲨鱼和人的脑相比较。基本的部分都可以一一对应，但是形状和尺寸有巨大的不同。

表5-1　若干动物的脑重、体重和脑体比

于是，杜波依斯提出了一个新的度量智能的指标——“脑商”（encephalization quotient）。由于不同种类的动物其智能的脑机制可能很不相同，例如鸟类中鹦鹉和鸦类的智能的程度甚至比某些灵长类动物还高，因此在比较不同种类动物的智能时只能分门别类地进行。而脑商正是从同一类动物中选取某个动物的脑体比作为标准，然后取其他动物的脑体比和该动物的脑体比所得的比值。以哺乳动物的智能分析为例，选取猫的脑体比作为标准，得出其他各种哺乳动物的脑商，如下表所示：

表5-2　取猫的脑体比作为标准时各种哺乳动物的脑商

脑商反映了一个物种的大脑增长速度偏离3/4幂律的倍数，其值越大智能发展程度越高。但值得注意的是，在上表中智能程度较高的黑猩猩的脑商却远在卷尾猴和长臂猿之下，这又和事实不符了。另外，不同种类的动物如哺乳动物和鸟类该如何比较智能也是个问题。况且，即使对人科动物来讲，问题也没有得到完全解决。原始的尼安德特人的脑容量有1520立方厘米，而现代人的脑容量却只有1340立方厘米。虽然尼安德特人的智力确实要高于大猩猩，他们会制作工具，但是绝不能和现代人同日而语。我们从智人祖先发展到现在，脑容量不仅没有增大，反而减小了150立方厘米。所以尽管脑体比或脑商是和智能有关的一个重要因素，但它们都无法决定智能的高低，也许脑结构的复杂性在其中扮演着更为重要的角色。

正是在脑越重的物种越聪明的思潮之下，一些人相信脑的大小不仅能反映不同物种之间智能上的差别，还能反映人类自身中不同种族及不同社会阶层的人的智能差别。不少人热衷于测量这些人的脑或颅顶，企图以此来证明某些种族（在当时的历史环境下，指的都是白种人）和某些社会阶层（指的是当时的社会精英）的优越性，从而走上了歧途。这些人抱着种族偏见或者阶级偏见，选择性地报道有利于他们偏见的个例。

即使是伟大的布罗卡也未能免俗，他也坚持认为有教养人士的脑要比无知愚民的大。他甚至声称：“在其他条件都相同的情况下，智力发育和脑的容积之间存在着明显的关系。”他也认为不同种族的人在智能上有所差别，欧洲人的脑要比其他种族的脑大。虽然和当时绝大多数的欧洲人一样，他并不信奉种族平等，但是他也是一位人道主义者，反对奴隶制和种族压迫。后来他对他原来的结论也有所修正，因为他发现某些黄种人（如因纽特人、马来人、塔塔尔人等）的脑比欧洲人还要重一些，另外他还发现出土的克鲁马努人（Cro-Magnon）⁽¹⁾的颅腔比当代的法国人还要大。

不过这一潮流并未因此消退，此后许多人想通过比较欧洲人和非洲黑人或其他人种人的脑重差别来说明欧洲人的优越性。例如，美国的埃及学家诺特（Josiah Clark Nott）和格利顿（George Robins Gliddon）甚至不惜在他们的书中故意把非洲黑人的下颚画得往前突出，同时歪曲了猩猩的颅骨和脸部，以使读者得出黑人更像猩猩，而不像白人。一直到希特勒纳粹的医生们还在竭力寻找这样的“科学”根据来说明雅利安种族的优越性和对犹太人等“劣等种族”进行种族灭绝的“合理性”。

不仅在种族问题上，在性别问题上，长期以来大男子主义者也以男女脑的差异来说明妇女要比男子低一等。亚里士多德曾说过：“男子的脑最大，男子的脑要比女子大。”一直到19世纪，关于女性的智力低于男性的观念依然十分普遍，这也成了当时女子不用受高等教育的“理由”。颅相学的创始人加尔认为妇女的脑要比男子小，所以妇女没有男子聪明。极具讽刺意味的是，他死后对他脑的测量表明他的脑比妇女的平均脑重还要轻若干克。勒邦（Gustave Le Bon）竭力把女性的智力和所谓的“劣等种族”的智力进行比较。1879年他甚至还把女性的脑和猩猩的脑进行比较！虽然他无法否认确实有杰出的妇女其智力优于一般的男子，但是他强词夺理地断言：“这种情况极其稀少，这就像生出一个有两个头的猩猩的怪胎那样的稀奇，因此我们可以完全把这种情况略去不计。”

一直到20世纪，人们在考虑了男女体重的差别之后，才发现前人关于女性的脑比男性的脑要原始、简单和更接近于猿的观点并没有可信的科学根据。1909年马尔（Mall）说道：“经常有人讲妇女的脑简单，但是如果不考虑到脑重的话，从一大堆脑中按性别把这些脑分成两大类是大成问题的。”

为什么在那么长的时间里，有那么多的人（包括某些相当知名的科学家）会从测量脑的重量和大小上得出白种人的智力要高于其他人种，男子的智力要高于女子这样的错误结论呢？首先是因为这些人持有强烈的偏见，就像我们前面讲过的诺特和格利顿那样，他们不是客观地对待他们的样本和数据，而是不惜歪曲事实来迎合他们的信念。其次他们在方法上也不严格，例如他们用在颅骨里填充粟米或芥菜籽来间接测量脑的大小。这是因为一直到19世纪之前，人们没有发现可以保存脑的方法，且脑在人死之后如果不加特别的处理很快就变质腐烂了。除了那些刚死的新鲜脑之外，人们只能通过间接测量颅腔的大小来估计脑的容积。实验者在向颅骨填充粟米或芥菜籽时有时填得紧一些，有时填得松一些，结果当然也就不同了。另外，一直到19世纪中叶以前，人们一直以为颅骨的容积是脑相对大小的可靠指标，但是后来人们发现颅骨的容积和脑重并不完全一致，两个同样大小的颅骨，其脑容量可以相差200毫升之多。再次，直到20世纪初以前人们并没有认识到有各种各样的因素会影响到脑的大小和重量。例如，19世纪上半叶以前几乎没有人注意到体重对脑重和脑的大小的影响，这不仅是对不同的种族而言，而且对不同的性别也是如此。此外，当时人们也不了解脑标本存放时间越长，重量减轻得也越多，因此把新鲜的脑和“陈”脑去作比较是没有任何意义的。最后，一直到19世纪末，也极少有人注意到脑标本的主人是否死于某种使脑萎缩的疾病或其他类似因素。并且也没有人注意到其他影响脑大小的因素，例如幼年营养不良等。此外，一些名人脑重差别之大，也使研究者不知所措。例如，英国伟大的诗人拜伦（Byron）的脑重在1807克以上，加尔的脑重只有1312克，而法国上议院议长、雄辩而博学多才的政治家甘必大（Léon Gambetta）的脑重仅为1160克！

1902年波希米亚科学学会的会员马蒂卡（Heinrich Matiegka）认识到这个问题的复杂性，他列举了影响脑重的15种因素。科学界开始改变看法，人们不再拘泥于脑重，而更注意大脑本身的形态，许多人热衷于研究名人和天才的皮层褶皱性是否比常人更为复杂。