本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
在1988年的電影《雨人》中，有一個場景是雷蒙德·巴位元（達斯汀·霍夫曼飾演）背誦了一位女服務員的電話號碼。女服務員自然感到震驚。雷蒙德並非擁有心靈感應，而是記住了整本電話簿，並立即認出了她名牌上的名字。
霍夫曼的角色深受金·皮克（Kim Peek）生平的影響，金·皮克是一位真正的記憶天才，他最近去世了。皮克出生時沒有胼胝體，即連線大腦左右半球的纖維。他還天生缺失部分小腦，小腦對於運動控制和複雜、熟練的常規動作的學習至關重要。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保未來能夠繼續報道關於塑造當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。
皮克9個月大的時候，一位醫生建議將他送進收容機構，因為他患有嚴重的精神障礙。到了6歲，皮克已經記住了家庭百科全書的前八卷，另一位醫生建議對他進行腦葉切除術。14歲時，皮克完成了高中課程。
皮克異常的大腦連線方式確實付出了代價。儘管他能夠立即將新資訊從短期記憶轉移到長期記憶，但兩者之間幾乎沒有進行任何處理。他成人的流體推理能力和語言理解能力與5歲兒童相當，並且幾乎無法理解諺語或隱喻的含義。他在自我照顧方面也存在缺陷：他無法在沒有幫助的情況下穿衣或刷牙。
但是，皮克在腦連線和概念認知功能方面的不足，在記憶力方面得到了彌補。他擁有非凡的能力，只需坐一次就能記住任何文字。當他面前放著兩頁紙時，他有一種不可思議的能力，每隻眼睛都能專注於不同的頁面。他的記憶庫包括《聖經》、莎士比亞全集、美國地區程式碼和郵政編碼，以及大約12,000本其他書籍。他甚至會停止演出，以糾正犯了錯誤的演員和音樂家！他還能夠告訴你任何一年你的生日是星期幾。
在皮克生命的後期，他在與人交往方面表現出明顯的進步。他還開始彈鋼琴、說雙關語，甚至開始變得更有自我意識。在牛津大學的一次演講中，一位女士問他是否快樂，他回答說：“我很高興能看著你。”
記憶和意義之間的權衡在學者中很常見。記憶的目的是簡化體驗。我們進化出記憶不是為了精確。相反，我們儘可能地提取意義，以便我們可以組織體驗的規律性，併為未來類似的情況做好準備。但是，如果沒有意義的施加，學者可以專注於字面回憶。一些學者甚至患有超詞閱讀症，這與閱讀障礙症相反。他們是早熟的讀者，但不理解他們所閱讀的內容。
關於學者綜合症的描述最早於1789年出現在科學文獻中。1887年，英國醫生J. Langdon Down（唐氏綜合症的發現者）描述了10位學者綜合症患者，並使用了術語“白痴學者”（由於其帶有貶義色彩，該術語已不再使用）。今天，十分之一的自閉症患者患有學者症，儘管只有一半有記錄的學者是自閉症患者。其餘的人患有其他型別的發育障礙。
學者症對男性的影響尤為突出，男女比例約為五比一，並且該綜合症通常發生在智商在40到70之間的人群中。與患有自閉症譜系障礙（ASD）的其他人一樣，學者在進行智商測試時，往往在非語言問題上的得分高於語言問題。正如世界著名的學者綜合症專家達羅德·特雷弗特（Darold Treffert）所觀察到的那樣，“根據我與學者的經驗，智商分數未能充分捕捉和反映構成每個人整體‘智力’的許多獨立要素和能力。”
與自閉症譜系中的其他人一樣，學者表現出狹窄的技能範圍，這些技能往往是高度結構化、基於規則且非語言的。常見的學者領域包括音樂、藝術、日曆計算、閃電計算以及機械/視覺空間技能。大多數音樂學者是盲人並且擁有絕對音感，大多數藝術學者透過現實主義繪畫和雕塑來表達自己，而大多數快速計算學者對素數有著迷戀和能力。
即便如此，學者的能力也存在顯著差異。學者技能沿著一個連續體分佈，範圍從“碎片技能”（例如記憶車牌號）到“有天賦的”學者，他們的音樂或藝術技能超出基於其殘疾的預期，再到“驚人的”學者，他們的技能非常出色，無論是否有殘疾都會令人印象深刻。迄今為止，有記錄的驚人學者不到100人。有趣的是，在學者令人難以置信的技能與他們語言、社交技能和日常生活功能的發展之間，幾乎總是沒有“可怕的權衡”。
學者綜合症可以是先天性的或後天性的。先天性的技能在兒童早期出現，後天性的能力則在 stroke、腦損傷或痴呆症後突然湧現。許多學者除了技能高超外，還富有創造力。以下是一些傑出人士的例子
***
我們如何解釋學者的非凡成就？沒有人知道全部真相，但有一些線索。伯納德·裡姆蘭德（Bernard Rimland）於2006年去世，他維護著世界上最大的自閉症患者資料庫（超過34,000例）。他觀察到，最常出現的學者技能是右半球技能，而他們的缺陷與左半球功能密切相關。
特雷弗特認為，我們可能都擁有一個遺傳知識庫，但學者能夠透過重新佈線、招募和釋放的過程來訪問這些知識。根據特雷弗特的說法，左半球損傷或功能障礙會導致招募大腦其他部位仍然可用的完整皮質組織，以彌補損失，而這種重新佈線會釋放該完整皮質組織內休眠的能力。儘管通常情況下，左半球腦損傷會導致右半球腦的招募、重新佈線和釋放，但特雷弗特承認情況並非總是如此。
另一個著名的理論是由諾曼·格什溫德（Norman Geschwind）和阿爾伯特·加拉布爾達（Albert Galaburda）在20世紀80年代提出的，該理論解釋了為什麼涉及大腦左半球功能紊亂的疾病（如學者症、自閉症、閱讀障礙症、語言發育遲緩、口吃、多動症）在男性中比在女性中更常見。左半球通常比右半球完成發育的時間晚，因此更容易受到產前影響的時間更長。因此，在發育中的男性胎兒中，迴圈的睪酮會減緩左半球的生長。這可能導致補償，其中右半球在男性中變得更大、更占主導地位。
這種左腦損傷/右腦補償假說與最近的一些研究思路相一致。艾倫·斯奈德（Allan Snyder）和他的同事透過使用低頻磁脈衝抑制左側額顳葉，在大學生中成功地提高了類似學者的技能（例如，校對能力、藝術風格）。
與此一致的是涉及額顳葉痴呆（FTD）老年患者的研究。布魯斯·米勒（Bruce Miller）和他的同事發現，隨著痴呆症的進展，他們的一些患者大腦左側額葉和前顳葉特定區域發生退化，突然表現出對藝術和音樂的興趣和技能。患者創作的畫作通常是現實主義或超現實主義的，沒有象徵意義或抽象，並且患者以一種強迫性的方式對待他們的藝術，多次重複相同的設計。由於某種原因，紫色、黃色或藍色等顏色經常被重複使用。其中一些患者將他們的經歷描述為好像他們的大腦被一種創造的強迫性需求“接管”了。
特雷弗特認為，學者是先天才能的最佳例證，並且“代表了‘自然’最基本的形式”。為了解釋學者技能的出現，特雷弗特提出了“遺傳記憶”的概念，他將其定義為不需要額外指導或學習的傾向和知識的生物學轉移。他認為，這種知識在我們所有人身上都是“出廠預裝”的，但由於我們傾向於使用那些為我們服務的、常用的途徑和迴路，因此它仍然處於休眠狀態。他認為這抑制了我們所有人身上的“小雨人”。
特雷弗特的理論有幾個值得剖析的獨立方面。第一個觀點是我們擁有出廠預裝的“模板”，可以簡化某個領域的學習，第二個觀點是我們天生就擁有完整的領域知識，第三個觀點是學者和我們其他人之間的主要區別在於，他們可以更直接地訪問這些模板和知識。
關於第一部分，特雷弗特無疑是正確的。我們並非生來就是白板。近年來，研究人員已經開始繪製人類思維的各個領域。越來越多的研究表明，人類天生就具備學習和推理空間關係、數字、機率、邏輯、語言、物理物件、生物、人造物品、音樂、美學以及其他人的信念和慾望的能力。
因此，特雷弗特在認為我們具有內建的心理結構時是有充分理由的。我也同意我們每個人都有自己獨特的大腦佈線，這會影響我們掌握人類知識特定領域的興趣，甚至極大地促進這種學習。這就是我對天賦的定義。
在我看來，更具爭議的是特雷弗特的觀點，即遺傳記憶由內建知識組成，而這些知識不需要任何學習或經驗。在最近一篇題為“學者綜合症：現實、神話和誤解”的評論文章中，特雷弗特寫道：“知道一個人從未學過的東西——有時是在複雜的層面上——的唯一方法是讓這些知識出廠預裝，並透過基因遺傳。”
我不清楚這是如何可能的。畢竟，我們的基因不編碼性狀；它們編碼蛋白質的產生。雖然蛋白質確實是我們所做一切的基石——它們有助於細胞的形成和元素從一個位置到另一個位置的運輸，並且是化學反應的基礎——但它們與我們認為的心理特徵相去甚遠。
請允許我提出另一種方法。
***
我們日常生活中發生的大部分學習，也許高達 95%，都是隱式運作的——沒有明確的指導是可用的或必要的。考慮到環境中的資訊包含如此多的多維和互動關係，這種學習的許多方面都非常複雜。
與有意識的、深思熟慮的思考相比，我們的隱式學習結構更快、更有效。在他們對關於隱式知識獲取的文獻綜述中，保羅·萊維基（Paul Lewicki）、托馬斯·希爾（Thomas Hill）和瑪麗亞·奇澤夫斯卡（Maria Czyzewska）認為，如果將“智力理解為‘能夠有效處理複雜資訊’”，那麼隱式學習必須被認為是智慧的。
也許學者技能是學來的，就像任何其他技能一樣。但是，他們的技能之所以看起來在沒有任何事先練習或明確指導的情況下爆發出來，是因為他們的學習是隱式運作的，並由他們獨特的大腦佈線促進。
考慮日曆計算領域。日曆有許多順序規律性和冗餘性，這使得它對學者特別有吸引力。雖然線上存在任何人都可以用來成為日曆計算器的公式，但只要充分接觸日曆，就可以發現其潛在規則。例如，如果不是去參加學校舞會和玩警察抓小偷的遊戲，而是將你生命中的每一秒都用來痴迷地研究日曆，你強大的隱式學習系統最終會發現以下規律
一週總是7天。
每月的1號、8號、15號、22號和29號必須始終是星期幾相同。
在任何給定的年份，特定的月份對（例如四月和七月）始終具有相同的起始日，無論是否是閏年。
一月和十月這對月份以及二月、三月和十一月這三個月份的組合僅在非閏年具有相同的起始日。
只有在閏年，二月和八月才具有相同的起始日。一月、四月和七月也是如此。
每年的1月1日都會在星期幾上前進一天，但閏年除外，閏年會前進兩天。
由於每4年增加一天，日曆每四年會移動5天。
除了一些例外，日曆每28年重複一次。
存在一個400年的週期。
對日曆計算學者的系統研究——基於反應時間資訊和對系統性錯誤的觀察——表明，日曆計算學者確實將這些冗餘性納入了他們的計算策略中。正如一位研究人員指出的那樣，“這裡正在執行著某種神秘但又很常見的東西——人類基於示例形成無意識演算法的神秘能力。”
從理論上講，解釋學者技能所需要的只是一種天生的傾向，即發現冗餘性和順序規律性令人著迷，以及一個完整的隱式學習系統，該系統可以在長時間的經驗中逐漸提取這些規律性。與這個想法一致的是，我和我的同事發現，儘管自閉症譜系障礙（ASD）患者的顯式學習功能受損，但他們的隱式學習機制得以保留。
現在考慮音樂領域，音樂領域也由高度結構化的順序規律性組成。近年來，多項研究表明，正如隱式學習在獲得語言規則方面發揮重要作用一樣，各種音樂結構（如旋律、和聲、音色和節奏）也透過單純的接觸而隱式獲得。一項研究發現，在接觸符合複雜人工語法的音調序列後，參與者後來表現出對一組新的語法音調比對非語法音調更快、更準確的處理，而他們沒有任何明確的意識到自己學到了這些資訊。
由於他們的語言障礙，也許對於音樂學者來說，他們的即興創作成為他們主要的交流來源。此外，也許他們正在利用我們所有人在聽音樂或接觸語言時都會隱式使用的相同隱式學習機制。
考慮一下喬納森·斯洛博達（Jonathan Sloboda）及其同事進行的一項有說服力的研究。他們研究了一位他們稱之為 NP 的音樂學者，他住在自閉症患者的住宅中。從小時候起，NP 就痴迷地聽收音機裡的音樂，並且他很早就表現出模仿言語和模仿聲音的傾向。一段在 5 至 8 歲之間錄製的錄音表明，他的音樂技能正在快速發展。
當研究人員遇到 NP 時，他已經掌握了大量的古典樂曲，並且能夠在聽三到四遍後學會一首奏鳴曲長度的新曲子。他的語言智商被測得為 62，操作智商為 60。他的短期記憶平平無奇：他只能記住 5 個正向數字和 4 個反向數字。與自閉症譜系中的其他人一樣，NP 幾乎完全沒有語言能力，眼神躲閃，並表現出強迫行為。研究人員指出，NP 可能永遠生活在收容機構中。
研究人員為 NP 播放了兩段不熟悉的鋼琴錄音。其中一首是巴托克的作品，旋律清晰，而另一首是無調性的，由全音音階組成。與巴托克的作品相比，無調性作品包含的音符更少、聲部更少，並且具有同樣簡單的節奏和形式結構。關鍵的區別在於它沒有系統的音調結構。在聽完每首曲子後，NP 被要求儘可能多地演奏這首曲子。在另一次場合，相同的曲子被交給一位年齡和經驗大致相同的專業鋼琴家，在相同的條件下進行記憶。
大約 12 分鐘後，在聽了這首曲子不超過四遍的情況下，NP 幾乎完美地回放了這首旋律優美的曲子。他似乎也擁有絕對音感，因為他從不需要在開始演奏前嘗試不同的位置。NP 還能夠在 24 小時後完美地回放這首旋律優美的曲子，儘管他的重複演奏變得“僵硬”和“機械”。研究人員觀察到，他保留了結構性的“外殼”，但丟棄了富有表現力的“血肉”。相比之下，專業鋼琴家的演奏僅在前八小節表現良好，但她很快就被快速連續的音符所淹沒。研究人員測試了其他專業鋼琴家，發現了同樣的情況：沒有人能夠表現得達到 NP 的一半水平。
無調性作品講述了一個完全不同的故事。到第三次嘗試時，專業鋼琴家可以毫無錯誤地演奏前 12 小節，而 NP 在第三次嘗試時仍然在犯錯。NP（但不是專業鋼琴家）拒絕繼續下去，並且明顯感到沮喪，因為他無法記住無調性作品。研究人員分析了 NP 的錯誤模式，並得出結論，這些錯誤是“結構保留的”。
NP 似乎正在利用一個框架，該框架使他能夠根據音調結構和關係快速編碼材料，但是當音樂超出該框架時，他無法應對新資訊。有趣的是，他們發現他對音樂以外領域的結構也非常敏感。雖然他對數字的短期記憶低於平均水平，但他能夠記住按常規順序排列的句子。
他們還注意到，NP 能夠在旋律的開頭下方放置適當的和絃，然後即興創作一個傳統的結尾——“人們可能會在一個熟練的即興演奏者身上找到的那種精細加工”。相比之下，專業鋼琴家的錯誤分佈更均勻。研究人員得出結論，高智商對於發展高水平的音樂記憶技能不是必需的，並且當我們觀察 NP 和莫扎特的記憶能力時，“我們看到的本質上是相同的現象。”
我不會那麼說——顯然，莫扎特的音樂技能遠遠超出了在特定的結構化框架內記憶樂曲和即興創作的能力。但這些發現確實突出了這樣一個概念，即學者和神童的驚人技能並非超人。他們的非凡壯舉可以透過我們其他人用來理解我們世界的相同的強大學習和激勵機制來解釋。
當然，這不應剝奪他們真正偉大的表演中的任何魔力。他們極大地豐富了我們的世界。但是，我們不要忘記，這些人與我們其他人一樣，具有相同基本的基本需求。他們也希望在世界上找到一個可以發揮他們獨特才智的地方。
致謝：我非常感謝達羅德·特雷弗特的友誼、建議和反饋。即使我們對學者技能的獲得方式並不總是意見一致，但他始終保持尊重和周到。
本文的部分內容摘自《天賦不足：重新定義智力》。
圖片來源 #1；插圖作者：George Doutsioulos。
