199｜高尔顿：谁用统计学推动了医学发展？

我是孙轶飞，欢迎来到《医学文明300讲》。

上一讲我们说到进化论提供了认识人体的新视角，这个还比较好理解，这一讲我们要聊聊统计学如何提供了认识人体的新视角，乍一听是不是有点摸不着头脑呢？

其实很简单，之前的医生在研究人体时，总是专注于某个个体，而把统计学应用在人体特征的研究上之后，我们就可以关注到群体的特征，这同样是认识人体的新视角。

最先提供这个视角的，是英国科学家弗朗西斯·高尔顿（Francis Galton，1822-1911）。

高尔顿这个人对科学界影响很大，他最著名的身份是统计学的创始人，但他的研究大都和医学密不可分。医学生学的统计学知识，大部分也都来自高尔顿这一脉的统计学家。

神童的家世、求学与探险

我们先认识一下高尔顿。

高尔顿的家庭状况和达尔文很相似，都非常有钱而且有浓厚的科学氛围。比如高尔顿的爷爷塞缪尔·高尔顿，也是我们之前提过的科学组织月光社的成员，跟达尔文的爷爷是好朋友。

在智力方面，高尔顿是个名副其实的神童。他2岁就能识字，5岁就开始学习拉丁语、希腊语，到6岁的时候已经和成年人看一样的书了，读莎士比亚的作品对高尔顿来说只是娱乐活动。

当时有一些人认为，高尔顿是他们家族这一辈里最聪明的孩子，这是一个极高的评价。

在读大学的时候，高尔顿尊重父亲的意愿选择学医，但是他发现自己其实更喜欢数学。如何选择呢？他咨询了表哥，表哥鼓励他追随自己的兴趣，医学该放弃就放弃。于是高尔顿从学医学转到了学数学。

对于这样一个家庭富有还读过万卷书的年轻人来说，自然要行万里路。青年时代的高尔顿不但一个人游历了土耳其、埃及、苏丹和约旦等地，还加入了英国皇家地理学会。

十九世纪五十年代，他甚至在非洲西南部进行了一次长达两年的探险。

当然，高尔顿虽然兴趣广泛，但还是把主要精力用在了数学领域，特别是对统计学很有研究。

进化论的启发与表哥达尔文

1859年，《物种起源》出版了。高尔顿读完这本书以后被进化论思想深深折服，但是他也发现进化论的理论依据不够充分。比如，达尔文的遗传学知识不够深，再比如书里提到的基本都是定性研究，而缺少定量研究。

高尔顿因此产生了一个奇妙的想法，自己应该做一些研究，不但要弥补进化论在理论上的不足，还要能和进化论相结合，产生更伟大的成果。

高尔顿把这个想法告诉了自己的表哥，表哥对他表示了绝对支持。你可能已经好奇了，这个表哥到底是何方神圣呢，我们反复提到他？

这个表哥正是查尔斯·达尔文，而伊拉斯谟·达尔文是高尔顿的姥爷。现在你肯定知道了，为什么说高尔顿是他这一辈最聪明的孩子是极高的评价了。

兔子输血实验反证遗传假说

就这样，高尔顿在表哥达尔文的鼓励下开始了自己的研究。然后，高尔顿就通过实验指出了达尔文对遗传学的错误认识。

在出版《物种起源》的时候，达尔文的遗传学知识还相当粗浅，而且有很多错误。他认为遗传信息被保存在非常微小的粒子之中，而这些粒子像是漂流瓶一样漂浮在血液里。在人类繁衍后代的时候，父母的特性就会通过这种小粒子传递给后代。

其实早在2000多年前，希波克拉底就提出了类似的理论。可见直到十九世纪中期遗传学的进展依然相当有限。高尔顿想证实达尔文的观点，为此他设计了一个实验，既然遗传信息蕴含在血液之中，那么输血显然是可以传递遗传信息的。

就这样高尔顿用兔子进行了输血试验，希望能看到这些兔子的后代的身体特征发生变化，但最终他发现输血并不能让兔子改变遗传特征。

本想证明达尔文是正确的，结果反而指出了他的错误。尽管高尔顿还没有找到正确的方向，但发现错误同样有很重要的意义。

人体数据与容貌研究的弯路

之后高尔顿开始了另一种尝试。他想到，如果把人体的各种特征都进行大规模的数据收集，比如长相、身高、体重甚至心理特征，然后把这些数据利用统计学进行分析，也许能从统计学的角度给进化论有力的支持。

只不过高尔顿的研究一开始就走了弯路，他对英国女性的相貌进行了统计，然后把这些数值进行分析，最终画出了一张英国女性容貌评分分布图，其中阿伯丁这座城市的分数最低。以今天的眼光看，高尔顿的研究毫无疑问是对女性的极大冒犯。

但是高尔顿对相貌的研究并没有只停留在这个层次，他发明了一项新技术，把很多人的照片重叠在一起，最终合成为一张照片，能呈现出一大群人容貌的平均特征。

高尔顿认为，这种合成照片的方法，可以描述出某一个种族遗传下来的容貌特征，显然对遗传学发展是有用处的。

而且高尔顿还认为，如果能够将大量罪犯的照片使用这一项技术进行分析，那么得到的照片将是典型的罪犯的面容，这可以在犯罪学领域发挥作用。

只不过，不同种族的人有相同的遗传特征是合理的。但通过容貌来评判人是否有罪犯的特征似乎就不太合适了。

指纹分类与法医学

好在高尔顿还是走上了正路，开始对人体的各个方面进行深入研究。比如他首次发现了每个人的指纹都独一无二，并用数学方法计算出了两个人拥有相同指纹的概率极低，而且还研究了不同种族之间指纹的差异。

最终他把指纹分成了8个主要类型，设计出了一套沿用至今的指纹分类系统。这项研究成果对法医学来说相当重要，也正是因为高尔顿的研究，英国的警察开始使用指纹来确定犯人的身份。

人体测量实验室与群体特征

正在高尔顿热衷于收集人体的各项指标时，一个绝佳的机会出现了，伦敦举办了一次国际健康博览会。

在这次博览会上，高尔顿设计了人体测量实验室，这是一个互动式的参观场所，参与者两人一组，先是填写一份表格，然后在高尔顿专门设计的、效率极高的流程中进行测量，只需要大约14分钟的时间就可以完成，其中包括了身高、体重、视力等多个指标。

在这次博览会里，高尔顿收集了9000多个人的资料，每个人都包括17项指标。就这样他用很短的时间构建了一个人体数据库。而且在博览会结束之后，高尔顿所创造的人体测量实验室依然被保留了下来，并在很长时间里继续收集数据。

基于这些数据，高尔顿得出了很多科学结论，比如他发表论文说胳膊长的人通常腿也长。尽管这个结论看起来相当直观，但是人的主观感受缺少科学依据，而高尔顿利用统计学的方法对这种主观的观点进行了科学验证。

除此以外，高尔顿还发现，对于一个数量足够大的人群来说，身高是呈正态分布的。通俗地说，大部分人的身高会接近群体平均值，极高或极矮的占比极小。虽然这个结论看起来简单，但其中蕴含着丰富的科学思想。

而且你肯定已经发现，以前的医生和科学家在研究人体时关注的是个体的特征。而在高尔顿的眼中，每一个人都变成了一组数据。当大量的数据汇聚到一起时，人作为群体的特征就会显现出来。

优生学的起源与历史反思

你肯定想问，高尔顿进行这样的调查，怎么跟进化论结合在一起？最终又能实现什么目的呢？答案是优生学。

高尔顿对于人体的测量不仅包括看得见摸得着的数值，也包括智力和心理状况这些抽象的方面。既然在一个群体中，身高有高有低，那么智商当然也有高有低。有没有一种方式，可以让人类后代的智商乃至整体素质得到普遍提升呢？

巧了，进化论里提到，物种的特性不但可以遗传，而且经过自然选择和人工选择，这些特性还能被淘汰或者强化。如果在人类繁殖后代的过程中采取人工选择的方式，当然可以培养出更加聪明和强壮的后代。这就是高尔顿的优生学思想，就连优生学这个词汇都是由他创造发明的。

优生学的理论和技术也有一部分用于今天的产前检查，预防遗传疾病等。

不过，需要格外注意的是，高尔顿的优生学理念也曾在历史上引起广泛争议，他的部分观点甚至为种族歧视提供了理论基础。

高尔顿在对智力进行了测量后，得出了一个错误的结论，他认为不同种族之间存在着明显的智力差异。在他看来，白人的智力位于最高等级。这当然是带有严重种族歧视的错误观念。

在进入二十世纪后，由高尔顿最初提出的这套思想经过演变发展，成了种族主义者奴役和迫害其他民族的理论基础。由此，在“二战”中引发了一系列人间惨剧，这些故事你一定很熟悉了。对这段历史，我们要反思、警惕科学被误用的恶果。

总结

十九世纪的英国统计学家高尔顿是达尔文的表弟，在达尔文的鼓励下，在测量人体方面进行了大量研究，并利用统计学方法对这些数据进行处理。他将人体研究从个体扩展到了群体，并在法医学、遗传学和优生学等多个领域做出了贡献。

但遗憾的是，他的研究也对种族主义的错误思想起到了推波助澜的作用。

思考题

高尔顿对医学领域的贡献，你还知道哪些呢？欢迎你在评论区留言，把知识分享给我。

好啦，今天的内容就到这里，明天见！