本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：Takeko，题图来自：视觉中国
1
如果你生活在19世纪末维多利亚时代的英国，或许有机会在街上遇见一位60多岁的男士，他一边注视着来来往往的行人，一边把手放在口袋里捣鼓着什么。他有些秃顶，留着精致的胡须。他就是著名科学家弗朗西斯·高尔顿（Francis Galton）。
弗朗西斯·高尔顿。| 图片来源：Store norske leksikon
这是高尔顿正在进行实地调查，测量女性的吸引力。他会仔细观察路过的女性，并在口袋里一张纸上扎一针，这张纸的不同位置代表着他对这位女性的看法，比如她是“有魅力的”、“一般”或者“令人厌恶的”。完成调查后，他根据女性的容貌编制了一张“全英地图”，其中排名最高的城市是伦敦，而最低的则是亚伯丁。
测量是高尔顿的主要爱好之一，甚至可以说，他是一个“强迫症”的测量者，即使没有什么可以测量的东西，他也一定要找到一些来满足自己的欲望。1885年，高尔顿在一篇文章中写道，当他参加一场无聊的会议时，他会开始测量同事的“烦躁频率”，想用数字来表达听众表现出的无聊程度。
正是这种对数字和测量的热情，让他为科学界留下了大量创新；同样是这种近乎偏执的狂热，让高尔顿的名字和臭名昭著的伪科学永远绑在了一起。
在高尔顿去世110年后，大多数人记住这个名字是因为他是令人可耻的“优生学之父”。但人们很容易忽略的是，他同样可以被称为那个时代最具影响力的“通才”思想家之一。他在统计学、地理学、气象学、人类学、心理学、生物学、心理测量学等领域均做出了开创性的贡献。
2
1822年2月16日，高尔顿出生在一个显赫的英国家庭。他的祖父伊拉斯谟·达尔文（Erasmus Darwin）是一位医生、科学家和著名的废奴主义者。在高尔顿的家族中有多位英国皇家学会成员，其中最著名的可能要属他的表亲查尔斯·达尔文（Charles Darwin）。
从青年时期起，高尔顿一直致力于科学和探索。他曾带领探险队前往非洲鲜为人知的地区，并出版图书记录下了这些经历。这使他很早就成为一位声名显赫的地理学家和探险家。
高尔顿同样是气象学的先驱。他在1863年出版的《气象图集》（Meteorographica）是第一本描述大陆尺度天气的图书。他开发了测量不同天气参数的仪器，描述了气压在天气预报中的应用，并设计了记录天气信息的系统。1875年，他在报纸上发布了一种图解天气的方法，成为世界上第一张公开发表的天气图。
高尔顿发表的世界上第一张天气图，记录了1875年3月31日英国的天气。| 图片来源：galton.org
高尔顿还帮助创立了法医学的一个新领域。长期以来，“算命先生”和许多人一直在仔细观察手掌和手指上的纹路和折痕。在高尔顿之前，科学家和内科医生曾对这些纹路作过一般性的描述。但是高尔顿首先提出，掌纹和指纹可以作为一门新科学的基础，他称之为皮纹学。
高尔顿证明，每个人的指纹是独一无二的，且在人的一生中稳定存在，它可以用来识别在犯罪现场留下指纹的个体。他为指纹设计了一个分类系统并被沿用至今，使得指纹成了警方重要的调查工具。
尽管高尔顿做出了横跨多个科学领域的开创性贡献，但“天才也犯错”。他人生中的另一项重要研究却给后世带来了更大的负面影响。
3
从很早起，高尔顿和表兄查尔斯·达尔文经常交流科学思想。1859年，达尔文出版了关于自然选择理论的著作《物种起源》。高尔顿认为，这本书带领他进入了一个全新的知识领域，为他的遗传研究铺平了道路。
大约十年后，高尔顿开始创立自己的理论，研究如何引导人类进化。他对聪明的遗传能力很感兴趣，想知道怎样提高群体的整体智力。他在著作《遗传的天赋》（Hereditary Genius）中表示，每一代人都有巨大的力量来支配他们可遗传的天赋，而人们应该把改良家畜的精力分出一些来“改造”人类。
为此他提出了一个新的研究领域瞄准了“种族培育”，或者说是通过繁殖提高一个群体的智力。他利用希腊语词根eu（优）和genos（出生）创造出了eugenics（优生学）一词。他认为，成功家庭中较晚出生的孩子更有倾向是“反优生学的”，有能力的人应该被鼓励早些结婚，多生孩子。
他自认为已经发现了可以改善人类生活的原则。但优生学不仅是在伦理上有缺陷，更重要的是，高尔顿在科学上犯了错。人类智力并不是单个基因表达的产物，其背后有着更复杂的因素。后代的智力水平很可能与父母的智力水平有很大的差距。
更糟糕的是，这种“繁殖更聪明的人类”想法在本质上是试图将一些人归类为“比其他人更好的人”，这会导致歧视和偏执。随着时间的推移，优生学家所倡导的早已变了味。到了20世纪，优生学被利用并进一步扭曲，成了创造“优越种族”和残忍政策的同义词。
4
优生学是高尔顿身后无法摆脱的臭名昭著的科学遗产，但他同样为科学界带来了巨大的思想突破。
1884年，沉迷于测量的高尔顿在伦敦建立了一间“人体测量实验室”。在那里，他收集了来访公众的身体特征和能力的数据，包括身高、体重、握力、打击速度、视力和其他特征。这间实验室收集了过万人的详细资料。高尔顿相信，这些数据可以用来比较不同出身、居住地、职业、种族等个体。
从这些数据中，高尔顿观察到了父母与子女身高关系的模式。简单来说，他注意到特别高的父母普遍有比他们矮的孩子，而特别矮的父母的孩子通常比父母要高。高尔顿把这种现象称为“遗传身高向平庸的回归”，这个概念现在变成了数学上更广义的“向均数回归”。
他还利用图表与数据点发现了父母身高与孩子身高之间的关联，并把这种关系用一个“相关系数”来表示。
高尔顿绘制的父母与子女身高之间的关系图表，横轴是父母的身高中值，纵轴为子女的身高。| 图片来源：Madeleine Price Ball/Wikimedia Commons
回归和相关是科学思想的巨大突破。在许多情况下，某些结果可能是多种原因以复杂的方式混合在一起的，而相关性就是一种描述关联的有效方法。后来，卡尔·皮尔逊（Karl Pearson）在高尔顿的基础上完善了相关性这一概念，并于1911年在伦敦大学学院（UCL）创立了世界上第一个大学统计系。
统计分析开辟了一个全新的领域，它让我们在无法完全了解确切原因的情况下仍然可以利用有效的信息，其中最核心的部分就来自高尔顿的原创见解。如今，统计学成为科学中至关重要的领域。用高尔顿的话说，每当统计被巧妙地处理并被谨慎地解读时，它处理复杂现象的能力其实十分惊人。
5
1911年1月17日，高尔顿在英国去世。但在20世纪，优生学在大西洋两岸影响了数十年的政府政策。
直到今天，他身后的争议仍旧不断。去年夏天，UCL宣布将原本以高尔顿和皮尔逊命名的校园建筑改名。高尔顿作为“优生学之父”的角色远远盖过了他在其他科学领域的贡献。
参考来源：
Alex Bellos, Alex's Adventures in Numberland, Bloomsbury, 2010
https://theconversation.com/francis-galton-pioneered-scientific-advances-in-many-fields-but-also-founded-the-racist-pseudoscience-of-eugenics-144465
本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：Takeko