爱美之心:大自然的几何逻辑
游览花园,穿过树林,漫步沙滩,你会看到各种美到极致的事物。如果你凑近一些,还会注意到一些图形(比如曲线、螺纹、螺旋等)或数字重复出现。它们有什么含义?一门叫作“生物数学”的新学科可以回答这个问题。生物数学家确信黄金分割率与斐波那契数列不仅“嵌”在人脸上,而且存在于各处的生物身上。
松果的形状,昆虫的体节,鹦鹉螺的螺旋线,你的指骨和牙齿的相对尺寸……万物的生长都与黄金分割密切相关。树枝长出新叶时依然遵循这个规律,以防下面的树叶遭到遮挡而不见阳光。这种有益的现象叫作“叶序”。自然界90%的植物都存在叶序现象,它是指植物的茎、花瓣、根或其他器官的螺旋形生长模式。叶序的角度为137.5度,与黄金分割率有关。我们在观察人脑神经细胞时,也会看到类似的现象,即所谓的树突生长。所有这些遵循固有模式的生长并非受到DNA的驱动,而是受控于数学和物理法则。在细胞和组织生长的过程中,即使存在基因信息缺失的阶段,就像漂浮在外太空的登月舱一样,有机体的生长也会处于“自动巡航”状态。作家、新闻工作者、电视节目制片人西蒙·辛格(Simon Singh)博士对此解释道:
物理学和数学能够在无机世界中创造出复杂的模式,比如雪花和沙丘。如果具备恰当的初始条件,它们就能使大量模式自发涌现。目前支持这种理论的人数与日俱增,他们认为生命的形成过程是先由DNA创造合适的初始条件,然后由物理学和数学法则完成剩下的一切工作。
生物数学让我们对宇宙和有机世界产生了全新的认识。它使我们意识到有机世界中重复出现的模式并非偶发现象,而是似乎反映了宇宙的基本结构和秩序。
这种构建能力不仅有助于塑造美丽的面容,还在你大脑的发育过程中发挥着作用。在我们头颅里的胶状物质中,大脑神经元形成分叉的卷须状组织,叫作“树突”。之所以把它们叫作树突,是因为那些最早在显微镜下看到神经元的科学家都会由此联想到茂盛、美丽的树木。这片让人着迷的“树林”就是智慧诞生的隐秘之地。
为什么在我们的头颅内部会出现像叶序一样的生长方式?最简单且最直接的回答是:健康有机体的任一部位在生长时都会遵循相同的基本法则。正如黄金矩形描述的叶序生长方式可以帮助植物获得更多光照那样,相同的动态对称也使我们的大脑能以有限的体积容纳更多的神经连接。大脑的神经网络比任何计算机都要复杂、高效,因为每一个脑细胞都会与成千上万个其他脑细胞建立联系。这些联系使你具备识别人脸、花朵、食物和其他熟悉的物体的能力。如何识别呢?答案是:通过“模式”。
在数学家那里,认知被称为“涌现性”,指较为复杂的体系或模式源自大量相对简单的活动或过程。同样,你的思想和情感也不是任何一个独立脑细胞作用的结果,而是数以百万计的神经元相互联系、受到刺激后发生共振的产物。神经组织的构建方式敏捷、精确且具有灵活性,能通过频繁发生的共振使大脑内部达到最佳的匀称布局。由此我们不仅能够完成更复杂的认知过程,还能更好地理解感知、记忆、思想和其他认知现象之间的关系。换句话说,我们大脑的任一特定区域都能作为一个独立的单元发挥作用,同时与其他区域保持联系。就这样,意识涌现出来了!
我们欣赏俊男美女时获得的愉悦感,也许能使我们更加透彻地理解大脑的运作机理。如果美丽的面容与我们大脑内部的连接具有相同的比例关系——黄金分割,那么与对称性较差的面容相比,美丽的面容自然能够激发大脑更多的认知反应,并使我们更加迅速地识别出人脸的图像。大脑的机理也许就是这样:大脑逐一识别所见所闻,通过解决难题获得快感。每次大脑面对需要识别的图像或声音时,从本质上说就如同面对数学难题。图像越赏心悦目,声音越和谐悦耳,欣赏者就越容易获得愉悦感。斐波那契数列可以简化这个过程,使我们更快地解决视觉和听觉认知方面的难题。它可以作为模板,使我们的思维更加有序、思考更加缜密。因此,黄金分割不仅能够带给我们美的体验,似乎还有助于构建我们的神经,从而激发出智慧。
本能的吸引
神经组织的构建方式与那些由于动态对称而衍生美感的事物极其相似,这一事实有助于我们解释大脑的运作机理。它也能解释为什么大脑更喜欢对称图像:这些对称图像中熟悉的几何结构会在瞬间与我们产生共鸣,使美的事物更容易被我们感知。《美者生存》(Survival of the Prettiest)的作者南希·埃特考夫(Nancy Etcoff)认为美感似乎已植根于我们的大脑。她说:“当婴儿一动不动地盯着那些公认的漂亮面孔时,其行为已经无声地驳斥了认为‘识别美丑是教化的产物’的看法。”
很难想象这样的状况:猎豹需要接受训练才能知道自己是否健康,要仔细衡量微跛的步态或不平整的毛皮意味着什么,才能识别出受伤或生病的相关症状。如果缺乏捕猎者的本能或丧失对健康的直觉性维护,食肉动物就会挨饿,群居动物就会生病,优良基因也会因为受损DNA的影响而逐渐变糟。
人类拥有与生俱来对形式与功能之间的联系进行判断的能力,而且可以通过动态对称的存在与否评估健康状况。为了印证这个想法,研究者做了相关实验,他们向实验对象展示一系列对称程度不同的人脸照片,有男有女,之后要求他们对照片所有者的健康状况做出判断。实验结果表明,面部动态对称程度高的人脸照片在实验对象眼里拥有较好的健康状况。因此,无论是猎豹、婴儿还是医生,对大脑而言,动态对称的美等同于健康。
当然,人们潜意识中对形式和功能之间关系的认知,最终目的是通过繁殖行为延续我们的DNA。一旦涉及求偶活动,我们对美丽伴侣的渴望通常会渗透到身体的每一个毛孔,也就是全身心地投入其中。
俊男美女为什么让我们着迷(一)
人们普遍认为,我们之所以喜欢俊男美女是因为性吸引力,但这也许只是因为我们受到他们的模式的吸引。当动物研究人员向老鼠展示棋盘状图像(左上图)时,老鼠的脑电波呈现出有节奏的峰值(右上图)。据研究者说,这能反映老鼠的“注意力高度集中”状态。老鼠在注视棋盘状图像时,它的大脑愉悦中枢的血流量增加,表明老鼠能从注视图像中获得愉悦感。研究人员认为,这种大脑活动能够优化皮质丘脑神经通路中的感觉统合,有助于老鼠“学习”模式。
俊男美女为什么让我们着迷(二)
我们受到模式的吸引是天性使然。对婴儿的相关研究表明,婴儿注视较为对称的面孔的时间更长,学会识别这种面孔的速度也更快。这说明无论是我们大脑结构的模式,还是我们感知物体的模式,都能使我们了解外部世界。青春期到来后,我们的大脑会把某些模式与性承诺联系起来,促使我们本能地挑选自己的最佳伴侣。
最佳伴侣:寻找性别二态性
研究表明,一个再怎么完美的男人或女人,只要他或她的面部特征偏离马夸特面具一点儿,就会变得让人印象尤其深刻或毫无印象。嘴唇仅仅下偏1毫米或丰满度只差2毫米,眼距略近,就能让一个漂亮的女孩沦为一个相貌平平的路人。略微改变眉毛的浓密度和下巴的角度,就会让一位英俊的统领——比如公司的首席执行官或者探险电影中的海盗船长——变成一个温和的平庸男性。
在大自然追求完美的倾向的影响之下,我们的每一条面部曲线都被完美地雕刻出来。同样,我们的大脑也受到黄金分割率的控制,因此我们无比渴望动态对称,并且终身都在追寻它。异性之所以对我们有强烈的吸引力,是因为在青春期大脑灰质感知到马夸特面具上的一系列性别特异性后,会被激发出性欲。和人类的吸引力相关的性别差异被统称为性别二态性。虽然面部和骨骼发育的性别差异在童年时期就已存在,但在性成熟期它们会变得更加明显。根据“一揽子效应”可知,那些性征发育完全的人最健康,关于女性体形与健康的关系研究也证实了这一点。
女性体形与健康
美学研究者把女性体形分为4类,按照人数从多到少依次为:香蕉形、苹果形、梨形和沙漏形。2005年开展的几项研究表明,苹果形身材(腰短、臀窄)女性的死亡率几乎是其他体形女性的两倍。为什么呢?
体态丰满是健康女性性别二态性的体现,否则就表明身体异常。在通常情况下,由于雌性激素分泌量增加,女性的臀部和胸部会在青春期开始发育:骨盆扩大,脂肪沉积,胸腺组织发育明显。但是女性的基因决定了她们的脊柱异常短小,激素分泌不太明显,或者她们的饮食干扰了身体对激素的反应,因此她们大多身材矮胖。如果她们苗条,就是香蕉形身材;如果她们长胖,脂肪就会堆积在腹部、颈部、上臂,变成苹果形身材。从现在往前推算,至少有三代人经过了反式脂肪酸(会干扰激素表达,详见第7章)和糖类(会干扰激素耐受性,详见第9章)的“浸淫”,导致沙漏形身材已经相当少了。阿尔瓦模特公司委托开展的一项研究发现,只有不到10%的女性拥有大家普遍认为的既健康又美丽的性感曲线。
在这个充斥着苹果形、梨形、香蕉形身材女性的世界,南希·埃特考夫认为最美的体形当属那些“遗传怪胎”。这个词绝对没有恶意,它只是指那些从统计学角度来讲似乎不可能长成的人,比如辛迪·克劳馥(Cindy Crawford)。埃特考夫的想法似乎准确反映了她的核心理念:俊男美女的产生,在很大程度上取决于(基因的)运气。她认为这些上天厚爱的极少数人在“基因博彩”时中了大奖。对此,我并不赞同。我们为什么对遗传怪胎如此迷恋呢?对我来讲,个中原因似乎更有可能是美丽的躯体往往代表着健康状况的最优级别。为了印证这个想法,研究者对分属4种体形的女性的寿命进行了研究,他们发现拥有最迷人身材的沙漏形女性不仅寿命最长,生活质量也最高。有许多统计数据都显示,如果女性拥有更纤长的腰部、女性特征更明显的臀部,那么她们患不孕不育症、骨质疏松症、癌症、认知类疾病、腹主动脉瘤、糖尿病及其并发症,还有其他疾病的概率会显著降低。
女性体形分类
沙漏形代表女性性征发育正常;如果性激素感受性迟钝,就会长成香蕉形身材。体重正常的女性中不乏苹果形或梨形身材。香蕉形身材的女性长胖后大多会变成苹果形,而沙漏形女性长胖后则大多会变成梨形身材。
为什么有些体形不够完美?
说到这里,我已经给大家展示了大量的材料来证明这一点:长得美不是偶发事件,也不是命运安排的意外;它是水到渠成的事情,是自然生长的必然结果,它的过程遵循特定的数学比例法则。就像物理学法则表明水蒸气遇冷一定会形成六角冰晶一样,几代人的良好营养状况必然会使染色体为实现人体的最优成长做好准备。如果最佳营养状况能够贯穿整个童年阶段,生物学法则就会带来这样的结果:长成美丽、健康的个体。然而,如果说美丽源于有序的成长,为什么我们当中有人不够美丽呢?
2006年10月,我在位于加利福尼亚州亨廷顿海滩的家中与马夸特见了面。当时我向他提问了这个问题,他回答说:“我们都很漂亮。”我告诉他,从一位长期致力于面部整形的专业人士口中听到这样的答案,我十分诧异。他解释说:“如果你用马夸特面具去衡量身边的人,你会发现很多人与完美标准的差距并不是很大,尽管我们没觉得他们漂亮。”他认为其根本原因在于“我们进化得有些过头了”。换句话讲,社会保障体系允许那些不够健康或身体有某些缺陷的人繁衍后代,而在过去他们根本不会有这样的机会。
马夸特求真务实的解释阐明了现在人们的面容相较以前发生变化的原因。从营养可得性角度回顾历史,我们会发现伴随着文明和定居时代而来的是食物短缺和疾病。相较动荡不定的狩猎–放牧–采集式生活,定居下来的人们不再面临体力上的挑战。但安定而拥挤的城市生活却破坏了我们的基因规划,导致疾病增多,也使那些基因受损的人能够生存下来并生育出不够健康的孩子,这些孩子的面容的动态对称性往往较差。这样一来,伴随着一次次饥荒和瘟疫的发生,基因得不到足够的营养,人们在成千上万年的生存史中累积的基因财富逐渐被挥霍殆尽。每遭遇一次营养匮乏,就会失去一次宝贵的表观遗传规划的机会。
随着时间的推移,我们需要的安全保障越来越多,我们发明了诸如眼镜、支架等矫正性器具以及成千上万种治疗性药物。有人反驳道,这种生理机能的退化无法证明人们不能适应现代工业化社会环境,毕竟我们依然能成功生育后代。然而,这种状况也许正在悄然改变。就像美国的很多医生一样,我目睹很多夫妇饱受不孕不育病症的困扰,尽管这种问题的范围还有待调查。
我的意思当然不是只有超模才有权利生孩子。我已经论证过,任何种族、各行各业的人,都有美丽、健康的潜质,所以这一章将尽可能地介绍一些你们能够理解的优生学内容。比如,对于备孕期女性,除了戒烟戒酒、服用叶酸、禁服导致婴儿出生缺陷的药物以外,还要遵循营养方面的建议,这样才可以生出美丽又健康的宝宝。当然,她们也可以选择吸烟喝酒,拒绝接受营养医生的建议。但我认为大家在做出决定之前,理应了解最好、最新、最全面的相关信息。
在前几章中,我已经论证了人类基因拥有的强大适应能力和无与伦比的智慧;对于罩着神秘面纱的基因,我们只是管中窥豹。但我们知道,它创造完美躯体、维持健康的能力受到制作材料的限制,就像任何手工艺匠人一样,“巧妇难为无米之炊”。在这一章,我们了解了骨骼对于塑形的重要作用。在上一章,我们讲了祖先如何通过重视营养来孕育健康的孩童和成为长寿老人,他们甚至在生命的最后一刻仍然充满活力。
一张普通的面孔
马夸特调整了计算公式,做出了适合我的面具。如果面部生长受到干扰,水平面和垂直面比例失调,就会丧失面部的动态对称。按照马夸特的说法,窄脸很常见,这表明在营养状况不佳时,两个面的生长不协调,水平面比垂直面的生长速度慢。但如果营养状况糟糕到一定程度,有一个面的生长就会遭到严重的破坏。这便是即使马夸特调整了计算公式,我的下巴依然显得过窄的原因。
一旦我们放弃那些传统,会发生什么呢?
毫无意外,由于成长过程中缺乏常规营养要素,现在的人们在生命的早期或中期就患上了“老年病”,甚至出现了前几代人闻所未闻的其他健康问题。1990年出版的《哈里森内科学》(Harrison’s Principles of Internal Medicine)并没有列举注意缺陷障碍和纤维肌痛综合征,我上医学院的时候对它们也知之甚少,但现在这两种病症都很普遍。如果基因智慧需要比现在更加全面的营养供给,如果普赖斯的看法正确,美丽的面孔的确源自优质的营养,你就会看到人们的面部结构越来越偏离马夸特面具。我认为这就是放弃传统饮食方式后一定会出现的状况。在下一章中,你不仅会看到面部结构因营养不良而出现退化的例子,还会看到退化效应如此直接,仅在一代人身上就能体现出来。
- 返校国王是指美国高中和大学在每年秋天举行的“返校节”庆祝活动时,由所有学生投票选出的最受欢迎的男生。——编者注
- 艾尔弗雷德·E. 纽曼是美国幽默杂志《疯狂》(Mad)绘制的虚构人物。——编者注
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