在他行遗传天才研究时，其中的一个奇怪发现使他开始考虑到了这个问题：父母不同寻常的孩一般不那么与众不同。比如，从生理特征上来说，父母很的孩倾向于不那么，不过仍然于平均值，而父母很矮的孩却不那么矮，可平均还是比别人矮，这个倾向，尔顿把它叫“回归平常”后来，这个词变成了“回归中间值”。他希望知，它在指示遗传力量上有什么意义，以及如何以数学方式表达来。从表面上看去，这似乎就是一个纯粹的智力谜，但结果，解决这个问题的办法将成为心理学和其它许多学科当中最为有用的研究工之一。

尔顿已到了60岁，这个年龄远远超了科学家们作其重大贡献的年，而他却是在这个时候取得重大成就的。相应地，这项工作费了他毕生的力，一辈测个没完。他在“人测验实验室”里面行的每一测量都得了一个钟形的或然曲线，可是，尔顿觉到，如果他能够发现不同的几测量结果之间的相互关系，兴许可以从中收集到其它一些极为重要的信息。有些关系是非常明显的比如，个较的人倾向于更重些可是，其它几组测量结果中的关系是怎样的呢它们当中的哪些一起变化，而且变化的角度相同只有了解数据是如何相关的，哪些测量与其它一些测量没有什么关系，他才能设计一理想的测试来指示智力情况。

尔顿对这个问题考虑了很长一段时间，然后对约3o0名儿童的确定了一个“散方案”。首先，他画一个栅栏，横向的尺度是孩的度，垂直尺度为父母的实际上是“中间父母”的每对父母的平均。然后，在每个栅栏的格里面特定的某个孩的与某个特定的父母之间的叉，他填上符合这个条件的孩们的人数。这张散图的样如下所示：

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有一阵，这个图没有给他带来任何启示；接着，一天早晨，他一边等车一边仔细看这个图，突然间，他发现了数字间的规律。如果他画一条线，将任何一组几乎相等的值连接起来，这条线将会描述一个斜过去的椭圆，其中心是散图的中心父母和孩的平均值。当他这样，并跨过椭圆画一些线条，将其极的横和竖连接起来时，它们在每个垂直栏上都通过了孩的平均，且在每个横排上通过了父母的平均值。该图形状如下所示：

论。但是，这仍然是个值得注意的首次，双胞胎研究方法一直以来就成了一个重要的研究策略，而且也是评估遗传和环境对智力、格特征和其它心理学特征的影响上几乎最有决定的办法。

这个椭圆和跨过中间的线条显示了他一直在寻找的关系。在任何给定的父母中“横向正切轨迹”，孩的平均与中间值平均值只有父母平均值与中间值偏差的三分之二，换句话说，孩们已经向中间值“回归了”三分之一。反过来说，对于任何一个孩的来说“垂直正切的轨迹”，父母都更加接近中间值了也就是说，异常孩的父母没有孩们那么异常。尔顿已经发现了“回归线”这个分析工。如果孩们的与父母的一模一样，两条回归线就会偶合；如果孩们的与父母的没有任何关系，则回归线互彼此垂直。而事实是，这两条线相当接近，意思是，在同一情况下的两个变量之间的关系它们的相关约在总量与零之间的某个地方。

那是1886年。10年之后，尔顿的学生，后来也是他的传记作家，英国生测定学家卡尔尔逊研究了一个计算“相关关系系数”的数学平均值他把它叫r，代表回归而不需要再建立散图。对于任何两组数据，它将会显示一个相关关系，从1一完的一对一协变关系到0没有任何关系，再到l完全相反的关系

最后，尔顿还在人类才能及其发展探索中讨论过一系列的心理测试，以便于快速简单地辨认较智力的人，因而成为他通过优生学来改善人类的庞大梦想的一分。人类才能及其发展探索发表的那一年，他开始在国际健康展览会上尝试他的试验。展览会闭幕后，他得到南肯辛顿博馆的许可，在那里再行几年实验室试验。他在这个时期发明了一系列新的心理测试办法，其中有一铁，上面刻有不同的距离，以测验估计长度的能力。有一块转盘，用来测验判断垂直度的能力，一重照重量排列起来，还有一些瓶，里面装着芬芳质，瓶气味度排列起来。