推想，唤取鲜明心理图像的能力会妨碍以高度概括和抽象的形式思考问题。在另一份研究中，他报告了他发明的词汇联想测试；他设计了一个由75个刺激用的单词构成的单词表，让自己一个一个地看这些单词，把自己想到的两个或者三个联想单词写在旁边。他所学的大部分单词都不是什么了不起的，比如，重复测试时，他会得到同样的联想词。可是，他观察到，许多联想单词是从他自己的经验中得来的，而别人是不太可能跟他产生同样的联想的，这个发现有极重要的价值。结果，词汇联想测试成了研究个体间性格特征差异的主要手段。另一项值得注意的研究是高尔顿的另一个发明。在苦苦思索如何演示天性和教养对意识和性格的影响这个问题时，他想到了一绝妙的主意：检查“两个儿时极相像，但后来分开养；或者原来不太像，后来却一起养大的双脑胎后来的情况。”他知道，双胞胎有两种：有些属于在生理上几乎一模一样的，另一些与普通兄弟姐妹之间的相似性差不多。如果两个双胞胎原来很相像，可后来却又不太相像，这可能是后天的教养使然；如果两个原来不怎么相像，后来却一起同样哺育，因而长得很相像，则很可能是天性使然。这是个非常了不起的假设，不过，高尔顿证明它的方法却很粗浅。他给认识的双胞胎或者他们的亲戚寄去问卷；他还请他们把其他一些双胞胎的名字告诉他。最终，他找到了94个例子，其中80个“极相像”（也许一模一样），35个提供了足够派上用场的细节。
他对双胞胎的研究报告在很大程度上是由逸闻趣事构成的；报告讲到了一些跟人开玩笑的双胞胎，或者，由于校长分不清哪一个应该受处罚而同时处罚两个人，还讲到有时候弟弟会去追哥哥的女朋友，等等。可是，当高尔顿对档案材料进行分类，希望找到后来性格不一样的双胞胎，他发现，对某些人来说，“肉体和意识的相像到老一直不变，不管生活的环境如何不同”。其他人没有显示出差异，而在每种情况下，这都是因为一种疾病或者事故只影响到了其中的一个。对照而言，儿童时期不相像的双胞胎（可能是兄弟），哪怕是在一起以一样的方法哺养，可在许多年里仍然不相像。
虽然没有人注意到他宣布的内容，可是，他说：“这个结论没有例外，即，当教养的差别不能够超过在同一个国家，同一个社会阶层的人群中常见的那种东西时，天性会极大地胜过教养。”按照现代的观点，这项研究过于简单化，不准确，而且远远构不成一个结论。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、性格特征和其他心理学特征的影响上几乎最有决定性的办法。最后，高尔顿还在《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高智力的人，因而成为他通过优生学来改善人类的庞大梦想的一部分。《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，他得到南肯辛顿博物馆的许可，在那里再进行几年实验室试验。他在这个时期发明了一系列新的心理测试办法，其中有一根铁棒，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，一套重物按照重量排列起来，还有一些瓶子，里面装着芬芳物质，瓶子按气味浓度排列起来。高尔顿已到了60岁，这个年龄远远超出了科学家们作出其重大贡献的年头，而他却是在这个
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