创新大脑

序言

创造力是属于年轻人和勇敢者的，一个上了年纪的神经心理学家写一本关于创造力的书意欲何为？我一直都在试图理解大脑如何处理新奇事物，以及如何进行复杂的决策，这项研究逐渐变成了对创造力的兴趣，但这并不完全是我自己的决定。 多年来，每当人们谈论认知新奇事物的话题时，总会问我关于创造力的问题——同事们经常问，受过普通教育的公众则问得更多。那时我没有太多的话要说，除了表达我一般性的怀疑——创造力是否能被理解为一种单一的特征？是否可以与一组狭窄的神经结构联系起来？是否可以用严格的生物学术语来解释？我表示怀疑。偶尔，我也分享我的认识。我有时被要求参与这类测验，但我对在实验室中进行的创造力测验普遍不感兴趣。我发现，至少从某个主题的角度来看，这些测验的设计痕迹很重，其是否与真实生活中需要的一系列创造力有关也难说。 我还认为，只要创造力和智力两者中的任何一个概念缺乏有意义的定义，关于它们之间关系的永无休止的讨论就不会有结果。但我可以理解关于新奇事物的话语是如何自然而然地演变成关于创造力的话语的。基于我当时对创造力研究的非常有限的了解，我也知道，与认知新奇事物有关的大脑结构——我对此进行了广泛研究，还写了不少论文——前额叶皮质和右半脑，经常被科学文献和小报与创造力联系在一起。很明显，创新能力只是关于创造力的故事的一部分，另一部分是文化背景、社会相关性和突显性。这需要神经科学与人文/社会科学视角的融合——这种融合在知识性上和气质上总是吸引着我。这种融合还将创造性过程的两个方面之间的关系纳入了其话语中，这两个方面是：富有创造力的个人或团队的创作，以及消费者即普通大众的接受（或拒绝）。这与埃里克·坎德尔在讨论视觉艺术时提到的“旁观者的分享”理论类似。

关于创造力研究的主流方法的研究范围似乎是由两个来定义的：一种是米哈里·契克森米哈赖在其著作中雄辩地表明的文化/人文主义的观点；另一种是神经科学研究，其中，受试者在发散性思维任务中的表现与各种神经影像学、生物化学和遗传学技术结合在一起。但遗憾的是，这两种研究平行推进，而不是结合在一起。很明显，这两种观点——神经科学的和文化的——必须被整合成一个连贯的故事，才能帮助我们理解创新和创造性过程。虽然这种整合听起来很难，令人望而生畏，但这是一个值得提出的挑战，至少值得我们去迎接。

另外，还必须满足一种美学上的对称感。创造力和智慧通常被认为是支撑一个“拱形建筑”的两个“支柱”，这个“拱形建筑”就是：一个高产的头脑的有意义的人生。我之前写的《智慧大脑》一书从神经科学的角度审视了这两个“支柱”中的一个；因为没有研究另一个，这个项目似乎是不完整的。写一本关于认知新奇事物的书，这一想法由来已久，随着对本书的想法的发展，创造力这一主题也越来越明晰。您即将阅读的内容就是这一发展的产物，其中新奇事物和创造力主题紧密交织在一起。在写作本书的过程中，我认真学习了一些与创造力研究有关的文献，但也有意与它们保持一定的距离，而主要以我对大脑怎样工作和不会怎样工作的理解来进行写作，希望这种平衡可以形成原创性的见解。

和我以前的书一样，本书也是一个特洛伊木马（马是我喜欢的动物之一，仅次于狗），它提供了一种工具，让我们能够超越更具体的对新奇事物和创造力的关切，去理解与大脑和心智有关的更广泛的主题。写作本书时，我的目标是让我的科学家和临床医生同行以及受过教育的大众都感兴趣，这导致了一般性叙述和技术性叙述不可避免地交织在一起。但愿我合理地平衡了二者。

我写这篇序言的时候，本书的其余部分已经完成了。对我来说，完成一本书通常充满了情感上的矛盾。这是一种满足，也是一种失落；这是一段极其个人化的旅程的结束。至少这是我之前写书时的感受，但是本书与众不同，因为它开始激发我对自己未来工作方向的理解。也许是因为通过融合生物学和文化观点来理解创造力和创新是一项相对较新的事业，具有新的可能性、新的想法和撩人的假设， 所以我能够在没人尝试过的方向上推动原创性和创新的研究。

您即将阅读的内容概述了一些这样的想法和新的方向。除了旨在阐明人类（不仅仅是人类）创造力的本质之外，这些想法还旨在促进我们对知识在大脑中的表征形式的理解，对语言的进化根源的理解，对时髦而尚未被充分理解的“工作记忆” 的理解，对人类和其他物种的两个半脑是如何不同而又协同工作的理解，以及对人类智慧本质的理解。它们也旨在提炼甚至改变我们对某些神经疾病的理解，证明对创造力和更普遍的认知神经科学的研究必须在不同文化背景下进行，而不仅仅是西方社会，甚至引入一些可能对人工智能设计有用的想法。虽然其中一些想法可能被证明是错误的或顽固的（所有渴望创新的人都必须准备好冒这个险）， 但其他的则不会。我希望本书的读者中的普通大众会觉得这些想法很有趣，而科学家会觉得它们在未来的工作中值得被探讨。这样的科学家肯定会包括我。

艾克纳恩·戈德堡

2017年于纽约

新的想法、概念和技能是如何产生的？

社会和文化的变迁会如何影响我们的认知方式？

数字革命将如何催生伟大的创意文化？

人工智能、虚拟现实技术的发展和聚变革命，会在哪些方面改变我们的大脑处理信息的方式？

了解人脑处理新奇事物的机制以及培养创新型大脑的方法，成为当前对我们每个人来讲都很重要的问题。

作者基于大量的*研究成果，提出了自己对“创造力”的看法：创造力是一个衍生性概念，不应该被理解为一种单一的属性，也不是与某一组狭隘的神经结构直接相关，它虽然在一定程度上跟前额也皮质和右半脑有关，但它总体上是由一系列神经过程决定的，而且，它不能用简单的生物学术语来定义，而是和人类整体的历史和文化息息相关，和集体创作、知识积累息息相关。

尤其作者提出的“创造性火花”的产生机制，对广大读者具有重要的参考意义。

[美] 艾克纳恩·戈德堡（Elkhonon Goldberg）

享誉国际的认知神经科学家，师从20世纪俄裔神经心理学家大师卢里亚。现为卢里亚神经科学研究所（Luria Neuroscience Institute）负责人和纽约大学医学院临床神经学教授。

戈德堡著有多部广受赞誉的作品，已被翻译成多种语言。代表作《创新大脑》（Creativity:The Human Brain in the Age of Innovation）、《智慧大脑》（The Wisdom Paradox：How Your Mind Can Grow Stronger as Your Brain Grows Older）《决策大脑》（The New Executive Brain：Frontal Lobes in a Complex World）。

中文版序言　//　Ⅴ

序  言//　Ⅺ

01 新奇时代 

历史上的间断平衡 // 005

各种革命 // 006

文化和认知风格 // 008

现实如何融合 // 012

新时代的人类大脑 // 014

02 创造力的神经学神话

从“神经孤儿”到“神经时尚”// 021

“坏的”和“无用的”// 023

解构创新和创造力// 026

多种创造力 // 030

03 保守的大脑

我们的知识是怎么来的 // 037

大脑如何映射世界 // 041

语言是如何在大脑中生根的 // 049

“同构梯度” // 058

带有一线希望的痴呆症？ // 059

04 美人鱼和乐高大师

新想法是怎样诞生的 // 065

宏观视角：隐喻背后的运行机制 // 075

工作记忆的难题 // 083

微观视角：大脑中的幽灵 // 091

05 都是突显性的问题

突显性回路 // 105

突显默认 // 111

突显性、多巴胺与额叶的唤醒或沉睡 // 113

被稀释的突显性 // 120

被劫持的突显性 // 125

06 创新的大脑

新奇性的挑战 // 135

被误解的左右半脑 // 138

新奇和常规 // 141

为新奇性而生 // 153

为新奇性所驱动 // 158

超速前进的新奇性 // 162

07 定向漫游和创造性火花

不是猴子能做的事 // 175

的前额叶 // 178

工作中的乐高大师：创造性的汗水 // 187

休息中的乐高大师：还没有创造性的灵感 // 188

大脑的小世界特性 // 192

定向精神漫游：创造性火花 // 194

迭代与选择 // 204

08 狒狒有创造力吗

进化中的新奇性 // 209

人类发展与动物创造力 // 217

09 创造性思维

一些伟大的壮举 // 229

顺从还是不顺从？ // 231

心理理论的祝福和诅咒 // 238

创造力与智力 // 242

一些值得做的实验 // 248

疯了有多糟糕？ // 251

创造性思维 // 257

10 有创造力的大脑

一些厉害的大脑 // 265

创造力的连通性 // 271

小世界特性的遗传 // 274

拥有一层外衣的好处 // 276

没有外衣的好处 // 281

“创造力基因”真的存在吗 // 286

11    结  语

致  谢 // 329

参考文献 // 331

新的想法、概念和技能是如何产生的？

社会和文化的变迁会如何影响我们的认知方式？

数字革命将如何催生伟大的创意文化？

人工智能、虚拟现实技术的发展和聚变革命，会在哪些方面改变我们的大脑处理信息的方式？

了解人脑处理新奇事物的机制以及培养创新型大脑的方法，成为当前对我们每个人来讲都很重要的问题。

作者基于大量的*研究成果，提出了自己对“创造力”的看法：创造力是一个衍生性概念，不应该被理解为一种单一的属性，也不是与某一组狭隘的神经结构直接相关，它虽然在一定程度上跟前额也皮质和右半脑有关，但它总体上是由一系列神经过程决定的，而且，它不能用简单的生物学术语来定义，而是和人类整体的历史和文化息息相关，和集体创作、知识积累息息相关。

尤其作者提出的“创造性火花”的产生机制，对广大读者具有重要的参考意义。

[美] 艾克纳恩·戈德堡（Elkhonon Goldberg）

享誉国际的认知神经科学家，师从20世纪俄裔神经心理学家大师卢里亚。现为卢里亚神经科学研究所（Luria Neuroscience Institute）负责人和纽约大学医学院临床神经学教授。

戈德堡著有多部广受赞誉的作品，已被翻译成多种语言。代表作《创新大脑》（Creativity:The Human Brain in the Age of Innovation）、《智慧大脑》（The Wisdom Paradox：How Your Mind Can Grow Stronger as Your Brain Grows Older）《决策大脑》（The New Executive Brain：Frontal Lobes in a Complex World）。

我们的知识是怎么来的

在上一章中，我们谈到了老派的神经心理学家不太重视额叶和右半脑，因为他们认为它们无关紧要。那么，他们感兴趣的是哪些区域呢？真的非常少——只包括左半脑的某些部分。不过，即使在这个问题上，老派的科学家也错了，至少不是完全正确。诚然，成年人都知道，左半脑支持语言功能——我们在很多年前就知道了这一点，但左半脑的功能远多于此。为了理解语言是如何由左半脑负责的，必须首先认识和分析左半脑的其他一些更基本的功能。

大脑不会凭空产生新的知识或创意。我们所做的一些乃至大部分工作，在一定程度上都是由以前所获得的信息形成的，包括突破性的创新和创造力的成就也是如此。新事物与旧事物的关系灵活而密切。追求创新的动力通常来自这样一种感觉，即现有的知识或理论不能为当前的问题提供解决方案，或者现有的美学和艺术形式不能与世人的感受能力或自我表达的需求产生共鸣。此外，创新不一定是对以前积累的知识、想法和信仰的全面拒绝。通常情况下，旧的东西会以微妙而灵活的方式变成新的东西。

创新和创造力的大脑机制也是如此。大脑是一个大网络，尽管存在专门用于特定任务的不同子网络，但它们并不完全分离，而是紧密相连并且重叠的。为了理解创新和创造力的大脑机制，我们还必须理解表征既有知识的大脑机制——既有知识是所有创造性过程的出发点。在本章中，我们将研究知识是如何在大脑中被表征的。

知识在大脑中是如何被表征的？在解决宏大的问题之前，让我们先来讨论这个看似平庸的问题，因为它们潜在的大脑机制基本上是相同的。试想一下：我们在周围环境中，经常遇到严格说来是新的而且是独一无二的事物，但我们处理起来好像很熟悉一样，没有任何困难。比如，在一个充满异域风情的国家度假时，你穿过市场，看到一件由你从未见过的布料制成的颜色奇特的夹克或一盏奇形怪状的灯。从技术上讲，你从未见过这些物体，但你马上就知道它们是什么。你甚至可以使用不熟悉的货币（虽然不熟悉，但你仍然知道那是货币）购买它们。顺便说一句，你有没有想过在异国他乡度假时，在一个充满异国情调的餐厅里，你为什么马上就会使用奇形怪状的刀子、勺子和叉子，尽管你事实上从未见过那些器具？

在人生中的每一天、每个小时，我们甚至不需要费多大力气就可以完成这种看似矛盾的壮举。我们在街上碰到陌生人，就知道他们是人类而不是狗，而且我们知道陌生人遛的是一条陌生的狗，而不是人。你有没有停下来想想这是怎样发生的——遇到一个完全陌生的事物，很快知道它是什么？这类过程如此普遍，你如此轻松自然——就像吃饭喝水一样，但你从来不会停下来欣赏它们。

使我们能够完成这一壮举的过程就是“模式识别”，左半脑擅长这个。当我们遇到独特但相似的东西时，我们的大脑就会形成一种心理表征，它会捕捉到这些东西的基本共性，忽视多余的特性。一支笔的心理表征会捕捉到它必不可少的细长的形状，尖头或圆头，但会忽略其颜色。一个盘子的心理表征会捕捉到圆形、相对平坦和中间有凹陷的造型，但会忽视边缘的装饰设计。这些都是模式。当我们遇到一个属于熟悉的范畴的新东西时，我们能认识它，是因为它与之前存储在我们大脑中的某种模式产生了共鸣，激活了这种记忆。

大脑中的模式是如何表征的？从神经生物学上讲，一种模式就是由相互连接的神经元组成的网络。当网络的一部分被感觉输入激活时——比如说，你所处的环境中的某个物体的视觉图像，网络的其余部分也会被激活。整个网络的激活，就其本身而言，就是模式识别的机制，大脑通过该机制将新物体识别为熟悉的范畴的一员：桌子、椅子或其他东西。

复杂的想法在大脑中被表征的方式也基本与此相似。正如我们通过熟悉的模式这一透镜来体验日常的物质世界一样，科学家、艺术家、企业家、政治家或企业领导者也通过运用自己熟悉的概念、艺术形式或习俗来面对他们遇到的挑战。数学家看到一个方程式，判断它是一个线性方程而不是二次方程，这一判断过程就是通过激活其大脑中表征线性方程基本共性的神经网络来实现的。艺术评论家看到一幅画，认为它属于弗拉芒画派而不是荷兰画派的作品，是因为这幅画激活了含有弗拉芒画派经典之作的共性的神经网络中大量的神经元。医生检查患者的身体并很快诊断出疾病，是因为以前的经验已经在医生的大脑里形成了表征疾病基本特性的神经网络。表征相似物体（这里我们在广义上使用“物体”一词）所属的整个范畴的基本属性的神经网络有时被称为“吸引子”，因为它们中的每一个都“吸引”了大量的特定输入。这一术语是从数学中借用来的，但现在它被广泛用于计算神经科学。神经的“吸引力”就是主观认知经验的机制。左半脑尤其擅长存放各种各样的吸引子，无论是语言的还是非语言的。

现在假设，患者出现了一系列前所未有的症状；物理学家遇到了一个无法用已知类型的方程描述的过程；艺术家有一个想法，一种创造性的灵感，不适合通过既定的艺术传统来表达；或者更普遍地讲，一个简单的物体，和我们熟悉的所有东西都不相像。在这些情况下，识别行为就不能发生，因为手头的事物对大脑的影响未能激活先前形成的任何吸引子网络。

现在，大脑遇到了新的挑战。我们面对的是新奇事物。出现这种主观感受主要是由于输入大脑的信息不能与先前形成的任何吸引子网络产生共鸣，因而左半脑不能找到解决方案。接下来大脑中发生的事情是第 6 章和第 7 章的主题。但我们目前为止所知道的重要一点是，通常，在现有解决方案不能解决手头问题后，我们才会着手寻找新的解决方案。