顿悟思维

关于凯库勒与苯环的故事：

19世纪中叶，随着石油工业、炼焦工业的迅速发展，有机化学的研究也随之蓬勃发展。我们知道，苯是一种重要的有机化学原料，它是从煤焦油中提取的一种芳香的液体。当时，化学家们面临着一个难题，那就是如何理解苯的结构。苯的分子中含有6个碳原子和6个氢原子，碳的化合价是四价，氢的化合价是一价，那么，1个碳原子就要和4个氢原子化合，6个碳原子该和12个氢原子化合(因为碳原子和碳原子之间还要化合)。而苯怎么会是6个碳原于和6个氢原子化合呢?化学家们百思不得其解。

这时，凯库勒也着手探索这一难题。他的脑子里始终充满着苯的6个碳原子和6个氢原子，他经常每天只睡三四个小时，一干起来就不歇手。他在黑板上、地板上、笔记本上、墙壁上画着各种各样的化学结构式，设想过几十种可能的排法，但是，都经不起推敲，被自己否定了。

{yt}晚上，凯库勒坐马车回家。也许是由于近日来过度用脑，他在摇摇晃晃的马车上睡着了。在半梦半醒之间，凯库勒发现碳原子和氢原子在眼前飞动，变幻着各种各样的花样。忽然，原子变成了他和李比希教授出庭作证时伯爵夫人戒指上的那条白蛇，这条蛇扭动着、摇摆着，{zh1}咬住了自己的尾巴，变成了一个环……

“先生，您到家了!”马车夫大声叫醒了睡眠中的凯库勒。他揉揉眼睛，白蛇不见了，环不见了，原子也不见了。原来是“南柯一梦”!清醒过来的凯库勒马上想起苯的结构，对 !它一定像白蛇那样头尾相接，构成环状结构!

凯库勒立即奔向书房，迫不及待地抓起笔在纸上画了起来。一个首尾相接的环状分子结构出现了。经过进一步论证，凯库勒终于{dy}个提出了苯的环状结构式，解决了有机化学上长期悬而未决的一个难题。

顿悟思维也称灵感思维，是指人类把抽象“概念”与直觉“观念”相结合，在大脑进行着的一种潜意识与显意识相沟通的思维活动。这种思维常在突然之间萌发、领悟某些事情的道理。顿悟者往往都非常熟悉该项事情的抽象概念，也充分掌握着该项事情的直觉观念。在某种因素激发下，抽象概念与直觉观念发生关联，产生对事物的新认知。

1917年，德国心理学家苛勒完成了有关黑猩猩顿悟的经典研究。在实验中，苛勒将黑猩猩锁在笼子里，而把食品(香蕉)放置在笼子外黑猩猩触及不到的地方。笼子里有两根作为工具的短棍，但每根短棍都不够长，黑猩猩用其中任何一根都拿不到香蕉。苛勒发现：黑猩猩并不是用盲目尝试的方法去解决问题，相反，它表现出明显的顿悟式的解决问题的行为特征。黑猩猩在尝试过那些常规的方法而未能奏效之后，会反复摆弄两根棍子，陷入一种思索状态。然后，黑猩猩会像突然获得了好主意似的一下子跳起来，将两根棍子插在一起，顺利地拿到香蕉。苛勒的发现挑战了当时占主导地位的美国心理学家桑代克的尝试—错误学习理论。该理论认为，人或者动物的学习过程是一个盲目的尝试过程，人或者动物通过反复的尝试，逐渐从错误中学习，淘汰不正确的行为，固化正确的行为，最终顺利地解决问题。而苛勒的研究却表明：高级的问题解决行为是一个基于对于问题情境的全新思考和把握的突变而非渐变的过程。苛勒的研究使顿悟这一具有神秘感的心理现象成为科学心理学的研究对象，为创造性思维的研究奠定了理论和实验的基础。

继苛勒之后的一些心理学者把研究的注意力转移到人类身上，开始研究人类的顿悟式思维。心理学家东克尔(Duncker)用蜡烛难题来研究人类的顿悟式思维。他在实验中给出一支蜡烛、一盒钉子和一包火柴，要求人们把蜡烛点燃，并固定在桌子后面竖起的木质墙壁上。这个难题的正确答案是把放钉子的盒子倒空，然后用钉子把盒子底朝上钉在墙壁上制成一个烛台，然后把蜡烛点燃放上去。东克尔指出，这个问题之所以困难，是因为人们有一种思维定势，认为盒子的功能就是盛放钉子，而忽视了盒子可以被钉在墙壁上做烛台用。这在心理学上被称为“机能固着”，意思是说人们在思考问题的时候会执着于事物原有的功能而忽略了其他可能的新用途。顿悟实现的关键是问题表征的转换，顿悟和创造性思维并不是无中生有的凭空臆想，而是在面临新问题时创造性地重新构造问题情景并实现认识上的突破和飞跃。

上世纪五十年代，美国学者Miller提出人的短时记忆的广度是有限的，大约在7加减2左右（也就是5-9之间）。这说明了人在一瞬间的认识能力有一个限度，只能同时加工7个比特左右的信息，不能再多。人们要克服这个局限，扩展其认知能力，就必须借助于组块，使基本认知能力高度技能化。比如，我们可以将一个由连续数字构成的号码（如：136213378065）分割成几个小的单元（如：1362-1337-8065），这样会减轻短时记忆的负荷，便于记忆和提取。正是这些认知技能的存在，使得我们可以流畅地感知世界，熟练地使用语言和各种工具。认知技能是以组块(chunk)为单位存储于我们头脑中的。诺贝尔奖获得者西蒙等人将组块的概念推广到普遍的人类认知信息加工领域，发现各个不同领域中的专家的知识都是以组块的方式被存储和使用的，比如象棋大师头脑中有许多关于布局的组块可供灵活提取和运用，这使得他们甚至有可能同时和许多人从容对弈。据估计，无论是什么领域的专家，一般都需要10-20万个知识组块，而这个数量级的组块要经过10到20年的学习才能形成。青原惟信禅师说：“老僧三十年前未参禅时，见山是山，见水是水。及至后来，亲见知识，有个入处，见山不是山，见水不是水。而今得个歇处，依前见山只是山，见水只是水。”青原惟信所说的“山”与“水”，在现代认知心理学中被称为“组块”（chunk），它代表一种模块化、自动化的信息加工过程。

尽管组块的存在能够极大地提高人们的信息加工能力（分析和处理问题的能力和速度），组块也可能成为我们思维的障碍。上世纪八十年代，瑞典学者奥尔森（Ohlsson）提出，正是因为有组块的存在，我们才无法创造性地解决问题，顿悟是一个将现有的知识组块打破的过程。上世纪九十年代，德国学者克诺布利希(Knoblish)首次用严格控制的实验验证了顿悟的组块xx学说。研究者要求人们通过挪动某些火柴棍，将原来不能成立的等式变得能够成立。对于问题“Ⅵ=Ⅶ+Ⅰ”，解决办法是将等式右边Ⅶ中的最右边的一根火柴挪走，使之变为Ⅵ，而将挪出来的那根火柴放在等式左边Ⅵ的最右边，使之变为Ⅶ(即Ⅶ=Ⅵ+Ⅰ)。现在，请你解问题：“Ⅲ=Ⅲ+Ⅲ”。此问题之所以难，是因为你必须把等式右边的“+”挪动成“=”，使之成为“Ⅲ=Ⅲ=Ⅲ”。将加号看作加号而不能自拔，正是你脑中的知识组块在发生作用。而能够将加号分析还原为两根火柴并进而变成等号，就是一个知识组块被打破的过程。这也可能就是“见山不是山”的含义。它或许说明，对于人生中的那些不等式，当我们把加号不再看做加号的时候，问题就迎刃而解了吧。

中国学者最近采用汉字的拆字任务作为实验材料，并利用脑成像技术初步揭示了“见山不是山”的大脑奥秘。在实验中，研究者向人们呈现两个汉字，比如‘白-排’，要求人们从右面的字中取出一部分放入左面的字中，使左右两边的新字仍然为真字，比如，将右边的‘排’字中的提手旁取出，与左边的‘白’字相结合，形成‘拍-非’。研究者比较了两种不同水平的拆字，一种是部首水平的拆字，拆出的部分是部首，比如将‘青-话’变成‘请-舌’，将‘女-宝’变成‘安-玉’，将‘矢-匡’变成‘医-王’等。这种拆字相对比较容易，因为部首也是汉字中有意义的组成部分。但是，如果拆字的过程发生在笔划或者笔划水平之下，则拆字的难度就会大大增加，比如‘三-四’的拆法是将‘四’右边的一竖取出加入左边使之成为‘王-匹’，而‘干-学’的拆法则是将‘学’上边的两点取出加入左边使之成为‘平-字’等。请你尝试解决下面的问题：‘乃-各’，‘午-右’‘三-兴’，‘大-不’。在笔划或笔划水平之下的拆字之所以如此困难，是因为笔划被“紧密地编织在”汉字的知觉组块中，要想把它们取出来必须首先打破紧密的知觉组块。

研究结果表明，相对于部首水平的拆字任务而言，笔划或笔划水平之下的拆字任务更多地xx了大脑当中的额叶、顶叶以及枕叶的一些区域。一个有趣的发现是，在组块xx过程中，负责特征分析的初级视觉皮层处于抑制状态，而负责特征整合的高级视觉皮层则处于兴奋状态。原来，在我们大脑枕叶的视觉皮层中（位置大约在后脑勺），不同的区域负责不同水平的信息加工层次。其中，靠近中间和内侧的初级视觉皮层主要负责特征性信息的加工；而两侧的较高级的视觉区域则负责特征信息的整合。在知觉汉字时，初级视觉皮层参与字的各个部分特征（比如横、竖、撇、捺等笔划）的感知，而较高级的视觉区域则负责把这些特征信息整合在一起形成完整的字的感知。在通常情况下，来自初级视觉皮层的信息会被自动地整合进入较高级的视觉皮层，例如，初级视觉皮层的分析处理了“学”字的各种特征，这些特征被迅速而自动地整合进入较高级的视觉皮层，形成对完整的“学”字的感知。但是，如果人们要从“学”字中拆分出“字”字，则这种高度技能化的自动加工过程就必须被修改，初级视觉皮层所生成的特征信息必须在一定程度上被抑制和重组，只有这样，才能改变自动的认知组块加工过程顺利实现组块xx。因此，研究者认为初级视觉区域的抑制和较高级视觉区域的兴奋可能反映了在组块xx过程中特征信息的分析过程和整合过程之间的一种“失协调”。

一般而言，思维过程可以粗略地分为问题编码（即发现问题）、问题分析和求解，以及问题解决等几个不同的阶段，以往多数心理学研究往往把讨论的焦点集中在问题的分析和求解阶段，集中探讨人们在问题的分析和求解过程中所可能遇到的问题，但这项研究却揭示了我们在思维过程中所遇到的困难也有可能来自于更早期的信息加工阶段，它表明我们的大脑在觉知问题的时候就可能已经产生了错误的倾向。这一点可能在顿悟和创造性思维中表现得更加明显。在人类历史上一些重要的技术革命和创新，比如活字印刷的发明和高度分工的生产流水线的出现，可能都与这个过程有关，因为人们会很自然地将一页书或者一件商品的制造和生产过程看作一个整体或组块，从而无法有效地xx和拆分出其中的组成部分，产生新的思维。因此，研究顿悟的组块xx过程及其脑机制可能会为创造性思维的促进提供思路。

顿悟是一个思维定势被打破的过程。研究发现，相对于在思维定势之内的问题解决过程，在思维定势之外的问题解决过程会xx大脑的扣带前回(ACC)。ACC位于大脑额叶的内侧面，在解剖上属于大脑边缘系统的一个组成部分。认知神经科学的{zx1}研究进展揭示，在ACC中有一种大型的梭状细胞，这种细胞只有人类以及人类的最近亲——类人猿才有。这种大型的梭状细胞与大脑皮质的各个部分具有广泛的联系，可能起到调节和改变大脑活动状态的作用。参与顿悟的ACC区域在解剖上属于布罗德曼24区，这个区域被称为认知与情绪的交互作用的界面。有大量研究证据表明：当存在认知或者情感冲突的时候，ACC的活动就特别强烈。从理论上讲，在顿悟或者灵光一现之时，原有的不正确的思维定势被迅速地打破，人们会在一瞬间摆脱不正确的思维方式，找到正确的思路。这一过程无疑会包含激烈的认知上的冲突，这可能就是ACC参与顿悟的原因。研究发现，ACC的活动应该是发生在顿悟过程启动的初期阶段，是顿悟过程的发动者。

在顿悟中，打破旧的思维定势只是{dy}步，而产生新的思想、形成有效的新异联系才是顿悟实现的关键。自上个世纪50年代以来，人们就知道大脑中的海马支持新异联系的形成。实验结果发现，人脑在顿悟时有明显的海马的活动，这说明在顿悟中形成了有效的新异联系。有趣的是，动物实验表明，海马在鼠类动物迷失方向以后重新定向的过程中起到关键性的作用，海马损伤的动物一旦迷失方向就无法找回原来的路。海马参与顿悟提示我们，思维过程可能与空间定向过程是由同样的一个认知——神经过程来完成的，它解释了我们为什么会用思路一词来指称一个人考虑问题的方式。证明海马参与顿悟过程对于理解海马在长时记忆中的作用也有主要的启示意义。从进化论的角度考虑，顿悟性的经验具有极其重要的生存价值。通过对顿悟性的经验作出反应并将其稳固地保持在情节记忆中，个体生存下来的机率无疑会因此增大。

但是，说海马是新思想的形成之地，并不等于说在海马里面存放着构成新思想的所有原材料。解剖研究显示，海马是一个只有高级信息整合功能的重要脑神经结构。与其将海马比喻为一个装思想的容器，不如将其比喻为一个各种不同思想的连接者。