卢浮宫光线充足的叙利亚厅里，一幅未署名、未注明日期的作品，库存编号为779，悬挂在厚厚的玻璃后面。每天早上九点刚过几分钟，除了博物馆周二闭馆外，巴黎人和游客、艺术爱好者和好奇的游客开始涌入房间。当他们低沉的声音融合成持续不断的蜂巢般的嗡嗡声时，有些人伸长脖子以获得最佳视野；另一些人则迫切地向上伸出手臂，咔哒咔哒地按着手机摄像头。然而，大多数人向前倾斜身体，脸上带着专注的惊奇表情，研究着人类最著名的创造之一：列奥纳多·达·芬奇的《蒙娜丽莎》。
《蒙娜丽莎》完成于16世纪早期，拥有神秘、超凡脱俗的美丽，与之前的所有肖像画都截然不同。为了创作这样一幅画，曾经写下名言“我希望创造奇迹”的列奥纳多，开发了一种新的艺术技巧，他称之为sfumato，即“晕涂法”或“烟雾法”。在几年时间里，他将半透明的釉料以精细的薄膜形式——有些薄至红细胞的厚度——涂在画上，很可能是用他灵敏的指尖。列奥纳多逐渐堆叠多达30层这样的薄膜，微妙地柔化线条和色彩渐变，直到整个构图看起来都笼罩在一层面纱般的烟雾之后。
《蒙娜丽莎》显然是一部富有创造性天才的作品，是一部与莫扎特的音乐、法贝热的珠宝、玛莎·葛兰姆的舞蹈编排以及其他此类经典作品并驾齐驱的杰作。但这些著名的作品只是长期以来似乎是我们人类与生俱来的特质的最伟大的体现：创造新颖且令人向往的事物的能力，不断改进设计和技术的诀窍——从日本制造的最新零排放汽车到美国宇航局发射台上设计精巧的航天器。约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学的考古学家克里斯托弗·亨希尔伍德说，现代人类“是著名的发明家。我们不断进步并尝试技术。”
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我们究竟是如何获得这种看似无限的创造能力的，是深入科学研究的主题：我们并非一直都是如此充满创造力的旋风。尽管我们人类的血统在大约六百万年前出现在非洲，但早期的家庭成员几乎没有留下可见的创新记录，持续了近340万年，这表明他们是通过手工获取植物和动物食物的，使用的工具如挖掘或戳刺的棍棒无法保存下来。然后，在某个时候，游荡的原始人类开始用锤石敲击被水冲刷过的鹅卵石，以制造切割工具。这当然是一种惊人的创造力行为，但随之而来的是漫长的停滞期——在此期间，创造力方面似乎几乎没有发生什么事情。我们的早期祖先显然敲打了相同风格的手持式多用途手斧长达160万年，仅对模板进行了微小的调整。“这些工具真的有点刻板，”康涅狄格大学的考古学家莎莉·麦克布雷蒂说。
那么，人类的大脑何时开始涌现出技术和艺术方面的新想法呢？直到最近，大多数研究人员都指向大约4万年前旧石器时代晚期开始的时候，当时智人在欧洲开始了看似突然而奇妙的发明狂潮：制作贝壳珠项链，用优雅的奥罗克斯和其他冰河时代动物的绘画装饰洞穴墙壁，以及敲打各种新的石器和骨器工具。这些发现促成了一个流行的理论，该理论提出，大约在那个时候发生的随机基因突变引发了人类认知的突然飞跃，点燃了创造性的“大爆炸”。
然而，新的证据对突变理论提出了严重的质疑。在过去十年中，考古学家发现了更古老的艺术和先进技术的证据，这表明人类烹饪新想法的能力比之前认为的要早得多——甚至早于20万年前智人的出现。然而，尽管我们的创造力早在早期就已萌发，但随后它沉寂了数千年，才最终在我们非洲和欧洲的物种中燃起火焰。证据似乎表明，我们的创新能力并非在进化史的后期完全形成地爆发出来，而是在数十万年的时间里逐渐积蓄力量，受到生物和社会因素复杂组合的推动。
人类究竟何时开始跳出固有思维模式，以及哪些因素汇聚最终扇起了我们辉煌的创造之火？理解这种情况需要遵循一个由几条证据线索组成的侦探故事，首先从表明我们创造力的生物学根源可以追溯到比科学家曾经认为的更久远的时间的证据开始。
发明的母亲
长期以来，考古学家一直将符号的使用视为现代人类认知的最重要指标，这在很大程度上是因为它证明了语言能力的存在——这是人类的标志性特征。因此，旧石器时代晚期壮观的洞穴艺术清楚地表明了像我们这样思考的人的存在。但最近，专家们开始在考古记录中寻找其他类型的现代行为及其先兆的线索——并提出了引人入胜的线索。
威特沃特斯兰德大学的考古学家林恩·沃德利一生的大部分时间都在研究古代认知，这项研究使她在1990年代开始在南非德班以北约40公里的西布杜洞穴进行挖掘。两年前，她和她的团队在那里发现了一层奇怪的白色纤维状植物材料。在沃德利看来，这种苍白、易碎的糊状物看起来像是古代的床上用品——灯芯草和其他植物，后来的人们经常将它们散落在地上用于坐卧。但这一层也可能是由风吹来的落叶形成的。区分两者的唯一方法是将整个层包裹在保护性石膏套中，然后带回实验室。“我们花了三个星期才做好所有石膏，”沃德利回忆道，“我整个过程都很暴躁。我一直在想，‘我是否在野外浪费了三个星期？’”
但沃德利的赌注获得了丰厚的回报。2011年12月，她和她的同事在科学杂志上报道说，西布杜的居住者从该地区众多木本植物中选择了一种植物的叶子来制作床上用品，时间是7.7万年前——比之前报道的例子早了近5万年。然而，最令沃德利惊讶的是居住者对当地植被的精深了解。分析表明，所选叶子来自Cryptocarya woodii，这是一种含有天然杀虫剂和杀幼虫剂的树木，对今天传播致命疾病的蚊子有效。“这对于你的床上用品来说非常方便，特别是如果你住在河边附近，”沃德利观察到。
然而，西布杜富有创造力的人们并没有止步于此。他们很可能设计了捕捉小型羚羊的陷阱，这些羚羊的遗骸遍布该遗址，并制作了弓箭来捕杀更危险的猎物，这可以从洞穴中发现的几个石头的尖端的尺寸、形状和磨损模式来判断。此外，西布杜的猎人还调制了各种有价值的新化合物。通过向洞穴中石头尖端上的黑色残留物发射高能带电粒子束，沃德利的团队检测到了多成分胶水，这些胶水曾经将尖端固定在木制柄上。然后，她和她的同事着手实验性地复制这些粘合剂，将不同尺寸的赭石颗粒与植物胶混合，并在木火上加热混合物。该团队在科学杂志上发表了研究结果，得出的结论是，西布杜的居住者很可能在7万年前就已经是“有能力的化学家、炼金术士和火药技术专家”。
在南部非洲的其他地方，研究人员最近发现了许多其他早期发明的痕迹。例如，在10万至7.2万年前居住在布隆伯斯洞穴的狩猎采集者，在赭石块上刻上了图案；制作了骨锥，可能用于缝制兽皮衣服；用闪闪发光的贝壳珠串装饰自己；并创建了一个艺术家工作室，他们在那里研磨红色赭石，并将其储存在最早已知的容器中，这些容器由鲍鱼壳制成。再往西，在尖峰角遗址，人们在16.4万年前对他们使用的石头进行了工程改造，在受控火中加热一种称为硅质岩的低品位当地岩石，将其转化为有光泽、易于敲打的材料。“我们正在看到我们10年前甚至没有梦想过的行为，”亨希尔伍德评论道。
此外，技术上的独创性并非现代人类的专利：其他原始人类也具有创造性的天赋。在意大利北部，由佛罗伦萨大学考古学家保罗·彼得·安东尼·马扎领导的一个研究小组发现，我们的近亲尼安德特人，他们最早在大约30万年前出现在欧洲，调制了一种桦树皮焦油胶，用于将石片固定在木柄上，制造出大约20万年前的带柄工具。同样，去年11月发表在科学杂志上的一项研究得出结论，来自南非卡图潘1号遗址的石尖曾经是50万年前长矛的致命尖端，据推测属于尼安德特人和智人的最后共同祖先海德堡人。在南非的Wonderwerk洞穴，一个含有植物灰和燃烧骨头碎片的古代层表明，更早期的原始人类直立人早在一百万年前就学会了生火取暖和防御捕食者。
即使是我们非常遥远的祖先，有时也能够创造新想法。在埃塞俄比亚卡达戈纳河附近的两个遗址，由印第安纳大学布卢明顿分校的古人类学家西莱希·塞马领导的一个团队发现了已知最古老的石器工具——260万年前由南方古猿加氏种或其同时代的人敲击出的砍伐器，很可能是为了从动物尸体上剥下肉。在我们看来，这些工具看起来很粗糙，与今天流水线上生产的智能手机、笔记本电脑和平板电脑相去甚远。“但是，当世界完全由自然形成的物体组成时，想象某物并将其变成现实的能力很可能看起来几乎是神奇的，”不列颠哥伦比亚大学的认知科学家莱恩·加博拉和现任纽约大学的心理学家斯科特·巴里·考夫曼在剑桥创造力手册（剑桥大学出版社，2010年）中的一章中写道。
认知与创造
然而，尽管这些早期的创造力闪现令人印象深刻，但现代人类与我们遥远的祖先之间在创新深度和广度上的巨大差异需要解释。大脑中的哪些变化使我们人类与我们的前辈区分开来？通过仔细研究古代原始人类颅腔的三维扫描图，并通过检查我们现存的最近的进化亲属——黑猩猩和倭黑猩猩（它们的祖先在大约六百万年前从我们的血统中分离出来）的大脑，研究人员开始解开这个谜团。他们的数据显示了人类灰质随着时间的推移发生了多么广泛的进化。
一般来说，自然选择在人类中偏爱大脑袋。我们的南方古猿亲属估计平均颅容量为450立方厘米，大致相当于一些黑猩猩的颅容量，而直立人在大约160万年前将这一容量增加了一倍以上，平均为930立方厘米。到10万年前，智人的平均容量为1330立方厘米。在这个宽敞的颅腔内，估计有1000亿个神经元处理信息，并通过近16.5万公里的髓鞘神经纤维和大约0.15千万亿个突触传递信息。“如果你看看这与考古记录中的什么相关，”佛罗里达州立大学的古神经学家迪恩·福尔克说，“大脑大小与技术或智力生产力之间似乎确实存在关联。”
但随着时间的推移，发生的主要变化不仅仅是大小。在加州大学圣地亚哥分校，体质人类学家卡特琳娜·塞门德费里一直在研究大脑的一部分，即前额叶皮层，它似乎负责协调思想和行动以实现目标。塞门德费里和她的同事检查了现代人类以及黑猩猩和倭黑猩猩的这一区域，发现几个关键的子区域在原始人类进化过程中经历了重大的重组。例如，布罗德曼10区——与实现计划和组织感觉输入有关——在黑猩猩和倭黑猩猩从我们人类血统中分离出来后，体积几乎增加了一倍。此外，该子区域神经元之间的水平空间扩大了近50％，为轴突和树突创造了更多空间。“这意味着你可以拥有更复杂的连接，以及更远距离的连接，因此你可以在神经元之间获得更复杂和更综合的交流，”福尔克评论道。
准确地指出更大、重组的大脑如何刺激创造力是一件棘手的事情。但加博拉认为，今天对有创造力的人的心理学研究提供了一个关键线索。她解释说，这些人都是优秀的胡思乱想者。在解决问题时，他们首先让自己的思绪漫游，让一个记忆或想法自发地唤起另一个记忆或想法。这种自由联想鼓励类比，并产生跳出固有思维模式的想法。然后，当这些人确定了一个模糊的解决方案想法时，他们会切换到更具分析性的思维模式。“他们只专注于最相关的属性，”加博拉说，他们开始改进一个想法，使其可行。
加博拉指出，在所有可能性中，更大的大脑导致了更强的自由联想能力。更多刺激可以编码到由数百亿个神经元组成的大脑中。此外，更多神经元可以参与特定事件的编码，从而形成更精细的记忆，以及将一种刺激与另一种刺激联系起来的更多潜在途径。加博拉说，想象一下，一个原始人类擦过带刺的灌木，锋利的荆棘撕裂了他的肉。南方古猿可能会非常简单地编码这个事件——作为轻微的疼痛和灌木的可识别特征。但直立人，凭借其更大的神经元集合，可以设想编码事件的许多方面，包括荆棘的尖锐点和自己被划伤的肉。然后，当这个原始人类开始狩猎时，它杀死猎物的需求可能会激活所有编码撕裂肉体的记忆位置，从而想起与锋利荆棘的相遇。反过来，这种记忆可以激发对武器的新想法：带有锋利尖端的长矛。
但是，大脑容量大的原始人类无法承受在联想状态中停留太长时间，在这种状态下，一件事会立即让他们想起大量其他事物，无论重要与否。他们的生存主要取决于分析性思维——默认模式。因此，我们的祖先必须开发一种方法，通过微妙地改变多巴胺和其他神经递质的浓度，在一种模式和另一种模式之间平稳切换。加博拉现在假设，智人需要数万年的时间来微调这种机制，然后他们才能充分利用其大脑袋的创造性益处，她和她的学生现在正在人造神经网络上测试这些想法。通过计算机模型，他们模拟大脑在分析和联想模式之间切换的能力，以了解它如何帮助某人摆脱认知僵化，并以新的方式看待事物。“仅仅拥有更多神经元是不够的，”加博拉断言。“你必须能够利用所有额外的灰质。”一旦生物学难题的最后一块拼图到位——可能是在10万多年前——祖先的大脑就成了一个虚拟的火绒箱，等待着合适的社会环境爆发火焰。
在辉煌的基础上再接再厉
1987年秋天，来自苏黎世大学的两名研究人员——克里斯托夫和海德薇·博舍——在象牙海岸泰伊国家公园觅食的一群黑猩猩中观察到了一种他们从未见过的行为。在一只行军蚁的地面巢穴附近，一只雌性黑猩猩停了下来，捡起一根小树枝。她将一端浸入覆盖巢穴入口的松散土壤中，等待蚁群的兵蚁攻击。当黑压压的蚁群沿着树枝向上爬行近10厘米时，雌性黑猩猩将其从巢穴中拔出，灵巧地滚向嘴边，津津有味地吃着蚂蚁。然后她重复这个过程，直到吃饱为止。
黑猩猩非常擅长使用各种工具——用石头敲开坚果，用树叶吸干树洞里的水，用挖掘棍挖出营养丰富的植物根。但他们似乎无法在此基础上积累知识或创造更先进的技术。“黑猩猩可以向其他黑猩猩展示如何捕猎白蚁，”亨希尔伍德说，“但他们并没有改进它，他们没有说，‘让我们用不同类型的探针来做’——他们只是一遍又一遍地做同样的事情。” 相比之下，现代人类没有这样的局限性。事实上，我们每天都在借鉴他人的想法，并加入我们自己的想法，一次又一次地进行修改，直到我们最终得到一些新的和非常复杂的东西。例如，没有人单独想出嵌入在笔记本电脑中的所有复杂技术：这种技术成就源于几代发明家的创造性见解。
人类学家将我们的这种诀窍称为文化棘轮效应。它首先需要将知识从一个人传递给另一个人，或从一代人传递给下一代人的能力，直到有人想出改进的想法。去年三月，伦敦生理学会的行为灵长类动物学家刘易斯·迪恩和四位同事在科学杂志上发表的一项研究揭示了为什么人类可以做到这一点，而黑猩猩和卷尾猴却不能。迪恩和他的团队设计了一个实验性的谜题盒，有三个循序渐进且难度递增的级别：然后他们将其呈现给德克萨斯州的黑猩猩群体、法国的卷尾猴和英国的幼儿园儿童。在55只非人类灵长类动物中，只有一只黑猩猩在尝试了30多个小时后达到了最高级别。然而，孩子们的情况要好得多。与猴群不同，孩子们进行了协作——互相交谈，互相鼓励，并互相展示正确的方法。两个半小时后，35个孩子中有15个达到了三级。
凭借这些社交技能和认知能力，我们的祖先可以轻松地将知识传递给他人——这是文化棘轮效应的关键先决条件。然而，还需要其他东西来推动棘轮效应过程，并将智人在非洲大约9万到6万年前以及在欧洲4万年前推向新的创造性高度。伦敦大学学院的进化遗传学家马克·托马斯认为，这种推动力来自人口统计学。他的前提很简单。狩猎采集者群体越大，其中一名成员梦想到可以改进技术的想法的可能性就越大。此外，在一个大型群体中经常与邻居擦肩而过的人比在小型、孤立群体中的人更有机会学习新的创新。“这与你有多聪明无关，”托马斯说。“这与你的联系有多紧密有关。”
为了检验这些想法，托马斯和两位同事开发了一个计算机模型来模拟人口统计学对棘轮效应过程的影响。利用来自现代欧洲人的遗传数据，该团队估计了旧石器时代晚期开始时欧洲现代人类的人口规模，当时人类创造力的证据开始激增，并计算了人口密度。然后，研究人员检查了非洲人口随时间的变化，模拟了他们的人口增长和迁徙活动模式。他们的模型显示，大约在10.1万年前，非洲人口达到了与旧石器时代晚期早期欧洲人相同的人口密度，就在考古记录显示创新开始在撒哈拉以南地区兴起之前。它还表明，大型社交网络积极地刺激着人类的创造力。
2012年11月发表在自然杂志上的新考古证据揭示了南部非洲人口密度上升之后的技术复兴。大约在7.1万年前，在尖峰角，智人设计并传授给他人一种复杂的技术配方，用于制造轻型石刀片作为投射武器——将硅质岩烹饪到特定温度以改善其剥落质量，将成品材料敲击成长度仅几厘米的刀片，并用自制胶水将其安装在木制或骨制轴上。“就像病毒一样，”伦敦大学皇家霍洛威学院的考古学家菲奥娜·考沃德和英国利物浦大学的马特·格罗夫在2011年发表在古人类学杂志上的一篇论文中指出，“文化创新需要非常特殊的社会条件才能传播——最值得注意的是……可以互相‘感染’的大型互联人口。”
这就把我们带到了我们今天所处的拥挤、熙熙攘攘、紧密相连的世界。人类从未像现在这样聚集在如此巨大的城市中，只需点击键盘即可访问浩瀚的知识领域，并通过万维网庞大的社交网络分享新概念、新蓝图和新设计。创新的步伐也从未像现在这样急剧加速，我们的生活充满了新的时尚、新的电子产品、新的汽车、新的音乐、新的建筑。
在列奥纳多·达·芬奇构思出他最著名的作品半个世纪之后，我们惊叹于他的创造性天才——这种天才建立在可以追溯到旧石器时代过去的艺术家血脉的无数想法和发明之上。即使是现在，新一代艺术家也在注视着《蒙娜丽莎》，希望能将其变成新的、令人眼花缭乱的创意。人类的创新链条仍然完好无损，在我们连接无比紧密的世界中，我们创造的独特才能正在我们前面飞速发展。