已故的唐·纽曼在 20 世纪 50 年代还是一位年轻的数学家，他在麻省理工学院与冉冉升起的新星、后来的诺贝尔奖得主约翰·纳什一起任教。纽曼一直努力解决一个特定的数学问题：“我...试图在这个问题上有所进展，但我就是不行，就是不行，就是不行，”他回忆道。
一天晚上，纽曼梦见自己在思考这个问题，这时纳什出现了。睡梦中的纽曼向纳什讲述了难题的细节，并询问他是否知道答案。纳什解释了如何解决这个问题。纽曼醒来后意识到他有答案了！ 他花了接下来的几周时间将这个想法写成一篇正式论文，然后在数学期刊上发表。
纽曼绝不是唯一一个在睡梦中取得实际突破的人。弗里德里希·奥古斯特·凯库勒在做梦时想出了苯的结构，德米特里·门捷列夫构思出元素周期表的最终形式，奥托·勒维想到了为他赢得诺贝尔医学奖的神经科学实验。
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现代工程师保罗·霍罗维茨和艾伦·黄分别梦到了激光望远镜控制和激光计算的设计。无数的艺术家和电影制作人描绘了他们在睡梦中获得的图像。玛丽·雪莱梦见了构成《弗兰肯斯坦》的两个主要场景，罗伯特·路易斯·史蒂文森也对《杰基尔博士和海德先生》做了同样的事情。路德维希·范·贝多芬、保罗·麦卡特尼和比利·乔尔都在醒来时发现新的曲调在脑海中回响。圣雄甘地呼吁以非暴力方式抗议英国对印度的统治，其灵感也来自一个梦。
然而，梦境常常显得语无伦次、离奇甚至琐碎。我们在迷宫般的走廊里拼命寻找我们的兄弟，因为我们必须给他一个黄色的包裹。但是当我们找到他时，我们已经忘记了包裹——我们当然不再拿着它了——而且无论如何，他现在是邻居，而不是兄弟。其他梦境是短暂的——我们醒来时想到了一个黄色的盒子，但这就是我们所能回忆起的全部。
几十年来，科学家们一直在思考梦境如何展现如此多样的特征。研究开始表明，梦境仅仅是在不同的生化状态下进行的思考。睡眠的生理需求改变了大脑的运作方式。梦境可能看起来离奇或荒谬，因为睡眠大脑的化学物质会影响我们感知自己思想的方式，但我们仍然会继续关注我们在清醒时所关心的所有相同问题。这种不寻常的意识状态通常是解决问题的福音——它帮助我们在正常的思维模式之外找到解决方案。通过遵循几个简单的步骤，我们甚至可以利用这种力量，鼓励我们沉睡的大脑思考特定的问题。
梦的剖析
人们经常听到这样的问题：“做梦是为了什么？” 您永远不会对清醒时的思考提出如此简单的问题。它是为了一切。
然而，理论家们长期以来一直为做梦提供单一功能的解释。西格蒙德·弗洛伊德认为，梦主要表达被压抑的愿望，即婴儿期的性冲动和攻击性冲动。其他精神分析学家认为，梦境更多地与自恋的渴望或对自卑感的补偿有关。最近，心理学家们提出，梦境模拟威胁或有助于巩固记忆。所有这些理论都描述了一些梦境，但没有一个理论可以解释每种类型的梦境。正如清醒时的思考可以在回忆、计划、沉思等等之间漂移一样，梦境认知似乎也包含许多思维模式。
大多数早期理论家都假设我们记住的梦构成了所有梦。一些假设认为，当某些特定情况触发了一组独特的感觉——比如对性的渴望或受挫的自我时，人们就会做梦。然而，在 20 世纪 50 年代，尤金·阿塞林斯基和纳撒尼尔·克莱特曼（当时都在芝加哥大学）进行了一系列开创性的研究，揭示了人们做的梦比他们可能记住的要多得多。这两位睡眠研究人员发现，人类的睡眠由大约 90 分钟的周期组成，每个周期都包含快速眼动 (REM) 阶段和大脑活动增强阶段——活动量几乎与我们清醒时一样多。当科学家在每个 REM 阶段快结束时唤醒人们时，睡眠者平均每晚会回忆起近五个梦。受试者在 REM 阶段结束后立即被唤醒时与稍后被唤醒时的报告差异，使科学家们得出结论，梦几乎总是伴随着这个睡眠阶段，即使早上没有回忆起任何梦。
在过去的二十年中，正电子发射断层扫描 (PET) 扫描使我们能够看到哪些大脑区域参与了做梦。与视觉意象和运动感知相关的皮层部分，甚至比我们清醒时更显著地被激活，与情感相关的一些深层大脑区域也是如此。相比之下，背外侧前额叶皮层在做梦时参与度较低；这个区域与意志行为以及对逻辑和社会适当性的评估有关。这些 PET 结果与梦的特征非常吻合；梦境报告几乎总是包含视觉意象，并且经常涉及运动。前额叶的发现与长期以来梦境与较少“审查”相关的观点不谋而合——不仅在弗洛伊德意义上的不受抑制的性和攻击性方面，而且在我们过滤掉不合逻辑或不正常的场景方面也是如此。当讨论解决问题的方法时，我们将回到这一点。有时，以“错误”的方式解决难题可能会带来令人惊讶的见解。
进化心理学家很快指出，做梦大脑的 PET 肖像是有道理的，因为这种活动本应支持人类的生存——大脑的某些区域在睡眠期间比其他区域更安全地开启和关闭。加州大学圣巴巴拉分校的人类学家唐纳德·西蒙斯在他 1993 年的论文《梦境不是由什么构成的》中认为，睡眠者必须用特定的感官来监控环境——闻到烟味、听到入侵者、感知温度变化和感觉到疼痛。在这些感觉模式中生动地产生幻觉可能会导致我们不必要地频繁醒来，或者，更糟糕的是，随着时间的推移，我们可能会进化出一个容忍阈值，从而导致我们阻止真正的警告。然而，我们的眼睛可以闭上，因为我们不需要在睡眠期间监控我们的视觉环境。而且我们的身体可以麻痹，就像在 REM 睡眠期间正常发生的那样，因为我们不需要移动——事实上，在我们醒来之前我们不应该移动。
那么，进化可能有助于阐明为什么某些大脑区域在睡眠时或多或少活跃。活动模式解释了为什么梦具有它们所具有的特征——视觉丰富且逻辑松散。起初，这些令人兴奋的生理学发现引发了大量理论，认为梦只是睡眠期间大脑模式的副现象或副作用。睡眠研究人员经常将 REM 活动称为“随机”，尽管没有证据表明它比清醒时的大脑活动更随机。许多理论家急于宣布梦境已被“解释”。
我重申：我们永远不会如此迅速地否定清醒时的思考。知道我们的前额叶皮层在遇到社会禁令时是活跃的，并不能解释我们在决定如何回应时所经历的主观辩论。同样，描述梦的内容或其相关的大脑活动并不能回答其目的问题。大脑研究人员在经历了二十年的沉寂之后，终于明白了这一事实，并在过去几年中开始再次认真研究梦境。
深思熟虑
到 20 世纪 90 年代，越来越多的研究表明，睡眠对于巩固新学习非常重要：即使是非常早期的研究也表明，在学习新事物后睡一会儿，比花费相同的时间保持清醒，回忆效果要好得多。最近的发现暗示 REM 睡眠在记忆巩固中起着特殊作用。对学习导航迷宫的大鼠的研究发现，在 REM 睡眠期间，大脑活动模仿清醒的啮齿动物在迷宫中训练时的活动，这表明回路可能在 REM 睡眠期间得到加强。在人类中，研究也支持 REM 睡眠在记忆中的作用。受试者在学习后获得的 REM 睡眠越多，他们对情绪化材料的回忆就越好。
2009 年，加州大学圣地亚哥分校的心理学家研究了 REM 在学习过程中是否不仅仅促进记忆。他们给受试者进行了一项需要创造性解决问题的测试，然后给出了关于答案的提示。然后，受试者在再次参加测试之前，花了一些时间保持清醒、仅处于非 REM 睡眠状态或处于 REM 睡眠状态。REM 睡眠组在先前呈现问题的创造性解决方案方面表现出最大的进步。
同年，在哈佛大学罗伯特·斯蒂克戈尔德的实验室中，由博士后研究员伊娜·琼拉吉奇领导的一个团队让受试者学习了一个复杂的天气预报系统。学生们看到了图像的组合，每个图像代表晴天或雨天的概率。学生们不知道图像的含义，但他们试图通过反复试验来弄清楚，方法是预测晴天或雨天的总体机会，并获得对其答案的反馈。研究人员发现，在再次执行任务之前打盹的受试者，比那些保持清醒的受试者更有可能通过“啊哈！”类型的洞察力发现图像含义背后的普遍规律。此外，他们更高的表现，以及他们明确表达他们已经掌握了普遍规律的能力，与他们获得的 REM 睡眠量相关。
进一步的研究证实，REM 睡眠有助于解决问题。在哈佛大学同一个实验室进行的一系列持续研究中，博士后研究员艾琳·J·瓦姆斯利要求受试者导航虚拟迷宫。经过一些练习后，他们会获得清醒休息、REM 睡眠或非 REM 睡眠期。正如瓦姆斯利在 2011 年 SLEEP 会议上报告的那样，只有 REM 睡眠才能提高参与者的表现。此外，当她唤醒或打断他们以询问他们在想什么或做什么梦时，主题通常是迷宫——但只有当这种思考发生在 REM 睡眠中时，受试者在下次挑战真实迷宫时才会表现更好。
由于 REM 睡眠是梦境发生的阶段，这些睡眠研究暗示做梦可能与创造性解决问题有关。越来越多的实验证据，以及无数关于梦境中突然出现的解决方案的轶事，都支持了这一想法。
关于梦境和客观问题解决的第一个研究是在一个多世纪前进行的。1892 年，卫斯理大学的查尔斯·M·柴尔德询问了 186 名大学生，他们是否曾在梦中解决过问题。三分之一的人说他们有过。学生们报告说，他们在睡梦中下棋、解代数题、发现簿记错误以及翻译维吉尔的一段文字。
下一个重大突破发生在研究人员决定尝试用特定问题来引导人们的梦境时。1972 年，斯坦福大学的睡眠研究员威廉·德门特要求他的 500 名学生每晚花 15 分钟尝试解决脑筋急转弯，确保他们在睡着时心中有一个未解决的问题。学生们报告做了 87 个梦，其中 7 个梦解决了脑筋急转弯。
这样的谜题是测试创造性问题解决能力的有用工具，因为人们很可能在获得“啊哈！”的顿悟时刻之前被卡住。然而，这些脑筋急转弯可能超出了某些受试者的能力范围，而且它们也与个人无关紧要。在德门特为期三晚的研究中，所有正确的答案都出现在第一晚。他推测，学生们很快就对与他们生活无关的问题失去了动力。因此，在我 1996 年的个人研究中，我采取了不同的方法。我要求学生们选择他们自己的客观问题。他们记录了一周的梦境，并记下了他们认为与问题相关或包含满意解决方案的梦境。两位研究助理也判断了这些梦境是否关注或解决了问题。
我的大多数受试者选择的问题似乎比德门特的脑筋急转弯更简单。他们中有一半人做了他们认为与他们所关注的问题相关的梦，三分之一的人梦到了解决方案。评判员评定的梦境中，只有略少于一半的梦境被认为是处理或解决问题的。虽然许多问题与家庭作业或整理家具等日常任务有关，但一些最有趣的解决方案出现在关于重大人生决定的梦境中。例如，这个困境被做梦者和评判员都评定为已解决
问题： 我申请了两个临床心理学项目和两个工业心理学项目，因为我无法决定我想进入哪个领域。
梦境： 有一张美国地图，我乘坐飞机飞过这张地图。飞行员说我们的发动机出现故障，需要降落。我们在地图上寻找一个安全的地方，用灯光表示。我问及马萨诸塞州，我们正飞越那里，但他说整个马萨诸塞州都非常危险。灯光似乎在更西边。
解决方案： 我醒来后意识到，我的两所临床学校都在马萨诸塞州，我在那里度过了我的一生，我的父母也住在那里。两所工业项目学校都很远，在得克萨斯州和加利福尼亚州。这是因为最初我希望离家近一点，而且附近没有好的工业项目学校。我意识到待在家里有很多问题，而且说起来好笑，离开家乡可能比我进入哪种项目更重要。
通往创造力的大门
有史以来最著名的梦境例子——凯库勒在梦到一条原子蛇咬住自己的尾巴后，意识到苯的结构是一个闭环——说明了梦境中解决问题的两个独特特征。回想一下，通常将我们的思维限制在逻辑和熟悉的事物上的大脑区域，在 REM 睡眠期间活跃度要低得多。许多关于创造力的研究表明，这种去抑制是创造性思维的关键组成部分。[有关认知去抑制如何使新想法浮出水面的更多信息，请参阅第 28 页谢莉·卡森的《释放的头脑》。] 同样，睡眠大脑视觉区域的高度活动使其能够比清醒时的思维更容易地可视化解决方案。凯库勒一直被难住，因为所有已知的分子都是带有侧链的直线，他错误地认为苯也会遵循同样的规律。
我的研究证实，梦境中的解决方案往往具有不寻常的视觉特征。在 20 世纪 90 年代末，我搜寻了现有的关于梦境的文献，梳理了专业传记和历史书籍，寻找解决问题梦境的例子，并询问了在职专业人士，他们是否做过对他们的工作有用的梦。从这项研究中浮现出某些模式。超过一半的视觉艺术家表示，他们在自己的作品中使用了梦境。大约一半的小说作家有过。随着职业变得更加抽象，这个数字迅速下降。在科学领域，发明家、工程师和其他从三维可视化问题中受益的人更有可能报告有帮助的梦境。一些做梦者甚至有多个醒来后获得解决方案的例子，并制定了明确的睡前孵化程序。
在一项最近的研究中，我在 2011 年 6 月的国际梦境研究协会会议上报告了初步结果，我调查了基于梦境的问题解决能力如何更广泛地使职业男女受益。年龄在 21 岁至 69 岁之间的专业人士试图在睡眠中解决与工作相关的实际问题。这些受试者似乎像我在 1996 年观察到的大学生一样频繁地梦到他们的问题；然而，与学生相比，他们报告的解决方案数量不到一半。与工作相关的问题可能比大学生的困境更难，而且由于这个群体年龄较大，受试者可能记不住那么多梦。然而，他们中的很大一部分人确实报告说，在仅一周的孵化练习后，他们做了一个有用的梦。
您的梦境
在我的书《睡眠委员会》于 2001 年出版后不久，我在 PBS 节目中听到纽曼讲述了他的故事，该节目是关于约翰·纳什和电影《美丽心灵》的。一年后，我意外地在一次晚宴上坐在纳什旁边。我向他询问了这件事，他记得很清楚。“唐实际上在论文中添加了一个脚注感谢我，”纳什笑着说，“而且他一直表现得很感激，好像我真的帮助了他，但这实际上是他的梦。” 在我的调查中，我经常遇到这种说法。解决方案经常来自梦境人物——一位计算机程序员从阿尔伯特·爱因斯坦那里获得了反复的夜间课程——而且人们很难完全认可他们的梦境思维所做的事情。这种倾向符合 REM 睡眠的大脑发现，其中与意志感知相关的背外侧前额叶皮层，不如与视觉图像、运动和情感感知相关的大脑部分活跃。
但是我们不需要被动地等待灵感的降临。我们一生中几乎有三分之一的时间在睡眠中度过——而其中几乎有三分之一的时间在做梦。我的研究表明，在很短的时间内，人们可以学会将他们的梦境集中在小问题上，并且经常解决这些问题[请参阅对页的方框]。至于更大的问题，调查发现，各种各样的谜团都可以在梦境中揭示出来——毕竟，有两个诺贝尔奖是因梦境而产生的。但是，即使您选择让您沉睡的大脑独处，也要注意：在您入睡后，您处于改变后的意识状态中的大脑很可能已经在努力工作了。