创造力的起源

卢浮宫明亮的Salle des États展厅里，一幅编号为779的画作，未署名也未注明日期，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，巴黎市民和游客、艺术爱好者和求知者开始涌入这个房间。当他们低沉的声音融合成持续的嗡嗡声时，有些人伸长脖子以获得最佳视野；另一些人则急切地向上伸出手臂，点击手机摄像头。然而，大多数人向前倾，脸上带着专注的惊奇表情，研究着人类最著名的创作之一：列奥纳多·达·芬奇的《蒙娜丽莎》。

《蒙娜丽莎》完成于16世纪早期，拥有一种神秘的、超凡脱俗的美，与之前的所有肖像画都截然不同。为了创作这样一幅画作，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，他用灵巧的指尖，很可能是指尖，在画作上涂上了半透明的薄膜釉层——有些薄如红细胞。通过逐渐叠加多达30层这样的薄膜，列奥纳多巧妙地柔化了线条和色彩渐变，直到整个构图看起来都笼罩在一层烟雾之后。

《蒙娜丽莎》显然是一部富有创造力的天才之作，是一部可以与莫扎特的音乐、法贝热的珠宝、玛莎·格雷厄姆的舞蹈编排以及其他此类经典作品相媲美的杰作。但这些著名的作品只是我们人类长期以来似乎与生俱来的特质的最伟大的体现：创造新的和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SpaceX公司设计精巧的猎鹰9号火箭。挪威卑尔根大学和南非约翰内斯堡金山大学的考古学家克里斯托弗·S·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新技术。”

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我们是如何获得这种看似无限的创造能力的，是激烈科学研究的主题：我们并非一直都是如此的发明狂潮。尽管我们人类的谱系大约在六百万年前出现在非洲，但早期的家庭成员几乎没有留下任何可见的创新记录，长达近340万年，这表明他们通过手工获取植物和动物食物，使用挖掘或戳刺棍等工具，而这些工具没有保存下来。然后，在某个时刻，游荡的原始人类开始用石锤敲击水蚀的鹅卵石，以制造切割工具。这当然是一项惊人的创造力行为，但随之而来的是一个漫长的停滞期——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将相同款式的手持式多用途手斧敲打了160万年，仅对模板进行了细微调整。“那些工具真的很刻板，”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的新想法呢？直到最近，大多数研究人员都指向距今4万年前的旧石器时代晚期开始，当时智人在欧洲开始了似乎是突然的、奇妙的发明狂潮：制作贝壳珠项链，用几何符号和冰河时代动物的绘画装饰洞穴墙壁，以及雕刻和敲打各种新的石器和骨器。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。在过去十年左右的时间里，考古学家发现了更古老的艺术和先进技术的证据，表明人类产生新想法的能力进化得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爆发。证据似乎表明，我们的创新能力并非在我们进化史的后期完全形成后才爆发出来，而是在数十万年的时间里逐渐增强，并受到生物和社会等复杂因素的推动。

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点燃了我们辉煌的创造力之火？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，首先是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——这是人类的标志性特征。因此，旧石器时代晚期的几何符号和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。

约翰内斯堡金山大学的考古学家林恩·沃德利花费了她的大部分职业生涯研究古代认知，这项研究使她在1990年代在南非德班以北约40公里的西布渡洞穴开始了挖掘工作。大约在五年前的同一地点，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，这种苍白而脆弱的糊状物看起来像古代的床上用品——灯芯草和其他植物，后来的人们经常将它们散落在地上坐卧。但是这层东西也可能是由风传播的落叶形成的。区分两者的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制作完所有石膏，”沃德利回忆说，“我当时一直很暴躁。我一直在想，‘我是否在野外浪费了三个星期？’”

但是沃德利的赌注获得了丰厚的回报。2011年，她和她的同事在《科学》杂志上报道说，西布渡的居住者从该地区众多木本植物物种中仅选择了一种树叶来制作77,000年前的床上用品——比之前报道的例子早了近50,000年。然而，最令沃德利惊讶的是居住者对当地植被的复杂知识。分析表明，所选的树叶来自Cryptocarya woodii，这是一种含有天然杀虫剂和杀幼虫剂痕迹的树木，对今天传播致命疾病的蚊子有效。“在你的床上用品中拥有这个非常方便，特别是如果你住在河边附近，”沃德利观察到。

然而，西布渡的创造性头脑并没有就此止步。他们很可能设计了陷阱来捕捉小型羚羊，其遗骸遍布该遗址，并制造了弓箭来捕获更危险的猎物，这可以从洞穴中出土的几个石头的尖端的尺寸、形状和磨损模式来判断。此外，西布渡的猎人还调制了各种有价值的新化合物。通过向洞穴中石头的尖端上的深色残留物发射高能带电粒子束，沃德利的团队检测到多种成分的胶水，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，并在木柴火上加热混合物。该团队在《科学》杂志上发表了研究结果，得出结论，西布渡的居住者在7万年前很可能已经是“能干的化学家、炼金术士和火药技术专家”。

在非洲南部其他地方，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72,000年前居住在布隆博斯洞穴的狩猎采集者，在赭石块上刻有图案；制作了骨锥，可能用于缝制兽皮服装；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。更西边，在品尼高点遗址，人们在164,000年前就对他们使用的石头进行了工程改造，在受控的火中加热一种低品位的当地岩石，称为硅质岩，将其转变成一种有光泽、易于敲打的材料。“我们正在看到我们10年前甚至不敢梦想的行为，”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属：其他原始人类也具有创造力。在意大利北部，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，他们大约在30万年前首次出现在欧洲，他们调制了一种桦树皮焦油胶，用于将石片固定在木柄上，大约在20万年前制造了带柄工具。同样，2012年发表在《科学》杂志上的一项研究得出结论，来自南非卡图潘1遗址的石头的尖端曾经是50万年前的矛的致命尖端，据推测属于尼安德特人和智人的最后共同祖先海德堡人。在南非的奇迹洞穴中，一个含有植物灰烬和少量燃烧骨骼的古代地层表明，更早的原始人类，直立人，早在一百万年前就学会了生火取暖和防御掠食者。

即使是我们非常遥远的祖先，有时也能提出新的想法。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石器——260万年前的砍砸器，由南方古猿加希种或其同时代的人敲打而成，很可能是为了从动物尸体上剥肉。这些工具在我们看来很粗糙，与今天的智能手机、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，想象出某种东西并将其变成现实的能力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莉安·加博拉和现在在宾夕法尼亚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光令人印象深刻，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一个解释。大脑中发生了哪些变化使我们与我们的前辈区分开来？通过仔细研究古代原始人类颅骨的三维扫描图，并通过检查我们现存的最近的进化亲属——黑猩猩和倭黑猩猩的大脑，它们的祖先在大约六百万年前与我们的谱系分离——研究人员开始解开这个谜题。他们的数据显示了人类灰质随着时间的推移进化得多么广泛。

总的来说，自然选择偏爱人类的大脑。我们的南方古猿亲属的估计平均颅容量为450立方厘米，大致相当于某些黑猩猩的颅容量，而直立人在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1,330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165,000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病学家迪安·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，大小并不是唯一的主要变化。在加州大学圣地亚哥分校，生物人类学家卡特琳娜·塞门德费里研究了大脑中被称为前额叶皮层的一部分，它似乎协调思想和行动以实现目标。通过检查现代人类以及黑猩猩和倭黑猩猩的这一区域，塞门德费里和她的同事发现，在原始人类的进化过程中，几个关键的子区域经历了重大的重组。例如，布罗德曼10区——它与实现计划和组织感官输入有关——在黑猩猩和倭黑猩猩与我们人类谱系分离后，体积几乎增加了一倍。此外，该子区域中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和更远的连接，这样你就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、重组的大脑如何激发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，这些人都是优秀的漫游者。当解决问题时，他们首先让自己的思绪游荡，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，并产生突破思维定势的想法。然后，当这些人对解决方案产生模糊的想法时，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以使其可行。

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。更多的刺激可以编码在由数百亿神经元组成的大脑中。此外，更多的神经元可以参与特定事件的编码，从而导致更精细的记忆和更多将一种刺激与另一种刺激联系起来的潜在途径。加博拉说，想象一下，一个原始人类刷过一棵多刺的灌木丛，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丛的可识别特征。但是直立人，凭借其更大的神经元集合，可以想象得到编码事件的许多方面。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，从而想起与锋利尖刺荆棘的遭遇。反过来，这种记忆可能会激发武器的新想法：带有锋利尖端的矛。

但是，大脑容量大的原始人类无法长时间停留在联想状态，在这种状态下，一件事会立即让他们想起大量其他事物，无论是重要的还是无关紧要的。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通过微妙地改变多巴胺和其他神经递质的浓度，从一种模式平稳地切换到另一种模式的方法。

加博拉现在假设，智人需要数万年的时间来微调这种机制，然后才能充分利用其大脑的创造性益处，她和她的学生正在人工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困境并以新的方式看待事物。“仅仅拥有更多的神经元是不够的，”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——可能在10万多年前——祖先的大脑就像一个虚拟的火药桶，等待着合适的社会环境爆发。

在辉煌的基础上再接再厉

1987年秋天，两位当时都在苏黎世大学的研究人员——克里斯托夫和海德薇格·博施——在科特迪瓦泰伊国家公园的一群觅食的黑猩猩中观察到了一种他们以前从未见过的行为。在一群行军蚁的地面巢穴附近，一只雌性停了下来，捡起一根树枝。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。当深色的蚁群向上爬了近10厘米的树枝时，雌性黑猩猩将其从巢穴中拔出，灵巧地滚到嘴边，享用蚂蚁。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各样的工具——用石头敲开坚果，用树叶吸取树洞中的水，用挖掘棒挖掘营养丰富的植物根。但他们似乎无法在此基础上积累知识或制造出更先进的技术。“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，“但他们不会改进它，他们不会说，‘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，我们每天都在借鉴别人的想法，并在其基础上加入我们自己的变化，一个接一个地添加修改，直到我们最终得到一些新的和非常复杂的东西。例如，没有人单独提出笔记本电脑中嵌入的所有复杂技术：这样的技术成就是来自几代发明家的创造性见解。

人类学家称我们这种诀窍为文化棘轮效应。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，直到有人提出改进的想法。

在苏格兰圣安德鲁斯大学的行为灵长类动物学家刘易斯·迪安及其四位同事于2012年发表在《科学》杂志上的一项研究中，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。迪安和他的团队设计了一个实验性的谜题盒，具有三个连续且难度递增的级别：然后他们将其展示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。在尝试了30多个小时后，55只非人类灵长类动物中只有一只黑猩猩达到了最高级别。然而，孩子们做得好得多。与猴子群体不同，孩子们协同工作——彼此交谈，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个达到了第三级。

我们的祖先拥有这些社交技能和认知能力，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90,000至60,000年前和欧洲40,000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。狩猎采集群体越大，其中一名成员梦见一个可以改进技术的想法的可能性就越大。此外，经常与邻居交往的大群体中的个体比小型孤立群体中的个体更有机会学习新创新。“这与你有多聪明无关，”托马斯说。“这与你的联系有多好有关。”

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，以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初期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，非洲人口在大约101,000年前达到了与早期旧石器时代晚期欧洲人相同的密度，就在创新开始在撒哈拉以南地区兴起之前，根据考古记录。它还表明，大型社交网络积极地刺激着人类的创造力。

2012年发表在《自然》杂志上的考古证据揭示了非洲南部人口密度上升之后的技术复兴。大约在71,000年前，在品尼高点，智人设计并传给了其他人一个复杂的技术配方，用于制造用于投射武器的轻型石刀片——将硅质岩烹饪到特定温度以改善其剥落质量，将成品材料敲打成长度仅几厘米的刀片，并用自制胶水将其安装在木或骨杆上。“就像病毒一样，”伯恩茅斯大学的考古学家菲奥娜·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‘感染’彼此的大型互联人口。”

这使我们来到了我们今天所处的拥挤、熙攘、紧密联系的世界。人类从未像现在这样聚集在如此庞大的城市中，只需点击键盘即可访问广阔的知识领域，并通过万维网庞大的社交网络分享新的概念、新的蓝图和设计。创新步伐也从未像现在这样急剧加速，为我们的生活增添了新的时尚、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千年之后，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谱系的无数想法和发明之上。即使在现在，新一代艺术家也在注视着《蒙娜丽莎》，期望将其转变成新鲜而令人眼花缭乱的创意。人类的创新链条仍然完好无损，在我们高度互联的世界中，我们创造的独特才能在我们面前飞速前进。