未签名且未注明日期的藏品编号 779 悬挂在卢浮宫光线充足的 Salle des États 展厅厚厚的玻璃后面。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展厅。他们轻声细语汇成持续不断的嗡嗡声,有些人伸长脖子以获得最佳视角;另一些人则迫切地向上伸出手臂,点击手机摄像头。然而,大多数人向前倾身,脸上带着专注的惊叹,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 世纪初,拥有与以往任何肖像画都截然不同的神秘、超凡脱俗的美感。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“烟雾法”。在几年时间里,他用手指的敏感指尖,在画作上涂上了精致的半透明釉料薄膜——有些薄膜的厚度不超过红细胞。列奥纳多逐渐堆叠多达 30 层这样的薄膜,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面纱般的烟雾之后。
《蒙娜丽莎》显然是一部充满创造性天才的作品,是一部与莫扎特的音乐、法贝热的珠宝、玛莎·格雷厄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我们人类长期以来似乎与生俱来的特质的最宏伟的体现:创造新的和理想事物的能力,不断改进设计和技术的诀窍——从日本最新的零排放汽车到 SpaceX 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。我们不断进步并试验技术。”
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我们究竟是如何获得这种看似无限的创造力的?这是深入科学研究的主题:我们并非一直都是如此具有创造力的发明者。尽管我们人类的谱系大约在 600 万年前出现在非洲,但早期家庭成员几乎没有留下任何可见的创新记录,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,使用挖掘或戳刺棍棒等不易保存的工具。然后,在某个时候,游荡的原始人类开始用锤石敲击水磨鹅卵石,以制造切割工具。这当然是一项令人震惊的创造性行为,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任何事情。我们的早期祖先显然在 160 万年的时间里敲击出相同风格的手持式多用途手斧,只是对模板进行了细微的调整。“那些工具真的很典型,”康涅狄格大学的考古学家 Sally McBrearty 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,大多数研究人员都将目光投向了大约 4 万年前的旧石器时代晚期开始之时,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,以及雕刻和敲击各种新的石器和骨器工具。这些发现促成了一种流行的理论,该理论认为,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证据,这表明人类产生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,但在我们物种在非洲和欧洲最终燃起熊熊大火之前,它仍然沉寂了数千年。证据似乎表明,我们的创新能力并非在进化史的后期才完全形成并爆发出来,而是在数十万年的时间里逐渐增强,并受到生物和社会因素复杂混合的推动。
人类究竟何时开始跳出固有思维模式,哪些因素最终汇聚在一起,扇起了我们辉煌的创造力之火?要理解这种情况,需要追踪一个由几个证据线索组成的侦探故事,首先要从一个证据开始,该证据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要久远得多的时间。
发明的源泉
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——这是人类的一个标志性特征。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,当时存在着像我们一样思考的人。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前身的线索——并提出了令人着迷的线索。
约翰内斯堡金山大学的考古学家 Lyn Wadley 花费了她职业生涯的大部分时间研究古代认知,这项研究使她在 20 世纪 90 年代在南非德班以北约 40 公里的 Sibudu 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植物材料。在 Wadley 看来,这种苍白而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,后来的人们经常将这些植物散落在地上,用于坐卧。但是,这层物质也可能是由风力吹来的落叶形成的。区分两者的方法是,将整个地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完成了所有的石膏制作,”Wadley 回忆道,“整个过程中我都很暴躁。我一直在想,‘我是否在野外浪费了三个星期?’”

图片来源:按时间顺序排列:P. J. Texier 惠允,© MPK/WTAP;多伦多大学 Jayne Wilkins 惠允;卑尔根大学和约翰内斯堡金山大学 Christopher S. Henshilwood 惠允;Tovë Ruth Smith 和 Simen Oestmo 惠允;Sascha Schuermann Getty Images;D. 和 G. Von Petzinger 惠允;Michael Latz 美联社照片
但 Wadley 的赌注获得了丰厚的回报。2011 年,她和她的同事在《科学》杂志上报道称,Sibudu 的居民在 77,000 年前从该地区的众多木本植物中仅选择了其中一种树叶来制作床上用品——比之前报道的例子早了近 50,000 年。然而,最让 Wadley 惊讶的是,居民对当地植被的精深了解。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,可以有效对抗今天传播致命疾病的蚊子。“这在你的床上用品中非常方便,特别是如果你住在河流附近,”Wadley 观察到。
然而,Sibudu 的创意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,这些羚羊的遗骸遍布该地点,并制作了弓箭来捕获更危险的猎物,这可以从洞穴中发现的几个石头的尺寸、形状和磨损模式来判断。此外,Sibudu 的猎人还调制了各种有价值的新化合物。通过向洞穴中石头上的黑色残留物发射高能带电粒子束,Wadley 的团队检测到了多成分胶水,这些胶水曾经将石尖固定在木柄上。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树胶混合,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,得出的结论是,早在 7 万年前,Sibudu 的居民很可能就是“称职的化学家、炼金术士和火药技师”。
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 Blombos 洞穴的狩猎采集者,在赭石块上雕刻图案;制作骨锥,可能是为了缝制兽皮服装;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,并将其储存在最早的已知容器中,这些容器由鲍鱼壳制成。更往西,在 Pinnacle Point 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,通过受控火加热一种低品位的当地岩石(称为硅质岩),将其转变为有光泽、易于敲击的材料。“我们正在看到我们 10 年前甚至做梦都想不到的行为,”Henshilwood 评论道。
此外,技术上的独创性并非现代人类所独有: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·马扎领导的研究团队发现,我们近亲尼安德特人在大约 30 万年前首次出现在欧洲,他们调制了一种桦树皮焦油胶,用于将石片固定到木柄上,并在大约 20 万年前制造了带柄工具。同样,2012 年在《科学》杂志上发表的一项研究得出结论,来自南非 Kathu Pan 1 遗址的石尖曾经是 50 万年前长矛的致命尖端,据推测这些长矛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过的骨头碎片的古老地层表明,更早期的原始人类直立人早在 100 万年前就学会了生火取暖并防御掠食者。
即使是我们非常遥远的祖先,偶尔也能够创造出新的想法。在埃塞俄比亚卡达戈纳河附近的两个遗址,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工具——260 万年前的砍砸器,由南方古猿加氏种或其同时代的人类敲击而成,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很可能显得几乎是神奇的,”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》(2010 年)的一章中写道。

古代智慧:对南非 Sibudu 洞穴 (1) 的艰苦挖掘工作已经证明,其居民在大约 77,000 年前使用驱虫植物 (3) 制作了床上用品 (2)——比之前已知的这种技术出现早了 50,000 年。图片来源:约翰内斯堡金山大学 Lyn Wadley
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距仍然需要解释。大脑中的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腔的三维扫描图,并通过检查我们最近的现存进化近亲——黑猩猩和倭黑猩猩(它们的祖先在大约 600 万年前从我们的谱系中分离出来)的大脑,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发生了多么广泛的进化。
总的来说,自然选择青睐人类的大脑。虽然我们的南方古猿亲属的估计平均颅容量为 450 立方厘米,大约相当于某些黑猩猩的颅容量,但直立人在 160 万年前将这一容量增加了一倍以上,平均达到 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内容有何关联,”佛罗里达州立大学的古神经学家迪恩·福克说,“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,生物人类学家卡特琳娜·塞门德费里研究大脑的一个部分,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在现代人类以及黑猩猩和倭黑猩猩中检查了该区域,发现几个关键子区域在原始人类进化过程中经历了重大重组。例如,布罗德曼 10 区——与计划的实现和组织感觉输入有关——在黑猩猩和倭黑猩猩从我们人类谱系中分离出来后,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,因此你可以获得神经元之间更复杂和更综合的通信,”福克评论道。
要准确指出更大、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,并产生突破常规的想法。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,使其具有可行性。
加博拉指出,更有可能的是,更大的大脑导致了更强的自由联想能力。由数百亿神经元组成的大脑可以编码更多的刺激。此外,更多的神经元可以参与特定事件的编码,从而产生更精细的记忆以及将一个刺激与另一个刺激相关联的更多潜在途径。加博拉说,想象一下,一个原始人类刷到多刺的灌木,尖锐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。但是,拥有更多神经元集合的直立人可能会编码该事件的许多方面。然后,当这个原始人类开始狩猎时,他对杀死猎物的需求可能会激活编码撕裂肉的所有记忆位置,从而使他想起与尖锐的荆棘的遭遇。反过来,这种记忆可能会激发对武器的新想法:带有锋利尖端的长矛。
但是,大脑更大的原始人类无法长时间停留在联想状态中,在这种状态中,一件事会立即让他们想起大量其他事物,包括重要的和不重要的。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方法,通过巧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,然后才能充分利用他们大脑庞大的创造力优势,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来爆发。
在辉煌的基础上构建
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——在象牙海岸塔伊国家公园的一群觅食的黑猩猩身上观察到了一种他们以前从未见过的行为。在一群行军蚁物种的地面巢穴附近,一只雌性黑猩猩停了下来,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。当黑色的蚁群沿着树枝向上爬了近 10 厘米时,雌性黑猩猩将其从巢穴中拔出,灵巧地滚向嘴边,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工具——用石头敲开坚果,用树叶吸干树洞中的水,用挖掘棍挖出营养丰富的植物根。但它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,“但它们不会在此基础上改进,它们不会说,‘让我们用不同类型的探针来做’——它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限制。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,直到最终得到新的、非常复杂的东西。例如,没有人单独想出嵌入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,直到有人想出一个改进的想法。
在 2012 年发表在《科学》杂志上的一项研究中,苏格兰圣安德鲁斯大学的行为灵长类动物学家刘易斯·迪恩和他的四位同事揭示了为什么人类能够做到这一点,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拼图盒,共有三个难度递增的连续级别:然后他们将其呈现给德克萨斯州的黑猩猩群、法国的卷尾猴群和英国的幼儿园学童。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——一只黑猩猩——达到了最高级别。然而,孩子们的情况要好得多。与猴子群不同,孩子们进行了协作——彼此交谈,互相鼓励,并互相展示正确的做事方式。两个半小时后,35 个孩子中有 15 个达到了第三级。
我们的祖先具备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,并在大约 9 万至 6 万年前在非洲和 4 万年前在欧洲将智人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,就越有可能有一位成员梦到一个可以推进技术的想法。此外,在一个经常与邻居擦肩而过的大群体中,个人比在小型孤立群体中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,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 10.1 万年前达到了与旧石器时代晚期早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 年在《自然》杂志上发表的考古证据揭示了南部非洲人口密度上升后出现的技术复兴。大约 71,000 年前,在 Pinnacle Point,智人设计并传授给他人一种复杂的技术配方,用于制造轻型石片,用于投射武器——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薄片,并用自制胶水将其安装在木制或骨制轴上。“就像病毒一样,”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写道,“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……能够‘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熙熙攘攘、人潮涌动、紧密相连的世界。人类从未如此密集地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。创新步伐也从未如此迅速地加速,使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》,希望能将其变成新鲜而令人眼花缭乱的创意。人类发明的链条仍然完好无损,在我们高度互联的世界中,我们创造的独特才能在我们前面飞速发展。