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關於人類思維基本形式的研究 作者: 佚名 四.直覺思維的大腦機能定位 基於心理學和神經生理學的直覺思維模型,其加工方式雖然和形象思維有所不同,但其功能結構是類似的棗也包括長時記憶、工作記憶和表像產生器等模組。由於直覺思維過程中的長時記憶也屬於陳述性記憶,所以這一模組的腦機能定位情況和形象思維相同(即定位在邊緣系統的內側顳葉和間腦區域)。 至於長時記憶以外的空間位置表像生成與加工的腦機能定位(也就是直覺思維過程中除長時記憶以外的腦機能定位),在本章第三節中曾經提到密什根大學的Jonides研究組已於1993年通過PET與MRI相結合的技術得到下面的結果: “空間位置表像的生成與加工機制在大腦右半球的枕葉(集中於布洛德曼19區,空間定位座標為:-30、-76、31)、右半球頂葉後部(集中於布洛德曼40區,空間定位座標為:-42、-40、36)和右半球的運動前區(集中於布洛德曼6區,空間定位座標為:-34、-1、45);空間工作記憶則在右半球的前額葉皮層(集中於布洛德曼47區,空間定位座標為:-35、19、-2)。” 可見,在上述與簡單直覺思維有關的各個功能模組中,除了長時記憶的神經機制是在邊緣系統內(不在左、右兩半球的皮層上)以外,其餘全部都定位在大腦的右半球。這個實驗結果雖然只是對以空間位置表像作為加工物件而得出得,但是由於空間位置表像可看作是空間結構關係表像的一個子類(空間位置關係是更一般的空間結構關係的一種特例),因此,我們認為,空間直覺思維主要發生在右腦而不在左腦(即右腦主管直覺思維),這種傳統看法是有科學依據的。
第四章創造性思維的心理模型 第一節時間邏輯思維與空間結構思維的依存關係 在第二章中我們根據當前心理學界和哲學界關於思維的定義以及物質運動與時間、空間的不可分離性提出:人類思維有兩種基本形式棗時間邏輯思維與空間結構思維。自八十年代以來,以錢學森教授為首的一批學者認為創造性思維也是人類思維的基本形式之一。這種學術觀點是值得重視的,因為它與創新人材的培養密切相關。但我們認為,創造性思維從其與創造性活動以及與創新人材培養的關係來看,雖然有其不可替代的極端重要性,但它是在時間邏輯思維與空間結構思維兩者相互作用的基礎上形成的一種更高層次的思維形式,而不是與前兩者平等、並列的第三種基本思維形式。為了說明創造性思維的本質特徵,我們應當先瞭解前兩種思維的相互作用特點。 在前面我們曾經指出,根據思維材料(即思維加工物件)的不同,空間結構思維可進一步劃分為兩類:一類是以表徵事物基本屬性的“屬性表像”(也稱“客體表像”)作為思維材料棗稱為形象思維;另一類是以表徵客體位置關係或結構關係的“空間關係表像”(簡稱“關係表像”)作為思維材料——稱為直覺思維。這樣,人類思維的基本形式通常就有邏輯思維、形象思維和直覺思維三類。按照傳統觀念,這三類思維是彼此獨立、互不相干的,因而多年來往往出現種種偏向:要麼是片面強調邏輯思維,忽視形象思維和直覺思維;要麼反過來,片面強調後者而否定前者。事實上,這兩種(三類)基本思維形式是相互聯繫、相互作用、相輔相成的,而不是互不相關、互相排斥、彼此對立的。這從哲學上看是顯而易見的棗既然物質運動與時間、空間是不可分離的,那麼與時間直接相聯繫的時間邏輯思維(即從時間方面對事物運動變化作出概括與間接反映的思維),以及與空間直接相聯繫的空間結構思維(即從空間方面對事物運動變化作出概括與間接反映的思維,也就是形象思維與直覺思維),當然也是不可分離的。從心理學和神經生理學角度看,近年來的研究也有愈來愈多的事實證明這一點。 一.邏輯思維與形象思維的依存關係 1.基於言語概念的邏輯思維離不開事物的表像 事物的表像包括視覺表像、聽覺表像、觸覺表像、嗅覺表像、味覺表像和動覺表像等多種,其中最主要的是視覺表像和聽覺表像(尤其是視覺表像)。基於言語概念的時間邏輯思維和事物表像之間的關係可以從以下兩個方面來說明: (1)語言的形式結構若不與表像結合將不能表達任何思想 語言雖然有音韻、響度、節奏和符號序列長短的變化,但是這種語言形式的變化是很有限的,若不與表像結合,僅靠語言本身的這種有限變化將不可能建立起複雜的語義體系。在這方面,語言和音樂之間有很大的差距。語詞在句子中只是簡單的線性排列,而樂曲可以有和聲、二重唱、多重唱以及各種不同的旋律和多種樂曲的配合及變換。正如哈佛大學的著名美學教授阿恩海姆所指出的:“假如我們問音樂領域的‘形式’會對思維作出什麼幫助,對此應如何回答呢?以前我曾提到過西方音樂全音階中聲調關係的複雜式樣。一個五聲音階分成五個等距離的部分會暗示出一種較簡單的思想,即使是所謂的原始音樂也常常因為各種結構變形體的相互作用而變得異常複雜,其中有許多長短比率,有形形色色的節奏變換,有和聲與旋律之間的多種關係,有強度方面的各種範圍與層次,還有不同樂器造成的不同音色。把握這些複雜的式樣需要思維的參與,而且需要大腦竭盡全力才能做到。音樂思維完全開始於媒介本身的形式,雖然音樂陳述的內容取自和運用於音樂領域之外的生活經驗。”可見,音樂的形式結構是豐富多樣的,這種音樂的形式結構本身就具有表達各種複雜思想和激發各種情感的能力,而語言僅僅依靠自身的形式卻作不到這一點。語言的聲音之所以聽起來美妙、動聽,能使人產生共鳴完全是由於人們從其中的語音符號(或文字符號)聯繫到它所要表達的事物表像,是表像賦予語言概念以具體的含義。也就是說,基於語言的概念之所以能成為邏輯思維的必不可少的材料,並不是語言形式的本身在起作用,而是語言概念所表徵的事物表像在起作用。這種表像(尤其是視覺表像)的最大優點在於,它既能為客體或事件提供具體、直觀的三維形象,又有明確、穩定的實在意義。所以語言絕不能脫離表像,脫離表像的語言(不管是口頭語言還是書面語言)只是一堆毫無意義的符號串。 (2)任何抽象的言語概念也是來自具體事物的表像 例如“深奧”一詞,本來是個表示思想、理論高深的抽象名詞,但是,表示理論高深的“深”與表示水井具體深度的“深”不論在中文還是在英文中都是一個詞(英文都是depth);英語中的“深奧”是profundity,原本來自拉丁文fundus(基底,最底下),思想的“深”是無形的、不可捉摸的,如果不借助物理深度的直觀視覺表像,就無法想像。阿恩海姆還列舉了這一類的許多事例:“一種論點可以被說成是‘尖銳的’,各種理論之間可以是‘和諧的’或‘衝突的’,一種政治氣氛可以是‘緊張的’,一個政權可以是‘腐敗的’甚至發出‘惡臭’。總之,人們能夠依靠自己的感覺為一切抽象概念提供它的知覺等同物(異質同構物),因為這些觀念最初都是從感性經驗中引申出來的。” 2.基於事物屬性表像的形象思維離不開言語概念 事物的表像雖然具有上述兩大優點(具體、直觀的形象和明確、穩定的含義),但是要真正形成嚴密的科學思維也離不開言語概念的幫助與支持,這是因為: (1)言語概念可為每一種表像提供一個明確清晰的符號 一般說來,直接從知覺中獲取的各種事物表像均處於一個連續、統一的客觀世界(主要是視覺世界)之中,各個表像之間沒有明確的界限。表像的這種模糊性、對於表像的加工(不管是分析、綜合還是抽象、概括)是不利的,嚴密的科學思維要求對事物進行清晰、明確的分類,而基於語言的概念正好能滿足這一要求棗為每一種表像提供一個清楚而確定的符號。在這種場合“語詞概念就象一個個指標,將那些有意義的峰尖從綿延地平線的山脈輪廓中突現出來。”雖然這些“指標”只是一些符號,卻大大有利於思維過程對表像的區分和識別,也就大大有利於對表像的加工。 (2)言語概念可用於表徵每一種表像的不同抽象水準 關於這個問題,阿恩海姆舉過一個很形象的例子:“我們可以把同一個生物稱為動物、哺乳動物、貓科動物、一隻家貓或老貓約茜等等。這各種抽象水準不是隨意選出的,它取決於……特定情境所需要的抽象水準。舉例說,如果房子�埵釵揤哄A需要一隻貓來捉拿,這�堜珨〞瑪艅S有專指哪一隻,只要是貓就行。但如果說‘要老貓約茜捉拿’,就表明不是指其他的貓。這意味著,觀察一個物體時的抽象水準在知覺階段便已表現出來。”只靠表像將無法區分這種不同的抽象水準,只有用言語概念作為某些抽象水準的標籤,才能準確地表達出特定場合的思維內容和思維結果。 (3)言語概念便於表徵事物表像之間的各種關係 人們可以形成關於各種不同事物的表像,但是若無語言的幫助,則難以表達出各種表像之間具有何種關係。例如,我們有關於“獅子”的表像,也有關於“哺乳動物”、“脊椎動物”、“貓科動物”、“軟體動物”等概念的表像。若不借助語言,則無法表達出這些表像之間是否存在某種關係。但是,“獅子屬貓科動物”或“獅子屬哺乳類貓科動物”這樣的句子,則能幫助我們清楚地揭示出它們之間的類屬關係。還有,說到“張三”和“李四”可以喚起我們關於這兩個人物的表像,這兩個表像是彼此獨立的,僅從這兩個表像看不出他們之間有何關係。但是“張三是李四的老師”這個句子則能明確表示出他們之間的師生關係。 上述三方面的事實說明,以事物屬性表像作為思維材料的形象思維,如果希望能更確切、更科學地反映客觀事物的本質(而不是簡單粗糙地作出這種反映)的話,它就離不開言語概念的幫助和支持。 3.邏輯思維與形象思維的相互聯繫與相互支持 從以上分析可以看出,兩種思維(邏輯思維與形象思維)的材料即加工物件,都在很大程度上與對方的思維材料相關:基於言語概念的邏輯思維要有形象、直觀的事物表像作為內涵,才能使思維內容有血有肉,具有活力;而基於事物屬性表像的形象思維也要靠言語概念的幫助與支持,才能使表像具有高度的抽象與概括能力,從而更好地反映事物的本質。可見,這兩種思維本身是相輔相成、不可以分割的。理想的邏輯思維應當是具有形象性與直觀性的生動的理性思維,而不是象傳統觀念那樣乾巴巴的純理性的與具體事物完全無關的抽象思維;理想的形象思維也應當是具有抽象性與概括性、能反映事物本質特徵的高級理性思維,而不是象傳統觀念那樣只具有形象性與直觀性(而不具有抽象性與概括性)、不能反映事物本質特徵的低級感性思維。換句話說,邏輯思維和形象思維二者都能反映事物的本質,因此都屬於理性思維(而非感性思維),兩者之間並無高級與低級之分,而且彼此相互聯繫、相互支持,唯一區別只是思維的材料不同而已。事實上,在現實生活中,除了尚未掌握語言的嬰兒存在與言語概念無關的純粹形象思維以外,在成人中邏輯思維與形象思維往往交織在一起,很難截然分開,只能說其中某一種思維相對起比較主要的作用,即使是專業的藝術家(更多地使用形象思維)和科學家(更多地使用邏輯思維)的情況也是如此。 二.邏輯思維與直覺思維的依存關係 直覺思維的材料是空間關係表像(包括空間的位置關係和結構關係表像),而空間關係表像和反映事物基本屬性、用於對事物(即客體)進行識別的屬性表像(也稱客體表像),同屬“事物的空間知覺表像”。因此,只要將上述“屬性表像”稍加擴展,使之能包括空間關係表像在內,那麼,上述第一個論證即關於“邏輯思維離不開事物的表像”的論證就仍然成立(事實上,在上面的論證中並未限定是哪一類表像)。另外,在直覺思維中,和上述第二個論證(即“基於事物屬性表像的形象思維離不開言語概念”)相對應的應是“基於空間關係表像的直覺思維離不開言語概念”。顯然,在形象思維情況下為了證實這一命題而提出的三個論點(言論概念可為表像提供明確清晰的符號,可以刻畫表像的不同抽象水準,便於反映表像之間的各種複雜關係),對於直覺思維情況也是成立的(只需把其中的事物屬性表像看成空間關係表像即可)。特別是涉及空間複雜關係的情況(例如關係中含有子關係,或要考慮不同關係之間聯繫的場合),言語概念描述更有不可替代的重要作用。 同樣,上述第三個論證(即“關於邏輯思維與形象思維的相互聯繫、相互支持),對於邏輯思維與直覺思維來說也是成立的。由於基於言語概念的邏輯思維其神經機制的定位已被證實在左腦,空間直覺思維則已證實在右腦(參看第三章第三節、第四節),因此還可通過下述“裂腦人”的實驗證據來進一步證實這個結論(因治療需要,做了胼胝體切開手術,從而使大腦左右兩半球聯繫被割斷的病人稱為“裂腦人”)。 該實驗中裂腦人的代號為E.B,在手術前對E.B進行了多項測驗,其中包括專門用於考察右半球特異化現象的由Milner和Taylor設計的“金屬線構圖測驗”。在取走目的物後,E.B的兩隻手都可進行構圖作業,這表明在手術前E.B的完好胼胝體能將來自右手的左腦半球指令傳送到右腦半球的空間關係表像加工區域。但是在手術後,E.B就象其他裂腦人一樣,對放在左手中的物體不能命名了。然而,更重要的是E.B不再能用兩隻手完成金屬線構圖作業了。由於手術前E.B可以完成這一作業,所以這是表明左、右兩半球有聯繫時,左腦中基於言語概念的邏輯思維對於右腦中的空間構圖作業(直覺思維)有支持和幫助作用的神經生理學證據棗如上所述,言語概念便於表徵和揭示事物之間的各種關係(當然也包括空間構圖關係)。 此外,對一位因一氧化碳中毒導致腦部兩側枕葉受損病人所做的實驗,也可為上述結論提供佐證[31]。這個實驗中病人的代號為D.F,實驗中要求D.F把一張卡片正確地插入一個圓柱體的窄槽中。該圓柱體上窄槽的方位隨圓柱體擺放的位置而變,當槽的方位和病人手持卡片的方向兩者互相垂直時,病人無論如何都不能把卡片正確地插到槽中去棗她不知道應當把自己手持的卡片由垂直位置調整到水準位置以適合槽的要求。但是當D.F一旦被告知應如何調整其卡片位置後,病人便能毫不遲疑地把卡片位置立即轉過來並正確地插進去。這個實驗清楚地表明,D.F的空間定位能力是正常的,否則不管如何指導都不可能自主地把卡片正確插進圓柱體的槽中。D.F開始時之所以失敗,只是因為她腦部受損後失去了運用言語概念對卡片位置與槽位置之間的關係作出判斷的能力(她不知道在圖4.1a的情況下,二者位置相互垂直,即彼此關係不匹配),正是由於這個緣故,所以病人一旦接受了言語指導,便能立即完成所要求的作業。這是基於言語概念的邏輯思維對空間關係作業(屬於直覺思維)有支持作用的又一個神經生理學證據。 第二節創造性思維的分類與定義 一.創造性思維的分類 按照創造性思維目標的明確與否,可以將創造性思維劃分為“隨意創造思維”與“非隨意創造思維”兩大類。 隨意創造思維——這種創造性思維的特點是,事先沒有很明確的創造目標,也沒有擬訂關於創造過程的詳細計畫、步驟,思維過程比較隨意;所產生的思維成果是與眾不同的,因而有新穎性;這種思維成果對於人類的文明與進步不一定有直接的關係與影響,也不一定能轉化為有價值的精神產品或物質產品,但是對思維主體自身可能具有一定的積極意義與價值(作為資料保存或對其今後工作有幫助)。 在繪畫練習過程中有時作出的頗有創意的素描,在日常生活中或人物採訪過程中偶然發現某種典型人物的典型性格特徵,在科學實驗過程中臨時萌發的有某種創新意義的實驗設計思想,等等,均可歸入隨意創造思維的範疇。 非隨意創造思維具有有明確創造目標的思維,根據思維成果的創造性大小它又可分為“一般創造思維”和“高級創造思維”兩種: 一般創造思維——這種創造性思維的特點是,事先有明確的創造目標,為實現此目標事先有比較周密的計畫和準備;所產生的思維成果是與眾不同和前所未有的,因而具有創新性;這種思維成果對於人類的文明與進步具有一定的積極意義,並可轉化為具有一定價值的精神產品或物質產品。 一般的藝術創作和新產品設計,普通的技術革新和小創造、小發明,對某種理論、方法作出的改進,等等,只要這些思維成果確是與眾不同和前所未有的,都可歸入一般創造思維範疇。 高級創造思維——這種創造性思維的特點和“一般創造思維”基本相同,只是加工機制更複雜些,而且其思維成果對於人類的文明與進步具有較大(或重大)的意義,因而有可能轉化為具有較大(或重大)價值的精神產品或物質產品。在高級創造思維中,有一些思維成果是前所未有的新事物,有一些則是一種新發現棗對前人未曾揭示過的事物之間內在聯繫規律的發現。這一類創造性的思維成果對於人類的文明與進步均有重大意義,都可以轉化為具有重大價值的精神產品或物質產品。 著名藝術家(包括音樂、繪畫、雕塑、文學等領域)創作出不朽的傳世之作和科學家探索事物的本質和發現各種原理、定律的過程,皆可歸入高級創造思維範疇。 高級創造思維是最有價值也最為重要的創造性思維,但是這種創造性思維並非憑空產生,而是在“隨意創造思維”的基礎上發展起來的。深入分析不同創造性思維的加工機制及他們之間的聯繫,對於培養大批具有高級創造思維能力的創新人材有著至關重要的指導意義。總之,將創造性思維劃分為上述幾種類型決不是人為的主觀臆想,而是創新人材培養所提出的客觀需求棗因為,如果象傳統觀念那樣,對創造性思維只有一個籠統概念,不作進一步的分析研究,我們就無法瞭解高級創造思維產生的基礎,無法揭示創造性思維的加工機制與心理模型,也就永遠擺脫不了在創新人材培養方面的盲目狀態。 二.創造性思維的定義 如第二章所述,當前心理學界和哲學界是把思維定義為:“人腦對客觀事物的本質和事物之間內在聯繫的規律性所作出的概括與間接的反映。”嚴格說來,這樣的定義似乎還沒有反映出思維的全部內涵,因為這樣的定義雖然能涵蓋人類的一般思維形式,卻還不能把創造性思維包括在內。眾所周知,創造性思維的目的是要創造出前所未有的、有價值的精神或物質產品。既然是“前所未有的”全新事物或全新發現,那就不可能僅僅通過對客觀事物的本質或事物之間內在聯繫規律的概括與間接的反映創造出來。也就是說,除了“概括與間接的反映”以外,還應增加一種“能動的”反映,才能滿足創造性思維的要求。這種“能動性”體現在:思維不應受原有事物的局限,思維不應當僅僅是客觀事物的被動反映,還應當能動地反作用於客觀事物的表像,即思維可以通過對表像的操作引起表像的整合、改造乃至重構,從而創造出全新的事物屬性表像或關係表像,在此基礎上才有可能創造出前所未有的精神產品與物質產品。因此,若把創造性思維考慮在內,我們認為應當把思維定義為:“人腦對客觀事物本質和事物之間內在聯繫規律所作出的概括、間接與能動的反映。”如何才能作出這種“能動的”反映呢?這就需要分析創造性思維的加工機制與心理模型。 隨意創造思維的加工方式與心理操作模型 一.隨意創造思維的加工方式 隨意創造思維的特點是“隨意性”,即事先沒有明確的創造目標,也不需要擬訂關於創造過程的計畫、步驟;其思維成果的創造性不高,實際意義與價值也比較小,有時和再造想像的成果很相近,甚至難以區分(二者的差別只在於:再造想像的思維成果是別人或前人已經認識到並已描述過的,而隨意創造思維的成果則是新穎的、與眾不同的);二者的思維加工過程也大體相同棗都是通過在發散思維和聯想思維基礎上進行大膽的想像來實現。 發散思維也叫求異思維、逆向思維、多向思維。它不是一種基本的思維方式,因為它不涉及思維的材料和思維的過程,它只是根據思維對目標的“指向”這一種特性(是集中還是分散,是單一目標還是多重目標,是考慮正方向還是考慮反方向,是求同求異),對思維作出的區分。其目的是為了打開人們的思路,擴展人們的視野棗不致于受傳統思想、觀念和理論的限制與束縛。 聯想思維則是在“發散”目標的指引下,通過相似、相反、相關等多種形式的聯想,充分調動思維主體原有認知結構中與當前思維主題有關的儲備(保存在長時記憶中的各種知識與經驗以及相關的各種表像),為再造想像和創造想像提供思維加工所需的盡可能豐富的材料。 總之,隨意創造思維和再造想像都是靠發散思維擴展視野、打開思路,靠聯想提供豐富的加工材料,最後運用大膽而合理的想像(即對聯想所得到的各種表像作進一步的重組、整合、改造,乃至重新建構)形成新的表像。如果這個新表像所反映的事物是新穎的、與眾不同的,那麼這一思維加工過程就是隨意創造思維;反之,如果這個新表像所反映的事物是別人或前人已經認識到並已描述過的,那麼這一思維加工過程就是一般的“再造想像”過程。由於這類思維成果是僅靠“發散”、“聯想”和“想像”(指再造想像)等三個簡單環節而實現,所以即使是隨意創造思維,也不可能是對人類文明與進步具有一定意義與作用的較為重要的創造性成果,更不可能是科學上的發現,只能是對思維主體自身具有某種價值的小創造。 隨意創造思維中還有另外一類棗其思維成果不是反映新事物性質的“屬性表像”(客體表像),而是反映事物之間內在聯繫規律的“空間關係表像”。這時的隨意創造思維加工過程也由三個環節組成,但是第三個環節不是“再造想像”而是“直覺判斷”。 二.隨意創造思維的心理操作模型 隨意創造思維的兩種加工方式似乎都是串列線性加工,事實上,這是不確實的。未能把具體的思維加工過程反映出來。例如在“聯想”思維環節中,當我們聯想起某個熟悉物體的時候,有關這一物體的多種屬性的表像往往是同時呈現的:在我們的大腦“螢幕”上,既看到該物體的形狀、大小,也看到它的顏色和運動狀態。除了這些視覺表像以外,有時還會出現有關該物體的聽覺表像(如某動物的吼聲,或某人的笑聲),或味覺表像(如想到“楊梅”的時候)。這些反映同一物體不同屬性的各種表像,是同時呈現而不是依次呈現的。換言之,在“聯想”環節中實際上存在多種感知覺通道同時並存加工的情況,這�堥洏峞夾疆s加工”術語而不用通常所說的“並行加工”,是為了能夠吧加工通路之間可能發生的相互作用也包括在內(詳見第五章第二節)。在“再造想像”環節和“直覺判斷”環節中也是如此棗因為這兩個環節所涉及的加工物件和前面的“聯想”環節是一樣的,都是反映事物不同屬性的“屬性表像”,或是反映事物之間不同關係的“關係表像”,只是二者的加工方式是不同而已。這就表明所示的兩種加工方式實際上是“串並存的線性加工方式”:三個環節之間是串列加工,後兩個環節(聯想與想像,或聯想與直覺判斷)的內部則是並存加工。
由以上分析可見,隨意創造思維是最低層次也是最容易實現的創造性思維,其實質和再造想像沒有太大差別(但加工深度及思維成果則有所不同)。那麼,這樣一種思維是否就不重要,不值得我們去認真研究呢?恰恰相反,我們認為,正是隨意創造思維的這一特點應當引起我們足夠的重視。這是因為: 第二,根據隨意創造思維的加工機制可以為基礎教育(尤其是小學階段的教育)找到如何在小學低、中年級段初步培養學生創造性思維的有效途徑棗即圖4.3所示的兩組串並存線性加工環節。圖4.3既是隨意創造思維機制的直觀圖示,又是培養這種創造思維能力的操作流程的具體說明:三個環節,一環扣一環,每一環節在創造思維過程中皆有其不可替代的特定作用,三者缺一不可,並且彼此互相配合。 第三,隨意創造思維能力是高級創造思維能力的基礎(本節後半部分對此有詳細論證),不打好這個基礎,高級創造思維能力的培養將會成為空中樓閣。只要我們的校長、老師認識到這個基礎的重要性及其培養途徑,這個基礎是不難打好的,因為如上所述,培養隨意創造思維的方法、途徑既簡單又明確,只要遵循兩種加工機制、緊緊抓住三個環節、按串列線性流程操作即可。
令人遺憾的是,多年來我們的教育界在這個問題上至少存在兩個方面的失誤: 二是對“隨意創造思維”心理加工機制的研究採取孤立、割裂的態度。對於圖4.2中三個環節中的每一個,不是沒有人研究過,而是研究很多(這方面的書籍數不勝數),但普遍存在兩個弊病:第一,不是把三個環節聯繫起來,作為不可分割的統一體,而是進行孤立、割裂的研究棗有的人片面並誇大發散思維的作用,認為發散思維就等於創造性思維,有了發散思維就等於解決了創造思維的一切問題,這種觀點的典型代表人物就是美國的吉爾福特。這種觀點的片面性是顯而易見的:發散思維對於創造性活動確實是非常重要的,但它畢竟只解決了一個“思維的指向性”問題,而未涉及思維過程本身,因此我們既要充分重視發散思維,但也不要誇大發散思維。另外有些人則片面強調並誇大“聯想”的作用,或是撇開“發散”和“聯想”單純強調並誇大想像的作用。這些觀點雖有其合理的一面,但都有片面性,因而都難以達到理想的效果。他們沒有認識到,只有把三者結合起來,組成不可分割而且有序的心理加工鏈環,才能有效地培養學生的隨意創造思維能力。第二,把直覺思維和形象思維混為一談,因而認識不到隨意創造思維有兩種不同的加工機制。事實上,如前所述,直覺思維和形象思維不論是思維加工物件(即思維的材料)還是思維加工方法都不相同,把二者混淆的實際效果就是取消對直覺思維的研究。由於存在上述兩大弊病,我們怎能期望我們的學校可以有效第培養出大批有創造性思維的人材來呢? 第四節非隨意創造思維的加工方式與心理操作模型 一.非隨意創造性思維的加工方式 如上所述,非隨意創造思維包括一般創造思維和高級創造思維,這兩種思維的心理加工機制並無本質上的差別,只是加工深度有所不同,因此可以統一進行討論。 非隨意創造思維與隨意創造思維相比有兩點是很不一樣的:一是非隨意性,即創造目標明確,事先有較周密的計畫和準備。之所以制訂明確的目標,一般都是因為有較大的難度,需要長期醞釀、準備和積累,不可能通過偶然、碰巧的機會來實現;二是思維成果具有較高的創造性,需要通過比較複雜的心理加工過程與加工方式才有可能完成。正是由於這兩方面的原因,非隨意創造思維不可能沿用隨意創造思維的串平行線性簡單加工機制,而必須另闢蹊徑。 在第二章中曾經指出,形象思維加工的手段、方法包括分析、綜合、抽象、概括、聯想、再造想像和創造想像等多種,這些加工方法涉及對表像的分解、提取、整合、改造與重構。其中,分析、抽象和聯想主要涉及對表像的分解和提取(表像在這類加工過程中,自身的成分、結構並未改變);綜合、概括主要涉及對表像的重組和整合;再造想像和創造想像則不僅涉及對表像的重組與整合,而且還包括對表像的改造與重構(表像在重組、整合、改造或重構過程中,其成分結構可能改變)。儘管後面幾種加工方法均能導致表像成分與結構的改變,但是,除了創造想像以外,其餘各種加工的結果都是前人或別人已經認識並描述過的事物表像,即不能滿足創造性思維的“能動反映” 要求,只有創造想像的結果才能發現或創造出與眾不同的、前所未有的表像。正是在這個意義上,我們認為,“創造想像”是創造性思維的關鍵環節之一。 創造性活動不僅體現在創造有價值的全新事物,還體現在發現事物之間的內在聯繫規律。如前所述,對事物之間的空間結構關係的認識和把握,通常要靠複雜直覺思維來完成。這是因為,形象思維所用的思維材料是反映事物屬性的表像,而不是反映空間結構關係的表像,所以形象思維不能完成這類任務。時間邏輯思維所用思維材料是基於語言的概念,其中也包含反映事物之間結構關係的概念,按說有可能通過這種思維來發現事物之間的內在聯繫規律。但令人遺憾的是,如前所述,邏輯思維的本質是一維時間軸上的線性順序加工棗通過一步步對已知事物概念的分析推理來解決實際問題,而對於未知的事物和未知事物之間的關係來說,由於還不存在反映該事物屬性的概念和反映這類事物之間聯繫的概念,因此根本無法進行這種邏輯分析與推理。換言之,時間邏輯思維只能用來分析、處理已知事物的性質和已知事物之間的關係,即可以運用已有的知識去解決實際問題,而不可能直接利用時間邏輯思維去發現未知事物的本質屬性和事物之間尚未認識的內隱關係。正是由於這樣的原因,我們認為,複雜直覺思維是創造性思維的另一個必不可少的關鍵環節。 可見,為了實現創造性思維離不開兩個關鍵環節:創造想像思維和複雜直覺思維,前者用來創造前所未有的全新事物的表像,或是用來發現新事物的本質屬性;後者則用來發現未曾被人認識的事物之間內在聯繫的規律。有了這兩個環節還不夠,因為如本章第一節所述,時間邏輯思維和空間結構思維之間(即時間邏輯思維和形象思維、直覺思維之間)是相互支持、相互依存的關係:離開對方的支持,另一方也就不能存在。創造想像思維和複雜直覺思維既然分別是形象思維和直覺思維的高級階段,那麼這兩個階段和時間邏輯思維之間仍然應當滿足這種相互支持和相互依存的關係棗只要是形象思維和直覺思維(不管是初級還是高級階段)就都離不開基於言語概念的邏輯思維從三個方面提供的幫助(言語概念可為表像提供明確清晰的符號,可以刻畫表像的不同抽象水準,便於反映表像之間的各種複雜關係);反之,在需要運用言語概念描述空間複雜結構關係或描述創造想像結果的場合,時間邏輯思維也離不開相關的空間關係表像和想像表像在直觀性、形象性以及表像所體現的內涵等方面的有力支持(即形象思維與直覺思維的支持)。由於這三種思維之間的支持和幫助都是相互的,這就表明,非隨意性創造思維的心理加工機制應當是如圖4.4所示的環形非線性結構(而不是圖4.3所示的串並存線性結構),可見,非隨意創造思維的加工過程和隨意創造思維加工過程相比要複雜得多。隨意創造思維通過簡單的串並存線性加工,之所以有時能夠產生與眾不同的新穎思維成果,主要是由於思維主體平時有較豐富、深厚的知識與經驗的積累,往往是在某種外部刺激的觸發下,無意之中重構出一種新的事物表像(例如,前面所舉的繪畫練習中產生的有創意的素描,或在實驗過程中突然萌發的某種新的實驗設計)。這種思維成果雖然有一定的新穎性,但由於並非長期醞釀和深入思考的結果,所以其創造性程度都比較低,遠遠不能與有明確創造意圖與創造目標的非隨意創造思維相比。 在圖4.4所示的環行非線性結構中,環A與環B以及環A與環C之間的不同方向箭頭實際上有兩重含義:一是體現時間邏輯思維與形象思維之間以及時間邏輯思維與直覺思維之間的相互支持與相互依存關係;二是表徵時間邏輯思維對創造想像和複雜直覺思維的方向、過程有指引、調節與控制作用,對創造想像和複雜直覺思維的成果則有論證與檢驗作用。關於第一重含義,在本章第一節中已有詳細論證,無須贅述。關於第二重含義則需作兩方面的說明:其一,“邏輯思維對形象思維(包括創造想像)有指引、調節與控制作用”,這是目前心理學界與思維科學界不少專家觀點。由於目前心理學界與思維科學界總是把形象思維與直覺思維混為一談,認為是同一種思維,不加區分。有一種典型提法:“形象(直覺)思維”或“形象(直感)思維”,就是這一觀點的反映。所以他們所說的“邏輯思維對形象思維有指引、調節與控制作用”,其中的形象思維實際上不僅包括創造想像而且也包括直覺思維在內。儘管我們不同意將形象思維與直覺思維混淆,而主張將二者明確區分,但是對於他們確認邏輯思維對形象思維和直覺思維有指引、調節與控制作用這一觀點,我們認為還是正確的,是長期實踐觀察基礎上得出的科學認識,應當堅持。其二,所謂“邏輯思維對創造想像和複雜直覺思維的成果(這種思維成果就是通常所說的靈感或頓悟)有論證與檢驗的作用”則是許多著名科學家(包括愛因斯坦和錢學森在內)的切身體會,是他們的經驗之談,所以也是無庸置疑的。 前面我們曾提到,“創造想像思維”是用來創造前所未有的全新事物的表像或是用來發現新事物的本質屬性,“複雜直覺思維”則是用來發現未曾被人認識的事物之間內在聯繫的規律。這是就一般情況而言,而在某些特定情況下也可能剛好相反,即創造想像更便於發現事物之間內在聯繫的規律,複雜直覺思維則更便於創造全新事物的表像或發現新事物的本質屬性。也就是說,對於創造性活動而言,上述兩種思維都是需要的,應當把它們結合起來以便根據實際情況靈活選用。為了進一步說明這種結合的必要性與可能性,我們來看看兩個有關科學發現的典型事例。 例一:在第三章第五節中我們曾舉過發現阿基米德原理的例子,在這個例子中,要求辨別黃金製造的皇冠是否摻有銀。這本來是屬於如何發現新事物本質屬性的問題棗金子的密度已知,皇冠的品質在當時條件下也不難測定,因此只要準確求出皇冠的體積屬性,就可作出上述辨別。但是由於皇冠體積很不規則,在當時條件下要直接測定出(即發現)皇冠的這一本質屬性是一個大難題。能否把不規則體積的測量問題轉換為規則的體積來進行測量呢?只要能找到與皇冠體積等價的規則物體,這個問題就迎刃而解。於是要測定(或發現)皇冠這一事物的體積屬性的問題,就被轉換為如何去尋找皇冠的等價物,即如何去發現不規則體積與規則體積之間的等價關係的問題。正是在這種思想的指引下,當阿基米德坐進浴盆的時候,發現了這種等價關係,從而使問題順利解決。前面我們說過,這是一個運用直覺思維進行科學發現的範例,顯然,這也是把原本屬於發現事物本質屬性的問題(創造想像思維內容)轉換為發現事物之間的等價關係問題(複雜直覺思維內容),從而使問題變得易於解決的很好例子。 例二:與例一相反的例證(即把複雜直覺思維轉換為創造想像思維從而使問題更易於解決的例證)之一是法拉第發現電磁感應定律的過程。法拉第很早就已猜測到磁能夠產生電,電磁之間有相互作用。但是要證實這一猜想使之成為科學定律,他整整花了十一年。起初,他一直企圖直接去尋找(發現)磁如何產生電,以及磁與電如何相互作用的規律,試驗了很多方案,結果都失敗了。最後他走了另一條路子棗去深入分析通電導線的性質、規律,從通電導線能產生磁場這一基本性質出發,法拉第觀察、分析了許多與這一性質有關的實驗現象。使他最受啟發的是右手定則棗因為它不僅揭示了電可以產生磁這一基本性質,還能揭示導線上電流方向與產生的磁力方向之間的關係。由此使他領悟到:如果把導線繞成螺線管形式但不通電,而讓條形磁鐵在螺線管中移動來改變磁場,應能使螺線管上的導線產生電流棗電磁感應定律正是這樣發現的。法拉第的原來目標是要探索磁如何產生電,想要發現磁與電相互作用的規律,這本來是典型的直覺思維內容(探索磁與電的關係)但是沿著這個方向研究了十年沒有成效。後來,他反過來去研究通電導線的基本性質(這是典型的形象思維內容),由於當時科學界對電的性質的認識要比對磁的認識深入得多(右手定則正是對通電導線基本性質的準確而直觀的概括),因而能取得突破。這是把對事物之間內在聯繫規律的發現(複雜直覺思維內容)轉換為對事物本質屬性的探索(創造想像的內容),從而得到成功的一個例子。 正是基於上述兩個方面的事實,所以我們認為在圖4.4的環B與環C之間存在交互作用是符合客觀實際的,並非人為的虛構。 二.非隨意創造思維的心理操作模型 下面我們對圖4.4所示模型的心理加工方式及操作過程作具體的分析: 1.運用時間邏輯思維對當前非隨意創造思維的目標進行邏輯分析,從而得出為實現該創造目標所應解決的一個或若干個關鍵問題,每個關鍵問題稱為一個主題,分別用T1,T2,……,Tn表示。將這些主題存入主題表(可以假定該主題表是按先進先出的佇列方式存儲),從主題表中取出最前面的一個(T1)作為當前主題,然後轉向步驟2。 2.將當前主題作為加工指令送入環B或環C:如果當前主題是與探索新事物的本質屬性有關,則轉入進行創造想像思維的環B去處理,即轉向步驟3;如果當前主題是與發現事物之間的內在聯繫有關,則轉入進行複雜直覺思維的環C去處理,即轉向步驟4。 3.這一步驟主要是在環B中進行創造想像思維活動。 來自環A的加工指令送入環B後,要先進行判別:看是否能通過直覺思維更簡便地來實現當前指令的要求,如果有此可能則將該指令轉送至環C,這相當於轉向步驟4。否則,即由本環節B來處理。於是轉入“隨意創造思維模組”,即通過“發散”→“聯想” →“想像”等環節,按當前指令要求進行串並存線性加工。由於當前有來自環A指令的指引、調節與控制作用(該指令反映環A中某個主題的要求),所以這種加工過程儘管沿用了隨意創造思維的加工機制,但其實質並不是隨意的,而是有明確的目的性,這種目的性即由指令體現。正是這種非隨意性或者說指令的調控性,在創造想像過程中起著關鍵性的作用。這是因為:當前的目標是要創造新事物(或發現新事物的本質屬性),而通過聯想得到的材料皆是已知事物的表像,不可能有關於新事物的表像(即反映新事物本質屬性的表像)。可見,僅僅通過對原有已知表像的簡單重組或整合,絕不可能達到創造新事物表像的要求,只有通過對原有表像進行改造或重構才有可能。那麼,應當如何來對原有表像進行改造與重構呢?來自環A的指令就起著決定性的作用棗給出改造與重構的目標、方向,從而減少加工過程的盲目性。儘管如此,由於創造新事物並不是輕而易舉的,尤其是當事物的“複雜性水準”較高的情況下(關於“複雜性水準”問題,下一節將會進一步討論),難度就更大。也就是說,在加工的開始階段,往往出現這種情況棗加工指令發出後,由於聯想環節不能聯想出符合要求的表像來作為改造與重構的材料,隨意創造思維模組將無法加工出能滿足要求(或接近要求)的新表像。這時在形象思維的工作記憶區(即以前所說的“客體工作記憶”)會出現空白現象棗其中沒有內容。在第三章第三節中曾經指出,思維過程有四個要素(思維材料即加工物件,思維加工的手段方法,思維加工緩存區即工作記憶和加工機制),只要其中一個要素不具備,思維過程就難以持續。由於工作記憶既為“聯想機制”從長時記憶的表像子系統中提取出的表像提供緩存,又為“再造想像”對表像進行改造與重構提供加工場所,可見當工作記憶出現空白時,要麼是聯想環節沒能提取出合適的表像,要麼是加工機制沒能加工出符合要求的結果。總之,這時將沒有資訊回饋到環A,思維過程出現了中斷,或者說,這一段思維過程將不能被覺察出來棗這就是所謂“潛意識思維狀態”。之所以把這種狀態稱為“潛意識”而不是“無意識”,是因為這時在環A(即邏輯思維區)的工作記憶中並不空白,仍保持著與創造性思維目標有關的某個主題,即當前加工指令。該指令又持續地作用於環B(或環C)的輸入端,從而不斷激發環B中的“隨意創造思維模組”。每一次激發都引起一次“發散思維”、“聯想思維”和“再造想像”(相當於按當前加工指令要求進行一次爭取實現目標的探索),但是由於一時還聯想不出符合需要的表像,使後續的表像加工難以進行,即想像沒有結果(加工結束時工作記憶仍為空白),環B也就沒有輸出回送到環A。可見,潛意識思維的實質是環A與環B之間的非線性迴圈交互作用變成環A與環B之間的線性串並存單向作用,即兩種思維(邏輯思維和形象思維)之間的相互作用中斷,或者說其中的形象思維過程中斷(想像過程未能完成),而非整個思維過程中止。 正是由於環A中的工作記憶(與時間邏輯思維有關的工作記憶)不會出現空白,使環B的輸入端有經常不斷的激勵,才使得潛意識思維不會長期持續下去。如上所述,每一次輸入激勵都要引起一次由“發散思維”→“聯想思維”→“再造想像”等三個環節組成的一次探索(由於當前這種探索是在“潛意識”中進行,所以就稱之為“潛意識探索”)。這種潛意識探索在開始時往往以失敗告終棗聯想不出合適的表像,或是聯想出的表像與要求相差太遠,使“改造與重構”的想像加工無法完成。但是,隨著探索次數的增加,發散思維所提供的思路愈來愈多,視野愈來愈寬;通過相似、相反、相關等多種聯想思維所得到的表像也愈來愈完整、豐富,這些表像與主題的相關性也愈來愈大……。於是在以後的某一次潛意識探索中就可能變失敗為成功棗通過“改造與重構”原來的某些表像,而創造出一種符合當前主題要求的全新事物的表像。這種新表像由於是在“想像”過程中完成的,所以必然保留在形象思維的工作記憶(不再空白)中,並被回送到環A。由於有較長一段時間環A未能從環B的輸出中得到回饋資訊,環A多次發出指令(即多次激發潛意識探索)皆無回音,問題長期懸而未決。現在突然收到了這種符合主題要求的資訊內容,使問題迎刃而解。就好象是“眾�奡M她千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處。”一般都把這種現象稱之為“靈感”或“頓悟”。通過以上分析可見,靈感或頓悟並不是憑空而來、神秘莫測的東西,而是許多次“潛意識探索”(“眾�奡M她千百度”)的必然結果。這種潛意識探索也不象有些“潛意識推論”所宣揚的那樣是難以捉摸、只可意會、不可言傳的“玄論”,而是可以通過“發散”→“聯想”→“想像”等三個環節的串平行線性加工來逐步培養和訓練的心理操作過程。 在實現對當前主題的頓悟之後,本步驟3即宣告完成,下面應轉入步驟5。 4.這一步驟主要是在環C中進行複雜直覺思維活動。 這一步驟的加工過程與步驟3中基本相同。來自環A的加工指令送入環C後,在輸入部分要先進行判別,看是否能通過形象思維(創造想像)更方便地實現指令的要求。如果有此可能則把指令轉送至環B,這相當於轉向步驟3去處理。否則,進入“隨意創造思維模組”,即通過“發散”→“聯想”→“直覺判斷”等環節按當前指令要求進行串並存線性加工。由於當前有來自環A指令的指引、調節與控制的作用,所以這種加工過程儘管沿用了隨意創造思維的加工方式,但實質上並不是隨意的,而是有明確的目的性。 由於當前的創造思維目標是要發現前人未曾認識和未曾描述過的事物之間的內在聯繫規律,反映這種未知規律的空間結構關係表像,肯定不可能通過聯想思維在思維主體長時記憶的關係表像子系統中直接找到。這時也會有一段時間象步驟3中那樣,使工作記憶區為空白,即也會出現“潛意識思維”狀態和“潛意識探索”過程。當前的潛意識探索也是由來自環A的加工指令所激發,但其加工方式則由“發散思維”→“聯想思維”→“直覺判斷”等三個環節組成。在潛意識探索過程中,發散思維仍起打開思路、開闊視野的作用,聯想思維則通過多種聯想方式,從長時記憶的空間關係表像子系統中盡可能聯想出符合主題要求或與主題相近的表像。在開始階段,這種努力也往往難以奏效棗找不到合適的關係表像,或是找到的表像被“直覺判斷”所否定(直覺判斷是指,通過整體綜合、直覺透視方法對空間關係所作出的快速判斷。這種判斷的特點是:第一,從全局、從整體快速綜合考慮問題,而不是一步一步進行分析和推理;第二,只抓事物之間的關係而不管事物的具體屬性與細節),因而工作記憶中沒有思維成果可以回饋給環A。直至潛意識探索進行過許多次以後,對事物之間內在聯繫規律的認識愈來愈接近客觀實際時,才突然表現出靈感或頓悟。 在實現對當前主題的頓悟以後,本步驟4即告完成,下面應轉入步驟5。 5.在環A中,通過邏輯分析、推理對頓悟結果棗由步驟3或步驟4得出的結果棗進行論證與檢驗。如果檢驗通過則轉入步驟6;否則應回到步驟3或步驟4,按原來主題的要求,通過潛意識探索去重新創造新事物的表像或重新去發現未知規律。 6.從主題表中取出下一個主題(與此同時,原先的主題被清除),若取出的主題為空,表明整個非隨意創造思維的過程已經完成,可以轉入步驟7;否則轉向步驟2去繼續處理下一個主題。 7.結束。 應當說明的是,當實現創造目標所要求的主題(即需要解決的關鍵問題)不止一個時,每一個主題的完成(即每一個關鍵問題的解決)都對應一個較小的靈感或頓悟,全部主題的完成則對應所有這些靈感或頓悟的綜合。 由以上分析可見,步驟1,2,5,6等心理操作均屬於時間邏輯思維範疇並在環A中進行;步驟3在環B中進行;步驟4則在環C。這樣,由步驟1,2,5,6即可作出環A在整個非隨意創造思維過程中的加工方式。在此基礎上,就可以得出非隨意創造思維心理操作模型。 第五節潛意識探索與複雜性理論 一.潛意識探索的主要環節 上一節我們詳細討論了非隨意創造思維的心理操作模型與加工方式,這種心理模型的加工方式可用一句話來概括——“環形非線型交互作用”。在這種方式下的加工方式涉及環A、環B與環C中三種思維的交互作用,其過程相當複雜,但也可以用一句話來概括棗“潛意識探索”。這種潛意識探索是形成靈感或頓悟,即實現非隨意創造思維目標的核心與關鍵。要破除對靈感或頓悟的神秘感,使靈感或頓悟成為一種人人可以培養和訓練的創造思維能力,就必須對潛意識探索作深入的剖析,只有把潛意識探索的機制真正搞清楚了,上述問題才能順利解決。 由上節關於環形非線性交互作用加工方式及操作過程的分析可以看到,整個非隨意創造思維過程包括“顯意識激勵”、“發散思維”、“聯想思維”、“創造想像”(或“直覺判斷”)、“論證檢驗”等五個環節。其中屬於潛意識探索的部分是“發散思維”、“聯想思維”、“創造想像”(或“直覺判斷”)等三個環節(另兩個環節屬環A中的顯意識思維,即時間邏輯思維)。 在屬於潛意識探索的三個環節中,前兩個環節(“發散思維”和“聯想思維”)的具體內容在“隨意創造思維的加工方式與心理操作模型”一節中已有說明,無須重複,所以下面只對第三個環節,也是最主要的環節棗“創造想像”(或“直覺判斷”)作進一步的分析。 僅從加工方式的流程來看,圖4.5“潛意識探索”中的“想像思維”或圖4.6“潛意識探索”中的“直覺判斷”環節與圖4.2隨意創造思維加工方式中的“再造想像”或“直覺判斷”並無二致。但是,這只是從靜態的圖形上看是如此,而從動態的實際加工過程看,這兩種思維是有本質區別的。這表現在以下三個方面: 第一,思維的目的性不同。“想像”或“直覺”思維是隨意的,雖然也要受一定的邏輯思維的指引或言語概念的制約,但是並無明確的創造目標,即這種思維的出發點不一定是為了創造,屬於“靈機一動,計上心來”這一類偶然的智慧火花(當然,這類偶然的創造也要以思維主體比較豐富的知識與經驗積累為基礎),而且這類思維成果大多是事先未曾預料到的。而“想像”和“直覺”則是非隨意的,它們有很強的目的性,有明確的創造目標。這一目標就體現在當前給出的加工指令上,整個“想像”或“直覺”思維的過程(包括在此之前的“發散思維”)均應受此指令的指引、調節與控制。換言之,這�堛滿孚Q像”或“直覺”思維並非漫無目標地自由馳騁,而是要受指令的約束,使“想像”或“直覺”思維的焦點對準所要解決的關鍵問題。由於目的性強,一般來說,這種創造性思維的效率比較高,能解決比較重大的、懸而未決的問題。其思維成果則是在意料之中棗由事先確定的創造性目標所規定。 第二,思維的加工方式不同。“想像”或“直覺”思維通常屬於串並存、線性、單向的一次性加工活動。由於任何形象思維與直覺思維都要受邏輯思維的指引與調控(或受言語概念的制約),為了使“想像”或“直覺”思維能更快地找到解決所面臨的關鍵問題(即上節所說的主題)的思路與方案,在進行“想像”或“直覺”思維之前,一般要先經過“發散”和“聯想”階段,所以“想像”或“直覺”思維總是沿著“邏輯思維調控→發散思維定向→聯想提供材料→想像(或直覺)產生思維成果”這一串並存、線性、單向的方式進行加工,並且往往是一次性的,這是因為:既然思維是隨意的,即事先並未規定預期的目標,那麼進行一次思維加工所得到的成果,不論其創造性程度如何(甚至沒有取得思維成果)都不作為這一思維加工過程是否完成的標誌棗只要上述串並存、線性的單向加工過程結束,就可以認為這一次“想像”或“直覺”思維已經完成,就可以離開當前思維內容去思考其他問題。 “想像”或 “直覺”思維則不同:由於事先規定了明確的目標(由當前的加工指令體現),不達到這一目標,思維的任務就沒有完成,思維過程就沒有結束棗體現這一目標的、來自環A的指令就會經常作用到環B或環C的輸入端,從而繼續不斷地激勵上述“邏輯思維調控→發散思維定向→聯想提供材料→想像(或直覺)產生思維成果”這一加工過程。從環B(或環C)中的局部來看,這一加工過程仍是串並存、線性、單向的,每進行一次“串並存線性單向”加工,其思維成果可能為空白(上一節把這種情況稱之為“潛意識探索”),也可能是很不成熟、離目標尚有一定距離的半成品。不管是空白還是半成品,其結果都是引起環A過一段時間將加工指令再次作用於環B(或環C)的輸入端,從而激起環B(或環C)中的下一輪“串平行線性加工”(環B或環C的輸出為空白或半成品對於環A的作用來說雖然沒有區別,但是對於“意識”來說則有所不同。如第三章所述,意識是對思維過程的覺察、調節與控制。當環B或環C輸出為空白也就是工作記憶區為空白時,思維過程將不能被覺察棗這就是所謂“潛意識思維狀態”;而當輸出為半成品時,工作記憶並不空白,只是內容還不符合目標的要求,這時的思維過程是可以覺察的棗即屬於“顯意識思維狀態”)。……。如此繼續下去,每一次迴圈的結果都使環B中的“想像”(或環C中的“直覺”)思維成果朝目標要求更逼近一步,直至最終出現靈感或頓悟即達到目標的要求棗由開始時的輸出為空白,逐漸形成半成品,最後再由半成品發展為成品(當然,也經常有不經過半成品階段直接由空白跳躍到產品的情況)。對於按圖4.5加工的情況,上述過程是在環節A→B→A或A→B→C→A之間(對於按圖4.6加工的情況,上述過程則是在環節A→C→A或A→C→B→A之間)多次迴圈,不斷相互作用,最後才得以完成,所以圖4.5中的“想像”或圖4.6中的“直覺”思維是按環形、非線性交互作用方式進行加工,而且總是要迴圈多次(即潛意識探索要激發許多次)。
第三,思維物件的複雜性不同。在圖4.2所示的隨意創造思維的情況下,雖然也能產生創新的思維成果,但由於思維開始前和思維過程中都缺乏明確的創造目標,對所要解決的問題未作較長時間的醞釀和準備,又是一次性加工,所以在這種情況下能夠產生思維成果的思維物件,其複雜性水準一般是比較低的。當然,在實際的隨意創造思維過程中,也肯定會遇到思維物件具有較高複雜性水準的情況。不過,這時只有兩種可能的結果:一是回避這類難題而轉向其他問題棗由於是隨意創造思維,事先沒有預定的創造目標,即不一定非把問題解決不可,因而在一次性加工得不出結果的情況下,可能就不再繼續考慮這方面的問題;二是由隨意創造思維轉向非隨意創造思維棗經過隨意創造思維的一次加工後,若問題未能解決,而思維主體對該問題又很有興趣(不願放棄),那麼,思維主體就會再次進行加工;若仍解決不了,他就會意識到這是個比較複雜的課題,需要有充分的準備、必要的積累、切實的計畫才能解決。如果這時他認為該課題有較重要的意義並仍保持濃厚興趣,他就會把該課題作為自己當前或今後的奮鬥目標,儘量想辦法去解決它。這樣就使原來的隨意創造思維在實際上轉變為非隨意創造思維。這就表明,如果真正是隨意創造思維產生了有創新意義的成果,其思維物件的複雜性水準必然是比較低的,換句話說,只有在非隨意創造思維的情況下,其思維物件才會有較高的複雜性水準。
二.思維物件的複雜性分析及複雜性理論 1.現有複雜性理論的缺陷 關於思維物件的複雜性問題,心理學界歷來很少研究。真正能從理論高度對這個問題進行探索並取得一定成果的是美國加州大學落杉磯分校心理系若賓(N.Robin)等人的研究組。在第三章的第二節中我們曾介紹過若賓等人的“關係複雜性”理論。該理論認為,人類思維對於事物的本質屬性和事物之間內在聯繫規律性所作的反映,實際上可看成是對事物之間存在的各種關係所作出的反映。根據數理邏輯中謂詞邏輯的表述方式,事物本身所具有的本質屬性也可看成是一種關係棗一元關係;事物之間的相互聯繫則可看成是n元關係。n是關係的維度,n 愈大,關係的複雜程度愈高。因而根據n值的大小可以定義不同關係的複雜性水準: 水準1棗一維函數關係,描述事物具有某種屬性; 水準2棗二維函數關係,描述兩種事物之間的二元關係; 水準3棗三維函數關係,描述三種事物之間的三元關係; 水準4棗四維以上的函數關係,描述四種以上事物之間的多元關係; 若賓等人認為,人類用來解決實際問題的各種知識不外乎兩大類:明確的關係知識和內隱的關係知識。明確的關係知識以有意識的、可一步步進行邏輯推理的思維加工為基礎;內隱的關係知識則以潛意識的快速直覺思維加工為基礎。所謂關係複雜性理論,就是建立在謂詞邏輯基礎上、專門用於表徵“明確的關係知識”的一套知識表徵系統。利用該系統可以方便地確定當前所處理知識(即思維加工物件)的複雜性水準(由最簡單到最複雜分成1、2、3、4等四個等級)。 由以上介紹可知,若賓等人的複雜性理論是建立在一階謂詞邏輯基礎上,其複雜性水準n完全由關係的“維度”(也叫關係的“元數”)決定,例如二元關係,其複雜性水準即為2。 這種複雜性理論雖有一定的實際指導意義,但是存在一個較大的缺陷棗未能抓住思維物件複雜性的關鍵,因而其指導作用是不大的。 如上所述,人類思維對於事物本質屬性和事物之間內在聯繫規律性所作的反映,實際上可看成是對事物之間存在的各種關係所作出的反映:事物本身具有的本質屬性是一元關係,事物之間的相互聯繫則是n元關係。n 越大,涉及的事物越多,彼此之間的關係就愈複雜,因此用n的值定義複雜性水準的高低是有一定道理的。但是,這只是問題的一個方面,而且是並非最重要的方面。更為重要的方面是在哪里呢?我們認為是在複合函數當中,應當將複合函數的“重數”(即謂詞邏輯的“階數”)m和關係的維度(即“元數”)n二者結合起來,即用m*n 來表示思維物件的複雜性才符合客觀實際,才更有指導意義。事實上,在創造性思維過程中,對於思維物件複雜性的表徵來說,m的作用遠比n大得多。為了說明這個問題,我們不妨回顧一下歷史上的重大科技發明事例對我們的啟示。 2.電子電腦的發明給我們的啟示 (1)電子電腦發明過程概述 電子電腦是廿世紀的最偉大發明,也是涉及最為複雜的思維物件的發明,以這種發明作為個案來研究思維物件的複雜性理論,應有其典型意義。 眾所周知,世界上最早的比較完善的電子電腦是在四十年代末由美國的莫克利和馮•諾依曼等人研製成功的,但是世界上第一台電子電腦的技術方案設計在一九四一年就已基本完成了。事實上,想要革新傳統計算器、萌生發明電子電腦的初步設想早在三十年代中期就已經開始。由發明的思想萌生到形成電子電腦的完整設計方案,這中間又經歷了五、六年,到最終誕生出比較完善的電子電腦則花費更長的時間,而且經過許多人的“接力”式奮鬥才得以完成。 一九三六年,英國劍橋大學的數學家圖靈,為了證明存在不具有可計算其函數值演算法的函數,提出了圖4.9所示的計算模型棗即所謂“圖靈機”。他用反證法證明,任何可計算其值的函數都存在相應的圖靈機;反之,不存在相應圖靈機的函數就是不具有可計算其函數值演算法的函數。圖靈機由主機、讀寫頭、存儲帶和存儲帶驅動裝置等幾部分組成。主機和存儲帶均劃分為一個個單元,每個單元只能存入一個符號;讀寫頭在任何時候都對準存儲帶上的一個單元,即每次可讀寫一個符號;存儲帶驅動裝置根據主機發出的命令使存儲帶向左或向右移動一個或若干個單元。運算時,系統先置成初始狀態,然後主機向存儲帶驅動裝置和讀寫頭髮出命令,以便從帶上讀出命令進行運算。一旦運算結束,便轉入停機狀態。 圖靈機是一個假想的計算模型,並不是一台實際的機器。從以上介紹可見,它的結構與動作極為簡單,但是,正是這樣簡單的結構包含了現代電子電腦最基本的工作原理:按串列運算、線性存儲方式進行符號處理。 差不多與圖靈提出其基本計算模型的同時,美國艾奧瓦州立大學的物理數學教授阿塔納索夫(J.V.Atanasoft),為了解決各種繁雜的計算任務,一直想要發明一種快速運算工具。他深入地剖析了當時流行的各種計算器(包括機械式、電動式、模擬式等)的運算原理,得出一個結論:要想對計算器進行革命,關鍵是要找到一種能高速運算的部件。在這種思想的指引下,正好圖靈的計算模型發表了,加上當時電子器件的研究與應用已取得較大進展(在此之前,一九○四年發明了真空二極體,一九○六年發明了真空三極管,一九一九年出現了由兩隻真空三極管組成的雙穩態觸發電路,一九三○年以後又出現了真空管計數電路),於是就使阿塔納索夫產生了一個大膽的設想:用電子真空管制作的觸發電路來取代傳統的機械式計算器。在此基礎上他設計出了世界上第一張用電子器件組成的計算機電路結構圖。電路結構圖雖然設計出來了,但是在整整兩年內阿塔納索夫卻無法將它加以實現棗因為還缺少一個對運算過程進行協調控制的關鍵部分。到一九四○年底,這個被稱為控制器的關鍵部件終於被設計出來,整機的技術方案設計也隨之完成,並在一九四一年一月十五日的《德孟內斯論壇報》上作了公開報導。這種電子電腦如果研製成功可以一次求解含三十個未知數的一次聯立方程,因此引起不小的轟動。可是天不遂人願,在此後不久,太平洋戰爭爆發了,日本偷襲了珍珠港,阿塔納索夫穿上了軍裝,其研製工作也因而中斷。 差不多同一時間,曾先後在厄辛諾和賓西法尼亞莫爾學院任教的物理學博士莫克利(他曾研製過類比電腦),也產生過用電子真空管作高速運算部件的設想,並且正為想不出理想方案而苦惱,看到《德孟內斯論壇報》上的消息和設計中的控制器照片後,非常興奮,一九四一年六月他專程趕赴艾奧瓦州去向阿塔納索夫請教。阿塔納索夫熱情第接待,並毫無保留地把自己珍貴的設計手稿借給了他。莫克利和他的助手埃克特得到這一手稿後如獲至寶;很快將阿塔納索夫的設計方案加以完善和發展,並在軍方的巨額經費支持下,於一九四三年春天成立了電子電腦研製組。經過兩年多努力,終於在一九四五年底研製出一台名為“電子數值積分機”(簡稱ENIAC)的電腦,但是該機存在一個很大的缺點棗計算程式是外插型,需要花費較多時間準備程式,加上是用十進位運算,元器件速率未能充分發揮,使運算速度受到很大限制。 一九四六年數學家馮。諾依曼針對ENIAC的缺點提出了從三方面改進的方案:一是用二進位取代十進位,以充分發揮電子元器件在速率方面的潛力;二是設置程式計數器,以保存當前欲執行指令的位址棗改外插型計算程式為內置,從而使整個計算過程完全由電子電腦自動控制,並有效地提高了運算速度;三是以圖靈模型為基礎,指出電腦的體系結構應由運算器、控制器、記憶體、輸入設備和輸出設備等五個部分組成,把“程式”和“資料”都放在記憶體中,並首次提出“中央處理器”(簡稱CPU)概念,而CPU則由運算器、控制器和程式計數器組成,這就是著名的“馮.諾依曼體系結構”。 上述三方面的改進最終在1949年于英國劍橋大學完成。國際電腦界普遍認為馮.諾依曼體系結構的提出及其實現是現代電子電腦基本完善的重要標誌。 (2)電腦發明的複雜性分析及複雜性理論 由以上歷史概述可見,電腦的發明經歷了十多年的風風雨雨,而且不是由一個人,而是由包括數學家、物理學家、電子學家以及工程技術人員在內的研究群體完成的,其中起主要作用的有圖靈、阿塔納索夫、馮.諾依曼、莫克利和埃克特等人。電子電腦的發明之所以出現這種“難產”狀況,正是這種創造性活動涉及的思維物件具有高度複雜性的反映。這種“複雜性”主要表現為下述各種不同層次函數的多重複合: 第一層次棗提高運算速度的創造性目標與選用的數制(如十進位、八進制或二進位)有關,用函數可表示為:g=f1(x1,y1,z1);
第二層次棗實現某種數制(設為十進位)的自動運算與操作方式(如電動式、機械式、電子數位式、類比式)有關,用函數可表示為:x1=f2(x2,y2,z2,u2); 第四層次棗體系結構中的每一模組又各自與不同的因素有關,例如: “存儲”模組與採用“線性”或“非線性”方式有關,用函數可表示為:z3=f4(x4,y4); “運算”模組與採用“串列”或“並行”方式有關,用函數表示為:y3=f’4(x’4,y’4); 第五層次棗線性或非線性存儲和串、並行運算又與其他的因素有關,即x4,y4(或x’4,y’4)還可表示為其他變數的函數; ……。 可見,在變數x4,y4 (或x’4,y’4)與提高運算速度的初始目標之間存在下面的複合函數關係:g=f1(f2(x2,y2,f3(x3,y3,f4(x4,y4),u3,v3),u2),y1,z1);或g=f1(f2(x2,y2,f3(x3,y3,f’4(x’4, y’4),u3,v3),u2),y1,z1)。
由於x4,y4(或x’4,y’4)還可表示為其他變數的函數,因此上述複合函數至少是4重以上的複合,即m≥4。
阿塔納索夫的貢獻主要在第一、第二與第三層次上,其複雜性水準雖低於圖靈所作的工作,但他在圖靈模型的啟示下,於一九四一年最早完成了世界上第一台用電子真空管作運算部件的電腦技術方案設計(特別師解決了其中關鍵部件NIAC電腦的實現奠定了堅實的設計基礎。正是由於這些貢獻,在經過近十年的專利訴訟以後,阿塔納索夫終於在一九七三年被美國明尼蘇達州地方法院裁定擁有第一台電子電腦的發明權(與此同時,宣佈原來授予莫克利與埃克特的專利無效),並因此項發明於一九九○年十月獲得當時的美國總統喬治.布希授予的美國國家技術獎章。阿塔納索夫在被埋沒多年後,重新被確認為電子電腦的發明人應是當之無愧的。阿塔納索夫的成功在於他既解決了第一、第二層次的複雜性問題,又利用了圖靈在更深層次的理論成果並設法加以實現。顯然,如果僅僅靠他自己的創造性是不可能在一九四一年就率先把第一台電子電腦設計出來的。 馮.諾依曼對“數值積分電腦”(ENIAC)從三個方面作了改進:第一個改進是在第一層次進行的棗將十進位改為二進位。第二個改進則是在最底層棗對“線性”存儲作進一步分析的結果發現,若從存儲內容(而不是象原來那樣只考慮存儲方式)上看,還可分成:檔存儲、數值存儲、圖表存儲、程式(指令)存儲等等。其中前三種(檔、數值、圖表)根據其共同屬性又可以綜合為“資料存儲”。因此為了便於機器對“資料”和“程式”(指令)的統一處理,馮.諾依曼提出應增設“程式計數器”棗用來保存欲執行指令的位址(象存儲資料一樣把指令位址也存儲起來),這就使原來的外插型計算程式改變為內置方式。這一改進是如此重要,以至從此以後,程式計數器一直成為現代電子電腦的核心部件。而這一改進是通過將複合函數向縱深擴展(使複合重數增加1)才得以完成的。第三個改進則是提出“中央處理器”(CPU)概念和現代電子電腦的完整體系結構。這是依據圖靈的理論模型,在對第三層次作進一步的抽象與概括以後完成的。從上述三方面所作的改進看,涉及的“複雜性”水準是比較高的(尤其是第二、三兩項改進),對電腦今後的發展所作出的貢獻也是很大的,所以國際上有不少人稱馮.諾依曼為“電腦之父”。這種說法雖然不完全符合實際(他不能算是電腦的最早創始人),但也並非沒有根據。 至於莫克利和埃克特,平心而論他們也對電腦的誕生作出了不可磨滅的貢獻(完善並發展了阿塔納索夫的設計方案,製造出有很大影響的ENIAC),但從理論上或創造性思維來看,在上述五個層次中並沒有留下他們倆的創新思想,在發明電腦過程中,他倆所解決的“複雜性問題”與前面三人相比是最低的。更令人遺憾的是,莫克利竟不顧科學家的良心與道德,故意隱瞞了阿塔納索夫對他的毫無保留的坦誠幫助(包括向他提供初始設計方案),最後落得被撤銷專利的難堪下場,實在令人扼腕興歎!
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