创造性思维的认知解释，本文主要内容关键词为：创造性思维论文,认知论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
创造性思维是人类能普遍感知到、但对其发生机制又觉得迷惑不解的现象之一。在以往的文献中，学者们对创造的理解是多种多样的。综合起来看，从发生的角度我们可以把创造理解为对问题及其可能答案的推敲、精致化和重新表达。但是，这种描述显得粗略，不能很好地解释创造过程中的相关步骤。由对人类理性决策过程作程序化理解发展来的认知科学的解题理论，对人类解题活动有很强的说明能力。创造过程的相关步骤也可以由此得到较好的理解。
本文把创造性思维作为问题解决的特殊形式即创造性解题，试图用认知科学的解题理论，对创造性思维的相关过程作出解释。首先根据认知观点的解题理论得出解题过程的一般原则；进而构造创造性解题的一般模式；作为模式解析，将描述解题过程的搜索机制，讨论直接导致创造的问题发现和表达、观念产生和评价，并对“创造即顿悟”的观点加以评论。
一、解题过程的一般原则
认知观点的解题理论，经典性的工作主要是由纽威尔和西蒙等人做的。他们力图对人类的解题活动进行实验室研究，使用不依赖于背景知识的“谜题”作为实验材料，让被试在解题过程中进行出声思考。通过被试的口语记录分析，从中抽绎出问题行为图，进而发现解题过程的可计算性质，将其表示为程序，以此得到一个有关人类如何解题的、实在的心理模型。这些工作的主要结果是发表于1958年的“逻辑理论家”（LT）及其后加以改进而被称为“一般问题解决者”（GPS ）的认知模拟程序。
GPS程序（1958）以及作为其理论总结的《人类问题解决》（1972，〔1〕）一书把人看作一个由感应器、效应器、 记忆和加工器组成的信息加工系统，智能表现为在这个一般结构的基础上所进行的符号加工或计算。具体而言，解题就是解题者在问题空间中所进行的启发式搜索，答案就是把当前状态转化为目标状态的算子序列。GPS 使用了被称为手段－目的分析的启发法，这是一个由“把当前状态转化为目标状态”和“消除差别”两阶段构成的递归过程。
在《统一的认知理论》（1990,〔2〕）中，纽威尔把解题活动所依赖的心理结构和该结构所表现出的功能有机地结合起来，采用Soar作为模型，提出了以问题解决为中心的统一的认知理论，这是GPS 范式发展的顶峰。Soar是一个特殊的符号加工结构，它集成了解题研究中所使用过的基本机制。在结构上，它包括存放产生式的长时记忆（LTM ）和存放当前目标、目标间关系及已尝试手段的工作记忆（WM）。解题时，Soar可以逻辑地产生各种各样的问题空间，该空间涵盖了解题过程中所有可能的状态；状态间转换的算子以“如果X则Y”产生式的形式来表达；一个特定的解题目标在前进中被分解为各个小的子目标；Soar持续不断地通过组块（Chunking）从解题中学习，这样当系统下次遇到类似的情景时，就能马上应用被组合的成功的算子序列而无需陷入漫无目标的一般性搜索。
Soar通过决策循环（decision cycle）、困顿（impasse）、 目标情景栈（goal context stack）和问题空间来控制解题活动。在解题过程中，由初始状态、目标状态和算子构成的问题空间只是一个潜在的结构。解题过程的搜索包括施用算子在问题空间中的前进和寻找可施用算子的知识搜索，即对存放了与当前状态和问题空间相关知识的LTM 的搜索。应用什么样的问题空间达到目标；在问题空间中应选择什么样的状态；达到下一个状态应选用什么样的算子，这些行为都由决策循环决定。
解题过程并不是一帆风顺的，各种各样的麻烦都可能产生。当决策循环无法得到一个唯一的决定时，解题就不得前进而进入困顿状态。它可能是一时找不到引起变化的选择，也可能是所有的可用性偏好等量齐观，无法取舍。困顿并不意味着解题活动的停止，对困顿的反应，是自动建立消解它的子目标。消解困顿的知识可能依赖于当前的WM，也可能依赖于LTM中的所有知识。
总结上述对认知观点的解题理论的考察，我们似可得出具有一定普适性的一般性原则，这些原则表达了对解题过程及各种基本认知机制在解题过程中相互协调、有机整合的认识。
1.解题的一般公式：
（1）解题是解题者在问题空间中进行的状态搜索；
（2）问题空间包含了解题过程中所有可能的状态；
（3）答案是从初始状态到目标状态的算子转化序列；
（4）搜索是在从初始状态发出的所有可能路径中找出答案。
2.问题的表达：
（1）问题的表达是由初始状态描述、 目标状态满足条件的描述和算子集组成的问题空间构成的；
（2）初始状态描述是驻留在WM中的命题元素。
（3）目标状态满足条件的描述寄存在WM中的目标情景栈中， 随时与当前状态比较；
（4）算子集存放在LTM中，是一组表明人的解题能力的“如果（条件）则（行为）”的产生式。相关的记忆结构包含了一组算子施用条件和施用结果的描述。“则”之后的描述，使得解题者能够对算子施用效果进行相应的心理预期，从而在心智中“看”到结果。
3.算子提取：
（1）WM中有关当前状态描述的元素是记忆探子，算子提取是它和LTM中产生式的“绑定”；
（2）被击中的产生式产生可用性偏好，经过决策循环的评价，被选中的产生式，其行为部分成为进入WM中的新元素；
（3）算子的提取过程是自动进行的。
4.解题的表现：
（1）解题过程表现为“困顿－建立子目标消解困顿”的循环序列；
（2）解题者在穷尽了各种可能性而不得进展时产生困顿；
（3）消解困顿的子目标是自动建立的；
（4）子目标的建立既依赖于当前的WM，又依赖于LTM中的所有知识。
5.学习机制：
（1）解题过程中的学习表现为目标—结果的组块；
（2）组块是随时而且主动地发生的；
（3）通过组块从经验中学习，解题者的能力不断得到提高。
6.解题的限制：
（1）解题的效率受到信息加工能力的限制；
（2）限制信息加工能力的关键是WM的容量；
（3）一般地，WM的容量是7+／－2个组块。
二、创造性解题的一般模式
从问题解决这种思维的普遍形式来看，创造性思维就是创造性解题（Creative Problem Solving,CPS）。用常规方法不能得到解答时，解题过程就会表现出一些创造性思维的特点。由于创造活动常常不能被意识觉知，不适合对其进行过程分析，认知心理学便不把它作为一个合适的论题来研究。既然认知观点的解题理论揭示了人类解题活动的一般特点，其概念和解释策略也应能用来解释创造性解题。
用解题理论解释创造，必须能够明确指出：在解题过程的哪个步骤上，以及是以什么样的方式发生了创造？创造的表现形态是什么？若把创造视为对问题及其可能的解答进行推敲、精致化和重新表达，如何在解题的理论框架中获得一致的解释？
无疑，创造性解题包含在一般解题活动过程中，对这个过程到底应该包括哪些步骤，目前看法不一。我们认为，典型的解题过程，应该包括以下几个依次出现的阶段：（1）感受到问题的存在；（2）识别和明确地表述问题，构造问题空间；（3 ）在问题空间中搜索：观念的产生和评价；（4）阐述和检验被选择的观念。当然，并不是在所有情况下，解题过程都严格遵循上述步骤而表现为一个线性序列。当解题者一时认识不到问题的本质或在决策循环中无法获得一个决定时，搜索就难以进行下去，整个过程就会处于困顿状态而要回到较前面的阶段，解题过程也因而表现出反馈机制。
吉尔福特的智力结构解题模式〔3〕采用了这样一个反馈过程。 他将智力的五种运演和问题解决的几个阶段有机地结合在一起。来自环境的输入信息或由神经传导的信息，经过注意的过滤，触发认知活动。认知阶段包括两个重要的事件：认识到问题的存在和对问题本质的认识。寻找问题的解决方法包括发散性加工和辐合性加工两种形式。发散性加工是从记忆贮存中，以精确的或修正的形式，加工出许多备择项目。它完全不关心观念的质量。辐合性加工则从记忆贮存中回忆出满足需要的特定的信息项目。在解题过程的每个阶段，评价都发挥着作用。“我们有时解决不了问题，这是因为我们还没有适当地认识这个问题。我们在固执地尝试解决错误的问题。这种结果要求我们重新审识那个问题。因此，在问题解决过程中就要走些回头路。我们甚至可能要回到环境中去，进一步寻找事实。对问题进行新的组织之后，重新寻找各种可能的解决方法。在达到理想的目标之前，可能会有若干个这样的循环。”（〔3〕，p.128）为此，模式中设置了多个反馈回路。吉尔福特认为， 凡是发生发散性加工或转化的地方，都表明发生了创造性思维。
阿玛布丽的创造性解题模式是和她有关创造力的组成成分理论联系在一起的。在她看来，创造力是由专业技能（domain-relevant skills）、创造技能（creativity-relevant skills）和任务动机（task mo-tivation）三种成分构成的，而不单单强调创造技能的作用。专业技能包括领域知识、所需的专门技能、有关领域的特殊“天赋”等，这个成分说明了特定领域中的创造活动对领域知识的依赖。创造技能包括适当的认知风格、用于产生新奇观念的或隐或显的启发法知识、有益的工作方式，它依赖于训练、观念产生的经验、个性特征。这个成分说明创造力在一定程度上是可以培养的。任务动机包括对任务的态度、对自己完成任务的动机的知觉。对任务动机的强调，是阿玛布丽采用社会／生态学方法研究创造的要点所在。
阿玛布丽的创造性解题模式（〔4〕，pp.77-96）， 把解题过程区分为问题或任务的呈现、准备、反应产生、反应有效性、结果等五个阶段，其中反应产生是指通过对解题途径和环境中潜在有用信息的认识，产生新奇的、潜在的答案；反应有效性则是使用专业技能对潜在的答案加以评价；结果阶段作出一个决策，以决定过程是否完成停止或必须返回第一个阶段。创造力结构的三个组成成分中，每一个成分只影响到一两个阶段，如任务动机作用于任务的呈现和反应的产生；专业技能影响解题准备和反应有效性评价；创造技能只在反应产生阶段起作用。但实际上，专业技能肯定要通过一些限制影响到反应产生，使之兼具发散和辐合两种性质。另外，这个模式只是一个线性模式，只在反应经过评价被认为是失败时，才返回到初始阶段，其实它更可能回到准备阶段和反应产生阶段，即搜索更多的与任务有关的信息或重新产生观念，从而呈现多路反馈结构。
吸收吉尔福特和阿玛布丽的有益成果，以及根据对科技史上发明创造案例的一定分析，我们试图构造一个立足于解题实际过程，体现多路反馈机制的CPS一般模式。具体而言，在经过评价， 答案的可接受性被否定之后，或者回到可能答案的产生，或者回到问题表达，以至回到任务刺激中，去寻找足够丰富或重构问题的信息。对问题的认知失败后，重新寻找信息进行新的可形成性判定。
这个模式（如图所示）突出了那些与创造直接相关的认知加工活动。即：创造或者发生在问题发现和表达中，表现为选择性编码；或者发生在观念产生和评价阶段，表现为选择性组合；或者发生在将问题的表达与记忆中相似结构的比较中，表现为选择性比较。图中的矩形框表示认知加工，菱形框表示判断，钝形框表示与主流程的脱离，箭头线表示信息传输方向。
三、创造过程的认知解释
在上述创造性解题的一般模式中，与创造相关的步骤得到了明确的表示，这里仅就这些步骤进行讨论。
1.问题发现和表达
整个解题过程开始于问题的发现和表达。不能在任务刺激中识别出问题的存在，不能恰当地表达问题，就不能形成合适的问题空间，解题活动就不可能展开。
在英国科学哲学家波普尔科学知识增长的“四段模式”：P1（问题1）—→TT（试探性理论）—→EE（消除错误）—→P2（问题2）中，问题是科学发现的起点，这表明了对问题而不仅仅是事实的重视。事实上，正是困惑或对问题的觉知激发我们进行观察和实验，而对于一般的观察来说，如果提不出什么有意义的问题，就不可能导致科学探索和科学发现。经验主义把观察视为发现的起点，只是看到了科学家工作的表面现象而没有揭示科学发现的实质。正是对于问题在科学发展中作用的深刻认识，A.爱因斯坦（〔5〕，p.64）说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技能而已。而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”
图示：呈现多路反馈结构的创造性解题模式
在影响创造性思维的各种可能的变量中，吉尔福特也提到了“对问题的敏感性”，认为创造性人才能在别人看不出问题的地方识别出问题的存在。“科学家成功与否，在很大程度上取决于他提出问题的能力，当然，还有提出正确问题的能力。”（〔3〕，p.22）上个世纪末， 科学家们在“物理学危机”面前的不同反应很好地说明了这一点。
面对经典物理学的机械论范式所不能解释的大量反常现象，一些科学家陷于旧的自然观不能自拔；庞加莱（Poincare）虽然正确地指出，要摆脱危机，就要在新实验事实的基础上重新改造物理学，使力学让位于一个更广泛的概念，但他只是把这场危机视为围绕实验困难产生的；而爱因斯坦经过深入思索，认为解决危机的关键在于重新定义运动学概念（如时间和同时性），这导致他创立了狭义相对论，从而实现了物理学研究的革命性变化。
格式塔心理学家特别强调提出正确问题并恰当表征的重要性。亨勒（Henle，引自〔6〕，p.23）认为，在解题过程中“提出正确的问题可能是整个过程中最具创造性的部分，正如James Stephens曾说的那样‘一个经过很好整理的问题，答案就在其背面；正如蜗牛驮着它的壳。’”
柯托夫斯基等人（K.Kotovsky,et al,〔7〕）经过研究认为，有同样结构的问题倾向于在被试中产生不同的心理表征，而对问题能否正确地表征，直接影响着解题的难易。工作记忆的容量限制又使两个同构的问题有着不同的表征。心理表征不同，常导致我们只去注意问题的那些被设想的约束。那么，什么样的表征才算是对问题的一个好的表达呢？一般而言，好的表达是使我们可以：（1 ）把规划步骤的集合表达为记忆中的一个单一的“组块”；（2）容易表达游戏规则， 并且断定一个步骤是否合适和有产生性；（3）有效地表达我们在问题空间中的位置。
2.搜索
在创造性解题模式中，用隐喻的说法，观念的产生、评价和选择就是在问题空间中的搜索。这种搜索可以在深度和宽度两个维度上展开，可分别称之为深度扩展的搜索和宽度扩展的搜索。前者是解题者凭借自己的选择和评价，在某一选定的路径上通过一步步的算子施用得到解答；后者则是提出多个可供选择的路径，然后抽样找到最佳的路径。
深度扩展的搜索与被称为“登山法”（Hill climbing ）的启发式搜索方法对应，对于某些创造行为来说，“登山”是一个恰当的比喻。事实上，这是人类解题中最常用也是最简单的策略。它几乎不需要什么计算的努力，也不需要对以往尝试的记忆，完全依赖于解题者的方向感。方向感使得解题者能够判定自己目前所处的位置与成功之间的差距，以及将要采取的下一个步骤能否改进目前的状态。
韦特海默（Weithemer ）回忆他和爱因斯坦的交谈时说：“一次我告诉他，我有这样的印象，方向在思维过程中是一个重要的因素，他答道‘对，方向这个东西顽强地存在着。那几年，有一种方向感，即向着某种具体的东西一往无前的感觉。’”（〔8〕，p.207）“在后来的岁月中，爱因斯坦常常与我谈到他当时关心和要解决的问题。其中从未有过任何盲目的步骤。他放弃某个方向只是由于他发现那个方向会引起无法理解、任意的因素。”（〔8〕，p.212）
宽度扩展的搜索在表面上类同于吉尔福特所指出的发散性加工，能够“为了满足某一特定需要而产生许多可供选择的信息项目……一般说来，提出种种可供选择的观念，会增加产生某些高质量观念的可能性。识别哪些是好的观念，这是智力结构的另一项功能——评价——的问题。”（〔3〕，p.69）奥斯本（Osborn）的“脑风暴法”主张“悬搁判断”，更使发散和评价这两种心理运演在时间上做了明确的分离。他认为，在提出设想的过程中，应暂缓进行合适性判断，以免窒息自由发挥的观念加工。因为对一般个体来说，在一长列观念中，较有价值的观念很可能到后面才出现。如果人们排除了当场判断，将会得出大量设想；提出的设想越多，其价值就越大；在提出设想的过程中，数量保证了质量。如果真是这样，无疑答案的质量就成了备择答案数量的线性递增函数；按照这个推论，在极端情况下，答案的创造性就仅仅被归结为时间因素，事实并非如此。
在进行具体搜索之前，解题者都有一个规划。规划限定了答案的可能范围，这使得观念的产生并非是毫无目的地自由联想，更不是想得越离奇越好。一个对目标状态所要满足的条件充分了解的解题者，决不会浪费时间去单纯追求备择答案的数量，而会对可能答案的产生过程施加更多的约束，力图一开始就产生一些满足标准的高质量的答案。宽度扩展的搜索是备择答案在质和量之间有效的平衡，而不是以数量换质量。
在具体解题活动中，深度扩展的搜索和宽度扩展的搜索并不是相互排斥、独立起作用的，实际的搜索过程表现为二者的有机结合。在有多个子目标的复杂问题解决中，整个过程展示为总体上的深度扩展，而在每一个结点上也具有宽度扩展的搜索的特点。
3.观念的产生和评价
问题空间中的搜索，可以看作是在一定条件或目标的引导下，对各种可能性进行的具体选择。所谓选择，包含着观念的产生（generation）和评价（evaluation）。在以问题解决为中心的认知结构中，观念产生表现为WM中的元素，通过“绑定”与LTM中产生式的条件匹配， 被击中的产生式进入WM中产生一个相应的可用性偏好。偏好实际上就是对观念的评价，这种通讯机制是选择进行的必要条件。经过评价后被选择的产生式，其行为部分就成为WM中的一个新的元素。
将搜索过程视为观念的产生和评价，以及根据评价所作的选择，能够明确知识在问题解决过程中的地位和作用。广义的知识包括显明的或隐含的有关任务刺激的背景知识，对问题本质的认识、解题的意图或规划等。它们在搜索中呈现为与观念的产生和评价有关的标准、条件或信念。考虑到它们的作用，观念的产生和评价有三种可能的结合形式：（1）产生阶段是盲目的，标准被用于滤掉不适当的观念， 解题过程是产生和评价的递归；（2）所有的标准都用于产生阶段，选择之前无评价，只是随意而为；（3）标准和条件既用于产生阶段，也用于评价阶段，解题是在两阶段上的递归。
第一种方式实质上是思维在漫无目的地发散。各种可能的和看上去不可能的元素组合大量涌现，与解题有关的知识被用于对组合的评价上，不满足标准的组合被滤掉，问题解决在剩余的经过合适性评价而被选择的观念上继续进行。这种被称为新达尔文主义的机制一度被看作是创造的唯一可能的机制。在计算机的解题模拟中，该机制被具体化为遗传算法（genetic algorithms）。
第二种方式看起来最有效。如果所有知识用于观念产生，那么仅有的观念就是合标准的，系统就可以通过避免毫无指望的不可行的假设而节约时间。但实际上，这只是一种理想化的方式，对那些简单的常规性问题，已完全掌握相关问题的方方面面，以致可以达到自动运用地步的解题者才行得通。
第三种方式把部分标准用于观念产生，另一部分标准用于观念的评价和选择，以决定对各观念来说还有哪些地方尚待改进。它视解题为一个产生观念，对观念不断修改和重组的递归过程，这正是大多数实际创造活动的恰当方式。因为，虽然相对于作为一个创造者来说，人们是更好的评价者，但观念的产生并不是盲目无引导的。它是由内化的标准、条件和信念引导的、对现存的观念元素进行重组的过程。
知识内化（包括专业知识的内化和解题技能或策略的内化）过程有点类似于把计算机的高级指令编译为低级的机器指令，只不过人类没有这个过程的简单程序。人类除了使用知识和从自己的经验中组块学习外，还没有别的替代方法可用来解决问题。创造之前的学习是不可少的。通过模仿成功的创造者，通过试图在特定领域中创造，经历尝试、失败、重新尝试这样一个无休止的循环，有关解题的知识才能内化为指导观念产生的规则集。不存在任何普遍的、能提高个体在所有领域中创造力的方法，只有通过创造活动才能学会创造。
4.顿悟
顿悟被格式塔心理学家视为问题解决的基本机制，它是由于一个新的格式塔从旧有元素中被构造出来，完整而且正确的答案突然呈现。这种看法把顿悟等同于完整而且正确的答案的突然呈现，有失偏颇。固然，问题的答案常常以顿悟的方式出现，但顿悟本身并不总能导致完整答案的出现，有时只是在子目标或关键的步骤上出现顿悟，随后还要继续搜索才能求达目标；顿悟也并不总能导致正确的答案的出现，有时觉得是顿悟，经过检验，会发现产生的观念是无效的，随后解题者不得不重新回到原来的状态继续搜索。
顿悟发生在“困顿—建立子目标消解困顿”的循环序列中。可以看出，顿悟是由于困顿的消解被引发的。顿悟的经验表明，解题者在顿悟中所获得的答案也已经作为其潜在的能力存放在LTM中， 困顿的产生是由于记忆搜索的失败。而研究发现，记忆搜索的效率，主要决定于WM中作为记忆探子的有关问题的描述、记忆搜索策略和按内容编址的LTM 产生式系统的组织化程度。
问题描述实质上就是问题的表达，它来自于对问题的解释。由任务而来的刺激，往往允许不只一种解释。解释既依赖于注意的选择和过滤，也依赖于解题者先前的知识经验以及由此对问题的期待。经过解释形成的问题表达若不合适，那些对解题至关重要而和编码语义联系不紧密的产生式就不能被击中。另外，LTM的产生式系统中， 在同样情景中经常使用的算子被赋予较高的优先级；具有同样语义的算子倾向于被组织在一起或有更多的联系，从而产生式系统显示出一定的组织规则。如果产生式系统组织混乱，它就很难在变化的情景中被击中，通过语义网络找到关键的产生式。当然，恰当有效地组织产生式系统，使之具有一定的语义联系，需要学习。只有在实际解题中，搜索策略才能得以建构。
在当下的任务情景下，顿悟在很大程度上是由于对问题重新解释、描述和表达也即重构产生的。研究表明，对问题的重构不仅可以是线性的，还可以是非线性的。线性的重构是从任务刺激中发现更多的相关信息，弥补原先解释上的不完全。而非线性重构前后的问题，由于部分间处于不同的关系中而得到截然不同的表达。不管是哪种重构方式，问题都由于被重新表达，关键算子才被击中。经过决策循环的评价，其行为部分就有可能作为新的元素进入WM中。这个过程是自动进行的，在意识层面上就表现为心理跳跃。
从逻辑上看，受WM容量的限制，从发生困顿的状态到目标状态的距离S成为能否产生顿悟的关键因素。假定问题解决者有深度为N的组块，若S≤N，问题解决者就会经历答案突然呈现的心理跳跃，在心智中“一眼看到”答案；若S〉N，则解题者最多只能跳跃N个步骤， 经历部分顿悟。不同情况下，都有可能由于错误的语义理解而使解题者在认为经历了顿悟的心理跳跃后得到了答案，而实际上经过评价“答案”却是错误的。（本文得益于北京大学科学与社会研究中心傅世侠教授的悉心指导）