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科学创造力是一个自组织过程

作者:苗千

09-03·阅读时长9分钟

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真正的天才要求一个人在智力要求高且文化价值高的领域做出原创、卓越且持久的贡献。高智商只需在20世纪初任意发明的智力测验中获得超凡的分数。

科学创造力是一个自组织过程

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1891年,弗朗西斯·高尔顿开设的第二个人体测量实验室在伦敦南肯辛顿科学博物馆建成

加州大学戴维斯分校心理学系教授迪恩·西蒙顿(Dean Simonton)多年来一直从事天才研究。他在1988年就出版了一本颇有影响力的著作《科学天才:科学心理学》(Scientific Genius: A Psychology of Science)。书中提出了“偶然配置理论”,认为科学创造力来自于各种心理元素的随机排列。通过这些排列形成稳定的配置,这些配置能够被保留并进一步发展。该理论借鉴了达尔文进化论,强调随机变化和选择性保留在科学发现中的作用。

近年来,西蒙顿的研究进一步细化,提出了从广泛的天才定义到具体的组合模型,从天才的社会影响到创造力的形式化定义,以及从简单描述到定量分析等天才研究领域的新概念和方法。他认为科学创造力可以被视为一种自组织过程(自组织过程大致可以理解为一种从最初的无序系统中通过各部分之间的局部相互作用,最终形成具有某种形式的整体秩序的自发过程),思想根据其提高认知效率的能力被选择。稳定的配置被选定、深化并与他人沟通,构成科学界个人影响力的基础。科学天才往往依赖于偶然的配置——想法的随机组合,这些组合凝聚成稳定且创新的结构。这些配置可能整合了先验知识(逻辑或数学框架)和后验知识(经验观察)。

西蒙顿的研究在学术界产生了极大的影响。关于天才研究的方法、特点和演变等话题,西蒙顿通过邮件接受了本刊的专访。

1883 年,弗朗西斯·高尔顿出版的《人类能力及其发展的研究》卷首插图(视觉中国 供图)

三联生活周刊:在你看来,人类为什么对于天才如此地好奇?天才对于人类社会的发展是否具有特殊的意义?

西蒙顿:任何文明的历史中都包括了一长串被认为是该文明基础和进步的主要贡献者——尤其是创造者和领导者。因此,人们对这些杰出人物充满好奇是很自然的,而“天才”这个词正是用来形容他们的。虽然“天才”一词可以追溯到罗马时期,但将其应用于历史性的创造力和领导力的现象则更为现代。

三联生活周刊:天才研究的历史通常可以追溯到弗朗西斯·高尔顿(Francis Galton),这不可避免地让人联想到臭名昭著的“优生学”。你能简要说明天才研究是如何演变为一个现代且科学的学科的吗?

西蒙顿:首先,我要说的是,高尔顿的优生学概念是在他1869年出版《遗传天才》(Hereditary Genius)很久之后才引入的。事实上,高尔顿直到他表亲查尔斯·达尔文去世后才提出这一概念,因为他知道自己这位更有声望的亲戚不会同意。话虽如此,高尔顿确实在1869年的专著中,用一章讨论了基于遗传差异的种族等级。他甚至提出古雅典人比英国人优越,就像英国人比非洲人优越一样——这一主张显然荒谬可笑。幸运的是,随着纳粹将优生学推向极端荒谬,优生学逐渐失去了信誉。现代行为遗传学表明,优生学没有科学依据,因此也没有实用价值。所以这个故事到此为止。然而,天才确实存在,即使我们不能说天才完全是天生的,而不是后天培养的。

三联生活周刊:你如何调和“偶然排列”的随机性与科学发现中经常关联的结构化的、刻意的方法?是否在某些领域中这种随机性更为显著?

西蒙顿:这个问题有些过时了!我在36年前提出了“偶然排列”的概念,但不出所料,我的理论发展自那时以来已经有了很大的进步。这在我2021年和2023年的文章中应该有所体现。并不是说偶然因素从未起作用,而是它现在是一个更加细化的理论的一部分,包含了专业知识和其他因素。无论如何,即使在偶然因素起作用的时候——比如在意外发现中——这些输入总是要经过逻辑或数据甚至两者共同指导下的筛选。

三联生活周刊:你能详细说明科学家头脑中的自组织过程是如何导致突破性发现的吗?个人偏见或认知框架在这个过程中起到了怎样的作用?

西蒙顿:自组织过程可以通过多种方式运作。一方面,这个过程可以生成新想法,比如认识到之前被认为是独立的两个想法可以相互映射——新颖的类比就是一个例子。另一方面,自组织可以在选择阶段发挥作用,比如当一项新发现被纳入一个新理论框架时,比如认识到某些霉菌可以分泌抗菌毒素。

迪恩·西蒙顿(受访者 供图)

三联生活周刊:你认为哪些因素在决定科学发现是否被学术界接受方面起着最重要的作用?这在多大程度上取决于创新者传达其想法的能力?

西蒙顿:首先,想法必须被认为是有用的。新的想法往往在成熟之前无法融入现有的知识体系。经典例子是孟德尔的遗传定律。这个理论花了35年才被纳入生物学的主流。然而,沟通能力确实也很重要。这就是为什么当伽利略和笛卡尔等创新者选择用意大利语和法语而不是越来越难懂的拉丁语写作时,科学革命真正开始腾飞的原因。

三联生活周刊:你在书中讨论了不同科学家同时发生多次发现的现象。你认为这是否支持了科学创新背后有一种潜在的“时代精神”在推动的观点?

西蒙顿:并不一定是同时发生,而是独立发生的。实际上同时发现的事件相对所有发现而言都极为罕见。此外,随机模型表明此类发现的概率极低,这支持了之前的说法。最后,许多所谓的“同时发现”在仔细研究后被发现其实相去甚远,这常常在专利纠纷中暴露出来。更糟糕的是,非同时但独立的发现非常普遍,时间跨度很大,难以看出它们如何受到同时代的“时代精神”的驱动。孟德尔的遗传定律花了35年才被重新发现,这怎么解释呢?

三联生活周刊:你认为科学创造力本质上是组合式的,这种组合过程是在所有学科中普遍存在,还是在某些科学领域中更为显著?

西蒙顿:这种组合过程在所有学科中都普遍存在,但其影响的程度因学科而异。在物理科学中,这种影响不如生物科学中显著,而在社会科学中的表现则不如在生物科学中突出。

三联生活周刊:在你对创造力的形式化定义中,你如何确保这些参数模型准确捕捉创造过程的复杂性?你是否认为这些模型在未来能够用于预测?

西蒙顿:三准则定义个人创造力的优雅之处在于,它直接导向了BVSR创造力理论的逻辑必然性。后者的优点在于它能够涵盖任何创造过程或程序,只需一个前提,即该过程或程序必须能够在没有先验知识的情况下生成低概率的想法,因此需要一个第二步骤来评估生成的想法。这涵盖了一切。

〔注:西蒙顿使用“三准则标准”(Three-criterion Definition of Personal Creativity)来定义个人创造力。所谓“三准则标准”指的是创造力被定义为原创性、实用性和惊奇感的乘积。

BVSR创造力理论(Blind Variation and Selective Retention Theory)最初由唐纳德·坎贝尔(Donald Campbell)提出,之后由西蒙顿进一步发展。该理论认为,创造力涉及生成多种想法(盲变异),而创作者在开始时无法预见哪些想法会成功。这些想法随后会经历一个选择过程(选择性保留),只有最有用或最有效的想法会被保留下来。〕


三联生活周刊:你如何看待转型性天才与组合式创造力之间的关系?你认为两者能够相互促进吗?

西蒙顿:不,它们不会相互促进。转型性天才(Transformational Creative Genius)只是在那些最有可能提升社会福利的领域(如医学和技术)内集中创造力。在这些领域和其他地方则都可以看到组合式创造力。

三联生活周刊:你已经研究天才多年了。你认为进行天才研究的最大挑战是什么?

西蒙顿:这是个两难困境:世界文明历史上的绝大多数天才已经去世,因此无法进行直接的心理评估。而要获得一个大型且具有代表性的在世天才样本同样也不是一件容易的事情。

三联生活周刊:许多父母希望通过各种方法将自己的孩子培养成天才。你认为这是可行的吗?还是说,天才的形成仅仅是某些关键因素组合的结果?

西蒙顿:可怜的孩子们!大多数这样的希望都会破灭。一个臭名昭著的例子是威廉·詹姆斯·赛迪斯(William James Sidis),他的父亲是一位杰出的精神病学家,想要培养一个天才。这个孩子早期的天才表现似乎很有前途,但一旦他进入哈佛大学,整个计划就崩溃了。这个大学辍学生最终厌恶了他的所谓专业——数学,晚年更是对父亲恨之入骨,拒绝参加父亲的葬礼。这个本该成为天才的人没有取得任何显著成就,除了他那令人瞠目结舌的失败。更好的选择是为表现出明显天赋和兴趣的孩子提供最大但灵活的支持。一个近期的例子是陶哲轩:帮助但不要阻碍。

陶哲轩在洛杉矶的家中(摄于2006年)

三联生活周刊:心理学研究经常因为数据分析不够严谨而受到批评,由于天才的稀缺性和极端的多样性,天才研究尤其容易受到这种批评。你认为未来天才研究能否借助大数据和人工智能等技术变得更加严谨?

西蒙顿:你说的没错,而且这种批评也不无道理。但同样的道理是,我们必须尽力利用现有的资源,希望未来能做得更好。你是否意识到,科学革命是在使用远不如我们今天的仪器的情况下发起的?例如,伽利略的望远镜无法分辨土星的光环,他只能注意到它与其他行星形状不同。但他的观察仍然推动了天文学的发展,直到更好的望远镜被开发出来。花了将近半个世纪,土星环才被明确识别。

毫无疑问,研究的严谨性会有所提高。大数据和人工智能可能会对研究有所帮助,但我们必须小心,因为目前互联网上的信息高度偏颇,因此不太适合“抓取”。例如维基百科,尤其是主要的英文版,严重倾向于那些产生了最多网络技术迷的文化,极具民族中心主义。例如在东亚文明史上,像中国这样的国家的大多数天才在维基百科上都没有文章。这种民族中心主义需要相当长的时间才能得到缓解。

三联生活周刊:在天才研究中,似乎有两种截然不同的趋势:一种是研究和培养智商极高的儿童,另一种是研究已经取得杰出成就的成年人。这两种趋势似乎得出了看似不相关甚至相反的结论。你如何理解和解释这种现象和这些矛盾?

西蒙顿:它们根本不是同一个现象,尽管被不合理地认为代表“天才”。真正的天才要求一个人在智力要求高且文化价值高的领域做出原创、卓越且持久的贡献。高智商只需在20世纪初任意发明的智力测验中获得超凡的分数。尽管高智商对在智力要求高的领域做出贡献是必要的,但这并不是唯一的因素,某些领域不需要天才级别的智商。智力测验忽略了许多实现杰出成就所需的变量,如兴趣、动机和其他个体差异。某些智商极高的人,如威廉·詹姆斯·赛迪斯,在世界文明史中几乎毫无建树,而有些人则凭借仅有120左右的智商成功获得诺贝尔奖。

三联生活周刊:尽管你认为通过智商测试筛选出“天才儿童”并对他们进行教育与你的研究完全是两种现象,但目前在美国有许多关于天才儿童的测试和培训项目。这两种研究方向似乎是“自下而上”与“自上而下”的区别。你们是否能够从彼此的研究成果中获益?

西蒙顿:是的,这是我投入了很多精力的课题。尽管我最初研究天才,但最终我也研究了天赋,主要是为了将两者联系起来。天才儿童,尤其是神童,何时会成长为成人天才,何时不会,以及原因是什么?另外,那些在童年时期没有展现出天赋的人是如何在成年后成为天才的?这是我投入的研究。

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苗千

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