阿爾伯特·愛因斯坦在經歷了數月緊張的數學演算後，終於在一個晚上突然領悟到他著名的相對論的核心思想。他從工作中抽身出來，讓自己的思緒在空間和時間的概念中漫遊。腦海中浮現的各種影像促使他嘗試了一個思想實驗：如果兩道閃電同時擊中一列行駛中的火車的車頭和車尾，站在軌道旁的觀察者和站在行駛中的火車上的觀察者會認為這兩次閃電是同時發生的嗎？簡而言之，答案是否定的。愛因斯坦的思路豁然開朗，他對宇宙做出了巧妙的描述。憑藉他突如其來的頓悟，愛因斯坦徹底顛覆了我們對時間和空間的觀念。
我們都知道，當難題的解決方案突然出現在腦海中時，那種感覺是怎樣的。一切都豁然開朗，靈光一閃——答案似乎如此顯而易見，以至於我們驚歎自己為何沒有早點注意到，這就是產生“啊哈！”感覺的原因。但是，大腦中發生了什麼才能產生這種靈光乍現的時刻呢？答案可能有助於我們所有人成為完美的創造者。
知識會阻礙發現
尋求答案的研究人員面臨著一個令人生畏的方法論問題：如何使志願者能夠系統地產生洞見以供研究。這種體驗非常主觀。新的觀點源於無意識的感知轉變，問題的要素蛻變成解決方案。
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這種頓悟與計算機解決問題的按部就班的方法截然不同。它們是偶然發生的。儘管如此，哥倫比亞大學的心理學教授珍妮特·梅特卡夫設計了一種捕捉理解飛躍的方法。她鼓勵志願者們努力解決頓悟問題，並要求他們在思考時定期宣佈他們是“熱”還是“冷”——感覺更接近解決方案，還是仍然遙遙無期。她發現，即使在個體產生頓悟的前一秒，他們的感覺也和他們在整個努力過程中的任何其他時候一樣“冷”。
如果頓悟感覺完全是無意的，那麼如果不是我們有意識的思考的力量，是什麼將我們帶向正確的想法呢？伊利諾伊大學芝加哥分校的心理學教授斯特蘭·奧爾森認為，我們開始著手解決問題時，會先對問題進行心理表徵——一種內在模型——其中只包含某些突出的特徵。起初，我們試圖透過以往經驗的視角來看待這些特徵，這很自然。然而，我們自身的知識可能會妨礙我們以新的眼光看待這些特徵。我們的思緒陷入迴圈。我們變得沮喪。我們浪費時間重新應用我們已經知道是徒勞的方法。我們一事無成。
奧爾森認為，這種日益加劇的失敗感正是驅使我們重構問題的動力。越來越緊張的僵局啟動了無意識的過程，從而改變了我們對問題的心理表徵。我們用新的視角看待這些特徵。突然，新的可能性出現了。
然而，先前的知識會阻礙問題解決的觀點引發了一些兩難困境。從極端角度來看，這意味著擁有儘可能少知識的人最有可能破解難題。請注意，提出相對論的是沉浸在複雜物理學中的愛因斯坦，而不是來自其他學科的同代人，例如西格蒙德·弗洛伊德。然而，儘管問題領域的知識和經驗是不可或缺的，但如果它們變得過於固化以至於阻礙新想法，它們也可能成為障礙。格式塔心理學家卡爾·鄧克爾和後來的亞伯拉罕·盧欽斯早在 20 世紀 20 年代就開始進行的成功實驗表明，習慣性地使用熟悉的物體和解決問題的策略會限制個人使用它們的方式。
1998 年，當時在匹茲堡大學的心理學家詹妮弗·威利透過一項新的研究重新開展了這項工作，該研究調查了專業知識與對替代方案的盲視之間的關係。在一項測試中，她給受試者三個單詞，並要求他們找到一個單獨的第四個單詞，該單詞可以與前三個單詞中的每一個組合，從而建立合理的概念。例如，給定 knife、blue 和 cottage，他們可以新增 cheese——例如 cheese knife（乳酪刀）、blue cheese（藍紋乳酪）和 cottage cheese（農家乳酪）。
威利的受試者中有一半被選中是因為他們表示自己是棒球專家。另一半不是。威利給了該組三個單詞，其中一個單詞可以與新增的常用單詞組合，從而建立一個著名的棒球術語。志願者們看到了“plate”、“broken”和“rest”，並被期望想出“home”作為匹配詞：“home plate”（棒球術語）、“broken home”和“rest home”。
威利隨後開始了第二個測試，展示了單詞“plate”、“broken”和“shot”。這一次的目標詞是“glass”，它產生了“plate glass”、“broken glass”和“shot glass”。棒球專家比非專家更難理解第二組術語。顯然，愛好者們因為對“home plate”的喜愛而過於專注於術語“plate”，以至於他們更難擺脫這種結構，併為“plate glass”想出“glass”。他們的知識阻礙了新鮮的創造性洞察力。
採取新穎的視角
一個相關的問題是，現有知識是否會阻止一個人創造性地定義問題的解決方案可能在哪裡。這個引數可能是為達到靈光乍現時刻奠定基礎的最重要的心理因素。
為了研究這個概念，我們設計了幾種測試。在一種情況下，我們設定了算術問題並讓志願者解決。我們在計算機螢幕上拼寫出一個數學方程式，使用虛擬火柴棍在錯誤的方程式中形成羅馬數字和運算子（+、-、=），例如 IV = III - I [示例請參見對面頁面的方框]。我們的受試者要設想一個解決方案，其中僅移動一根火柴棍即可建立一個正確的方程式。然後，當他們認為自己已經找到答案時，他們就按下按鈕。他們發現某些問題很容易解決，但另一些問題則被證明相當困難。我們推斷，原因是現有知識施加的無意識障礙。
參與者和我們大多數人一樣，在學校裡學到解決算術問題首先是操縱數量的問題。大多數受試者一開始只移動改變數字的火柴棍，例如，去掉羅馬數字 IV 中構成“一”的第一根火柴棍，將其更改為 V。這種策略對某些問題有效，但對另一些問題則無效。在失敗的情況下，只能透過移動改變運算子的火柴棍來解決問題，例如，去掉 = 中的頂部火柴棍，留下減號。等式的運算子應該保持不變的根深蒂固的知識使我們的大多數參與者陷入停頓。只有當他們改變了對解決方案可能在哪裡的看法時，他們才為解決看似棘手的問題打開了新的可能性。
我們還測量了受試者在工作時眼球的運動。一開始，他們更長時間、更頻繁地看數字，幾乎沒有注意到運算子。一旦他們意識到一個問題似乎無法透過操縱數量來解決，他們的眼球運動通常會減慢。有些人會在螢幕上的同一點凝視 5 到 10 秒，而通常他們的眼睛每秒會改變大約三次注視點。這些人正盯著死衚衕。
我們僅透過分析他們的注視模式就可以區分成功的問題解決者和不成功的問題解決者。那些盯著數字時間最長的人失敗了。那些花更多時間看運算子的人遲早會找到答案——即使他們也一度覺得這個問題不可能解決。成功率和注視時間都為頓悟是透過無意識過程產生的觀點提供了證據。
右腦解決方案
研究人員還在檢查大腦結構，以瞭解我們如何獲得頓悟。這項工作很困難，因為認知神經科學的標準儀器，如腦電圖和功能性磁共振成像，測量的是持續幾毫秒到幾秒的神經元過程。解決問題通常需要幾分鐘或幾小時。此外，許多不同的認知過程同時進行。因此，研究人員使用間接方法來推斷哪些大腦區域有助於重構問題和產生頓悟。
西北大學的認知神經科學家馬克·榮格-比曼和愛德華·鮑登最近探討了大腦左右半球是否都同等參與的問題。對於大多數人來說，左半球主要負責有意識的語言處理，右半球負責無意識的空間感知。（最近的研究表明，這種粗略的劃分因人而異，但勞動分工似乎確實存在。）
榮格-比曼和鮑登假設，按部就班的問題解決主要發生在左半球，透過有意識地應用邏輯規則，這將依賴於有意識的語言。他們認為，右半球在解決需要重構的頓悟問題中起著關鍵作用——這是一項空間任務。只有當右半球將解決方案發送到左半球時，個體才會體驗到靈光乍現的時刻，從而將解決方案轉化為可辨別的術語。
首先，受試者必須嘗試解決各種頓悟問題。科學家們記錄了每個人未能解決的練習。然後，他們利用了左眼將其影像傳送到右半球，右眼將其影像傳送到左半球的事實。他們讓每位受試者坐在電腦前，並控制哪隻眼睛可以看到螢幕。他們短暫地閃現了某人未能解決的頓悟問題的解決方案。有時解決方案只顯示給右眼，有時只顯示給左眼。當受試者用左眼，也就是右半球看到解決方案時，他們感知到解決方案的頻率要高得多。顯然，導致頓悟的無意識過程傾向於發生在右腦中。
睡眠和好心情
隨著研究人員更多地瞭解頓悟發生的瞬間大腦中發生的事情，我們所有人都想知道我們可以做些什麼來最大限度地創造條件，讓我們產生 brilliant 的想法。臨床證明的建議可能還需要一段時間才能出爐。然而，軼事研究表明，一些簡單的步驟可以提高我們的機會。
你確實必須從足夠的知識開始才能解決你的問題。沒有它，愛因斯坦就不會成功。然後，如果你確實在一個問題上工作了很長時間並且卡住了，那就離開它。休息一下。小睡一會兒會更好。許多研究表明，重要的頓悟來自夢境或白日夢，或者是在短暫的午睡之後。經常被引用的著名例子是德國化學家弗里德里希·奧古斯特·凱庫勒·馮·斯特拉多尼茨，據報道，他在 19 世紀後期說過，他在實驗室工作了幾個小時後，夢見一條蛇吞下自己的尾巴，從而發現了苯環的圓形形狀。苯的商業化生產引發了化石燃料工業的興起。
德國呂貝克大學的神經內分泌學家烏爾裡希·瓦格納已經證明，睡眠可以促進頓悟。他給受試者數字序列和兩個用於操作它們的邏輯規則。但是，這些序列也可以透過使用一個簡單的隱藏規則來解決，測試者可能會在工作時發現該規則。考生們練習了問題，然後在他們發現訣竅之前被告知休息一下。有些人在這段時間睡著了，另一些人則沒有。當他們回來做更多問題時，睡過覺的人比沒睡過覺的人更頻繁地發現“隱藏規則”。瓦格納將這種改進歸因於睡眠期間海馬體中發生的資訊鞏固過程；新資料與記憶體中已有的知識聯絡起來。
如果您在工作日無法小睡一會兒，那麼讓您的思緒漫遊通常會有所幫助。或者短暫休息一下，做一些讓您心情愉快的事情——吃一個冰淇淋甜筒或打乒乓球。大量研究表明，積極的態度有助於無意識的大腦從不同的角度看待問題，從而提高您解決問題的機會。