盧浮宮光線充足的敘利亞廳裡，一幅未署名、未註明日期的作品，庫存編號為779，懸掛在厚厚的玻璃後面。每天早上九點剛過幾分鐘，除了博物館週二閉館外，巴黎人和遊客、藝術愛好者和好奇的遊客開始湧入房間。當他們低沉的聲音融合成持續不斷的蜂巢般的嗡嗡聲時，有些人伸長脖子以獲得最佳視野；另一些人則迫切地向上伸出手臂，咔噠咔噠地按著手機攝像頭。然而，大多數人向前傾斜身體，臉上帶著專注的驚奇表情，研究著人類最著名的創造之一：列奧納多·達·芬奇的《蒙娜麗莎》。
《蒙娜麗莎》完成於16世紀早期，擁有神秘、超凡脫俗的美麗，與之前的所有肖像畫都截然不同。為了創作這樣一幅畫，曾經寫下名言“我希望創造奇蹟”的列奧納多，開發了一種新的藝術技巧，他稱之為sfumato，即“暈塗法”或“煙霧法”。在幾年時間裡，他將半透明的釉料以精細的薄膜形式——有些薄至紅細胞的厚度——塗在畫上，很可能是用他靈敏的指尖。列奧納多逐漸堆疊多達30層這樣的薄膜，微妙地柔化線條和色彩漸變，直到整個構圖看起來都籠罩在一層面紗般的煙霧之後。
《蒙娜麗莎》顯然是一部富有創造性天才的作品，是一部與莫扎特的音樂、法貝熱的珠寶、瑪莎·葛蘭姆的舞蹈編排以及其他此類經典作品並駕齊驅的傑作。但這些著名的作品只是長期以來似乎是我們人類與生俱來的特質的最偉大的體現：創造新穎且令人嚮往的事物的能力，不斷改進設計和技術的訣竅——從日本製造的最新零排放汽車到美國宇航局發射臺上設計精巧的航天器。約翰內斯堡威特沃特斯蘭德大學的考古學家克里斯托弗·亨希爾伍德說，現代人類“是著名的發明家。我們不斷進步並嘗試技術。”
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我們究竟是如何獲得這種看似無限的創造能力的，是深入科學研究的主題：我們並非一直都是如此充滿創造力的旋風。儘管我們人類的血統在大約六百萬年前出現在非洲，但早期的家庭成員幾乎沒有留下可見的創新記錄，持續了近340萬年，這表明他們是透過手工獲取植物和動物食物的，使用的工具如挖掘或戳刺的棍棒無法儲存下來。然後，在某個時候，遊蕩的原始人類開始用錘石敲擊被水沖刷過的鵝卵石，以製造切割工具。這當然是一種驚人的創造力行為，但隨之而來的是漫長的停滯期——在此期間，創造力方面似乎幾乎沒有發生什麼事情。我們的早期祖先顯然敲打了相同風格的手持式多用途手斧長達160萬年，僅對模板進行了微小的調整。“這些工具真的有點刻板，”康涅狄格大學的考古學家莎莉·麥克佈雷蒂說。
那麼，人類的大腦何時開始湧現出技術和藝術方面的新想法呢？直到最近，大多數研究人員都指向大約4萬年前舊石器時代晚期開始的時候，當時智人在歐洲開始了看似突然而奇妙的發明狂潮：製作貝殼珠項鍊，用優雅的奧羅克斯和其他冰河時代動物的繪畫裝飾洞穴牆壁，以及敲打各種新的石器和骨器工具。這些發現促成了一個流行的理論，該理論提出，大約在那個時候發生的隨機基因突變引發了人類認知的突然飛躍，點燃了創造性的“大爆炸”。
然而，新的證據對突變理論提出了嚴重的質疑。在過去十年中，考古學家發現了更古老的藝術和先進技術的證據，這表明人類烹飪新想法的能力比之前認為的要早得多——甚至早於20萬年前智人的出現。然而，儘管我們的創造力早在早期就已萌發，但隨後它沉寂了數千年，才最終在我們非洲和歐洲的物種中燃起火焰。證據似乎表明，我們的創新能力並非在進化史的後期完全形成地爆發出來，而是在數十萬年的時間裡逐漸積蓄力量，受到生物和社會因素複雜組合的推動。
人類究竟何時開始跳出固有思維模式，以及哪些因素匯聚最終扇起了我們輝煌的創造之火？理解這種情況需要遵循一個由幾條證據線索組成的偵探故事，首先從表明我們創造力的生物學根源可以追溯到比科學家曾經認為的更久遠的時間的證據開始。
發明的母親
長期以來，考古學家一直將符號的使用視為現代人類認知的最重要指標，這在很大程度上是因為它證明了語言能力的存在——這是人類的標誌性特徵。因此，舊石器時代晚期壯觀的洞穴藝術清楚地表明瞭像我們這樣思考的人的存在。但最近，專家們開始在考古記錄中尋找其他型別的現代行為及其先兆的線索——並提出了引人入勝的線索。
威特沃特斯蘭德大學的考古學家林恩·沃德利一生的大部分時間都在研究古代認知，這項研究使她在1990年代開始在南非德班以北約40公里的西布杜洞穴進行挖掘。兩年前，她和她的團隊在那裡發現了一層奇怪的白色纖維狀植物材料。在沃德利看來，這種蒼白、易碎的糊狀物看起來像是古代的床上用品——燈芯草和其他植物，後來的人們經常將它們散落在地上用於坐臥。但這一層也可能是由風吹來的落葉形成的。區分兩者的唯一方法是將整個層包裹在保護性石膏套中，然後帶回實驗室。“我們花了三個星期才做好所有石膏，”沃德利回憶道，“我整個過程都很暴躁。我一直在想，‘我是否在野外浪費了三個星期？’”
但沃德利的賭注獲得了豐厚的回報。2011年12月，她和她的同事在科學雜誌上報道說，西布杜的居住者從該地區眾多木本植物中選擇了一種植物的葉子來製作床上用品，時間是7.7萬年前——比之前報道的例子早了近5萬年。然而，最令沃德利驚訝的是居住者對當地植被的精深瞭解。分析表明，所選葉子來自Cryptocarya woodii，這是一種含有天然殺蟲劑和殺幼蟲劑的樹木，對今天傳播致命疾病的蚊子有效。“這對於你的床上用品來說非常方便，特別是如果你住在河邊附近，”沃德利觀察到。
然而，西布杜富有創造力的人們並沒有止步於此。他們很可能設計了捕捉小型羚羊的陷阱，這些羚羊的遺骸遍佈該遺址，並製作了弓箭來捕殺更危險的獵物，這可以從洞穴中發現的幾個石頭的尖端的尺寸、形狀和磨損模式來判斷。此外，西布杜的獵人還調製了各種有價值的新化合物。透過向洞穴中石頭尖端上的黑色殘留物發射高能帶電粒子束，沃德利的團隊檢測到了多成分膠水，這些膠水曾經將尖端固定在木製柄上。然後，她和她的同事著手實驗性地複製這些粘合劑，將不同尺寸的赭石顆粒與植物膠混合，並在木火上加熱混合物。該團隊在科學雜誌上發表了研究結果，得出的結論是，西布杜的居住者很可能在7萬年前就已經是“有能力的化學家、鍊金術士和火藥技術專家”。
在南部非洲的其他地方，研究人員最近發現了許多其他早期發明的痕跡。例如，在10萬至7.2萬年前居住在布隆伯斯洞穴的狩獵採集者，在赭石塊上刻上了圖案；製作了骨錐，可能用於縫製獸皮衣服；用閃閃發光的貝殼珠串裝飾自己；並建立了一個藝術家工作室，他們在那裡研磨紅色赭石，並將其儲存在最早已知的容器中，這些容器由鮑魚殼製成。再往西，在尖峰角遺址，人們在16.4萬年前對他們使用的石頭進行了工程改造，在受控火中加熱一種稱為矽質岩的低品位當地岩石，將其轉化為有光澤、易於敲打的材料。“我們正在看到我們10年前甚至沒有夢想過的行為，”亨希爾伍德評論道。
此外，技術上的獨創性並非現代人類的專利：其他原始人類也具有創造性的天賦。在義大利北部，由佛羅倫薩大學考古學家保羅·彼得·安東尼·馬紮領導的一個研究小組發現，我們的近親尼安德特人，他們最早在大約30萬年前出現在歐洲，調製了一種樺樹皮焦油膠，用於將石片固定在木柄上，製造出大約20萬年前的帶柄工具。同樣，去年11月發表在科學雜誌上的一項研究得出結論，來自南非卡圖潘1號遺址的石尖曾經是50萬年前長矛的致命尖端，據推測屬於尼安德特人和智人的最後共同祖先海德堡人。在南非的Wonderwerk洞穴，一個含有植物灰和燃燒骨頭碎片的古代層表明，更早期的原始人類直立人早在一百萬年前就學會了生火取暖和防禦捕食者。
即使是我們非常遙遠的祖先，有時也能夠創造新想法。在衣索比亞卡達戈納河附近的兩個遺址，由印第安納大學布盧明頓分校的古人類學家西萊希·塞馬領導的一個團隊發現了已知最古老的石器工具——260萬年前由南方古猿加氏種或其同時代的人敲擊出的砍伐器，很可能是為了從動物屍體上剝下肉。在我們看來，這些工具看起來很粗糙，與今天流水線上生產的智慧手機、筆記型電腦和平板電腦相去甚遠。“但是，當世界完全由自然形成的物體組成時，想象某物並將其變成現實的能力很可能看起來幾乎是神奇的，”不列顛哥倫比亞大學的認知科學家萊恩·加博拉和現任紐約大學的心理學家斯科特·巴里·考夫曼在劍橋創造力手冊（劍橋大學出版社，2010年）中的一章中寫道。
認知與創造
然而，儘管這些早期的創造力閃現令人印象深刻，但現代人類與我們遙遠的祖先之間在創新深度和廣度上的巨大差異需要解釋。大腦中的哪些變化使我們人類與我們的前輩區分開來？透過仔細研究古代原始人類顱腔的三維掃描圖，並透過檢查我們現存的最近的進化親屬——黑猩猩和倭黑猩猩（它們的祖先在大約六百萬年前從我們的血統中分離出來）的大腦，研究人員開始解開這個謎團。他們的資料顯示了人類灰質隨著時間的推移發生了多麼廣泛的進化。
一般來說，自然選擇在人類中偏愛大腦袋。我們的南方古猿親屬估計平均顱容量為450立方厘米，大致相當於一些黑猩猩的顱容量，而直立人在大約160萬年前將這一容量增加了一倍以上，平均為930立方厘米。到10萬年前，智人的平均容量為1330立方厘米。在這個寬敞的顱腔內，估計有1000億個神經元處理資訊，並透過近16.5萬公里的髓鞘神經纖維和大約0.15千萬億個突觸傳遞資訊。“如果你看看這與考古記錄中的什麼相關，”佛羅里達州立大學的古神經學家迪恩·福爾克說，“大腦大小與技術或智力生產力之間似乎確實存在關聯。”
但隨著時間的推移，發生的主要變化不僅僅是大小。在加州大學聖地亞哥分校，體質人類學家卡特琳娜·塞門德費裡一直在研究大腦的一部分，即前額葉皮層，它似乎負責協調思想和行動以實現目標。塞門德費裡和她的同事檢查了現代人類以及黑猩猩和倭黑猩猩的這一區域，發現幾個關鍵的子區域在原始人類進化過程中經歷了重大的重組。例如，布羅德曼10區——與實現計劃和組織感覺輸入有關——在黑猩猩和倭黑猩猩從我們人類血統中分離出來後，體積幾乎增加了一倍。此外，該子區域神經元之間的水平空間擴大了近50％，為軸突和樹突創造了更多空間。“這意味著你可以擁有更復雜的連線，以及更遠距離的連線，因此你可以在神經元之間獲得更復雜和更綜合的交流，”福爾克評論道。
準確地指出更大、重組的大腦如何刺激創造力是一件棘手的事情。但加博拉認為，今天對有創造力的人的心理學研究提供了一個關鍵線索。她解釋說，這些人都是優秀的胡思亂想者。在解決問題時，他們首先讓自己的思緒漫遊，讓一個記憶或想法自發地喚起另一個記憶或想法。這種自由聯想鼓勵類比，併產生跳出固有思維模式的想法。然後，當這些人確定了一個模糊的解決方案想法時，他們會切換到更具分析性的思維模式。“他們只專注於最相關的屬性，”加博拉說，他們開始改進一個想法，使其可行。
加博拉指出，在所有可能性中，更大的大腦導致了更強的自由聯想能力。更多刺激可以編碼到由數百億個神經元組成的大腦中。此外，更多神經元可以參與特定事件的編碼，從而形成更精細的記憶，以及將一種刺激與另一種刺激聯絡起來的更多潛在途徑。加博拉說，想象一下，一個原始人類擦過帶刺的灌木，鋒利的荊棘撕裂了他的肉。南方古猿可能會非常簡單地編碼這個事件——作為輕微的疼痛和灌木的可識別特徵。但直立人，憑藉其更大的神經元集合，可以設想編碼事件的許多方面，包括荊棘的尖銳點和自己被劃傷的肉。然後，當這個原始人類開始狩獵時，它殺死獵物的需求可能會啟用所有編碼撕裂肉體的記憶位置，從而想起與鋒利荊棘的相遇。反過來，這種記憶可以激發對武器的新想法：帶有鋒利尖端的長矛。
但是，大腦容量大的原始人類無法承受在聯想狀態中停留太長時間，在這種狀態下，一件事會立即讓他們想起大量其他事物，無論重要與否。他們的生存主要取決於分析性思維——預設模式。因此，我們的祖先必須開發一種方法，透過微妙地改變多巴胺和其他神經遞質的濃度，在一種模式和另一種模式之間平穩切換。加博拉現在假設，智人需要數萬年的時間來微調這種機制，然後他們才能充分利用其大腦袋的創造性益處，她和她的學生現在正在人造神經網路上測試這些想法。透過計算機模型，他們模擬大腦在分析和聯想模式之間切換的能力，以瞭解它如何幫助某人擺脫認知僵化，並以新的方式看待事物。“僅僅擁有更多神經元是不夠的，”加博拉斷言。“你必須能夠利用所有額外的灰質。”一旦生物學難題的最後一塊拼圖到位——可能是在10萬多年前——祖先的大腦就成了一個虛擬的火絨箱，等待著合適的社會環境爆發火焰。
在輝煌的基礎上再接再厲
1987年秋天，來自蘇黎世大學的兩名研究人員——克里斯托夫和海德薇·博舍——在象牙海岸泰伊國家公園覓食的一群黑猩猩中觀察到了一種他們從未見過的行為。在一隻行軍蟻的地面巢穴附近，一隻雌性黑猩猩停了下來，撿起一根小樹枝。她將一端浸入覆蓋巢穴入口的鬆散土壤中，等待蟻群的兵蟻攻擊。當黑壓壓的蟻群沿著樹枝向上爬行近10釐米時，雌性黑猩猩將其從巢穴中拔出，靈巧地滾向嘴邊，津津有味地吃著螞蟻。然後她重複這個過程，直到吃飽為止。
黑猩猩非常擅長使用各種工具——用石頭敲開堅果，用樹葉吸乾樹洞裡的水，用挖掘棍挖出營養豐富的植物根。但他們似乎無法在此基礎上積累知識或創造更先進的技術。“黑猩猩可以向其他黑猩猩展示如何捕獵白蟻，”亨希爾伍德說，“但他們並沒有改進它，他們沒有說，‘讓我們用不同型別的探針來做’——他們只是一遍又一遍地做同樣的事情。” 相比之下，現代人類沒有這樣的侷限性。事實上，我們每天都在借鑑他人的想法，並加入我們自己的想法，一次又一次地進行修改，直到我們最終得到一些新的和非常複雜的東西。例如，沒有人單獨想出嵌入在筆記型電腦中的所有複雜技術：這種技術成就源於幾代發明家的創造性見解。
人類學家將我們的這種訣竅稱為文化棘輪效應。它首先需要將知識從一個人傳遞給另一個人，或從一代人傳遞給下一代人的能力，直到有人想出改進的想法。去年三月，倫敦生理學會的行為靈長類動物學家劉易斯·迪恩和四位同事在科學雜誌上發表的一項研究揭示了為什麼人類可以做到這一點，而黑猩猩和捲尾猴卻不能。迪恩和他的團隊設計了一個實驗性的謎題盒，有三個循序漸進且難度遞增的級別：然後他們將其呈現給德克薩斯州的黑猩猩群體、法國的捲尾猴和英國的幼兒園兒童。在55只非人類靈長類動物中，只有一隻黑猩猩在嘗試了30多個小時後達到了最高級別。然而，孩子們的情況要好得多。與猴群不同，孩子們進行了協作——互相交談，互相鼓勵，並互相展示正確的方法。兩個半小時後，35個孩子中有15個達到了三級。
憑藉這些社交技能和認知能力，我們的祖先可以輕鬆地將知識傳遞給他人——這是文化棘輪效應的關鍵先決條件。然而，還需要其他東西來推動棘輪效應過程，並將智人在非洲大約9萬到6萬年前以及在歐洲4萬年前推向新的創造性高度。倫敦大學學院的進化遺傳學家馬克·托馬斯認為，這種推動力來自人口統計學。他的前提很簡單。狩獵採集者群體越大，其中一名成員夢想到可以改進技術的想法的可能性就越大。此外，在一個大型群體中經常與鄰居擦肩而過的人比在小型、孤立群體中的人更有機會學習新的創新。“這與你有多聰明無關，”托馬斯說。“這與你的聯絡有多緊密有關。”
為了檢驗這些想法，托馬斯和兩位同事開發了一個計算機模型來模擬人口統計學對棘輪效應過程的影響。利用來自現代歐洲人的遺傳資料，該團隊估計了舊石器時代晚期開始時歐洲現代人類的人口規模，當時人類創造力的證據開始激增，並計算了人口密度。然後，研究人員檢查了非洲人口隨時間的變化，模擬了他們的人口增長和遷徙活動模式。他們的模型顯示，大約在10.1萬年前，非洲人口達到了與舊石器時代晚期早期歐洲人相同的人口密度，就在考古記錄顯示創新開始在撒哈拉以南地區興起之前。它還表明，大型社交網路積極地刺激著人類的創造力。
2012年11月發表在自然雜誌上的新考古證據揭示了南部非洲人口密度上升之後的技術復興。大約在7.1萬年前，在尖峰角，智人設計並傳授給他人一種複雜的技術配方，用於製造輕型石刀片作為投射武器——將矽質岩烹飪到特定溫度以改善其剝落質量，將成品材料敲擊成長度僅幾釐米的刀片，並用自制膠水將其安裝在木製或骨制軸上。“就像病毒一樣，”倫敦大學皇家霍洛威學院的考古學家菲奧娜·考沃德和英國利物浦大學的馬特·格羅夫在2011年發表在古人類學雜誌上的一篇論文中指出，“文化創新需要非常特殊的社會條件才能傳播——最值得注意的是……可以互相‘感染’的大型互聯人口。”
這就把我們帶到了我們今天所處的擁擠、熙熙攘攘、緊密相連的世界。人類從未像現在這樣聚集在如此巨大的城市中，只需點選鍵盤即可訪問浩瀚的知識領域，並透過全球資訊網龐大的社交網路分享新概念、新藍圖和新設計。創新的步伐也從未像現在這樣急劇加速，我們的生活充滿了新的時尚、新的電子產品、新的汽車、新的音樂、新的建築。
在列奧納多·達·芬奇構思出他最著名的作品半個世紀之後，我們驚歎於他的創造性天才——這種天才建立在可以追溯到舊石器時代過去的藝術家血脈的無數想法和發明之上。即使是現在，新一代藝術家也在注視著《蒙娜麗莎》，希望能將其變成新的、令人眼花繚亂的創意。人類的創新鏈條仍然完好無損，在我們連線無比緊密的世界中，我們創造的獨特才能正在我們前面飛速發展。