在盧浮宮燈火輝煌的Salle des États展廳中，一件未署名且無日期的藏品，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，巴黎市民和遊客、藝術愛好者和求知者開始湧入展廳。他們低聲細語融合成嗡嗡的蜂巢般的聲音，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，點選手機攝像頭。然而，大多數人向前傾身，臉上帶著專注的驚奇表情，研究著人類最著名的創作之一：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、超凡脫俗的美感，與之前的所有肖像畫截然不同。為了創作這樣一幅畫作，列奧納多發展出一種新的藝術技巧，他稱之為sfumato，即“暈塗法”。在幾年時間裡，他用手指的敏感指尖，將半透明的釉料以精緻的薄膜形式——有些薄如紅細胞——塗在畫作上。列奧納多逐漸堆疊多達 30 層這樣的薄膜，巧妙地柔化了線條和色彩漸變，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》顯然是一部極富創造力的傑作，堪與莫扎特的音樂、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相提並論。但這些著名的作品僅僅是一種長期以來似乎是我們人類與生俱來的特質的最宏大體現：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國家航空航天局發射臺上設計精巧的航天器。約翰內斯堡金山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新技術。”
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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，這是深入科學研究的主題：我們並非一直如此熱衷於發明。雖然我們人類的譜系大約在六百萬年前在非洲出現，但早期家庭成員幾乎沒有留下任何可見的創新記錄，長達 340 萬年，這表明他們透過手工獲取植物和動物食物，使用挖掘或戳刺棍棒等無法儲存的工具。然後，在某個時刻，遊蕩的原始人類開始用槌石敲擊水蝕的鵝卵石，以製造切割工具。當然，那是一項驚人的獨創性行為，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任何事情。我們的早期祖先顯然用相同的風格敲擊了 160 萬年的手持式多用途手斧，只是對模板進行了細微的調整。“那些工具真的很刻板，”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距今 4 萬年前的上舊石器時代早期，當時智人在歐洲開始了似乎是突然而奇妙的發明狂潮：製作貝殼珠項鍊，用優雅的野牛和其他冰河時代動物的繪畫裝飾洞穴牆壁，以及雕刻和敲擊各種新的石頭和骨骼工具。這些發現促成了一種流行的理論，該理論認為，大約在那個時候發生的隨機基因突變刺激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證據，表明人類產生新想法的能力比之前認為的要進化得早得多——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，但隨後在非洲和歐洲的我們這個物種中最終爆發之前，卻沉寂了數千年。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並爆發出來，而是在數十萬年的時間裡逐漸增強，並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，哪些因素共同促成了我們輝煌的創造力之火的最終燃起？要理解這種情況，需要遵循一個由幾條證據線索組成的偵探故事，首先是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證據開始。
發明的起源
長期以來，考古學家一直將符號的使用視為現代人類認知最重要的指標，這在很大程度上是因為它證明了語言能力的存在——語言能力是人類的標誌性特徵。因此，壯觀的上舊石器時代洞穴藝術清楚地表明瞭與我們思維方式相同的人的存在。但最近，專家們開始在考古記錄中尋找其他型別現代行為及其先兆的線索——並提出了令人著迷的線索。
金山大學的考古學家林恩·沃德利花費了她的大部分職業生涯研究古代認知，這項研究使她在 20 世紀 90 年代在南非德班以北約 40 公里的西布杜洞穴開始了挖掘工作。三年前，她和她的團隊在那裡發現了一層奇怪的白色纖維植物材料。在沃德利看來，這種蒼白而易碎的糊狀物看起來像是古代的鋪蓋物——燈芯草和其他植物，後來的人們經常將其散落在地上以供坐臥。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？’”
但沃德利的賭注得到了豐厚的回報。2011 年 12 月，她和她的同事在《科學》雜誌上報道稱，西布杜的居住者在 77,000 年前從該地區的眾多木本植物物種中僅選擇了一種樹葉來製作鋪蓋物——比之前報道的例子早了近 50,000 年。然而，最令沃德利驚訝的是居住者對當地植被的複雜知識。分析表明，所選樹葉來自Cryptocarya woodii，這是一種含有天然殺蟲劑和殺幼蟲劑痕跡的樹木，對當今傳播致命疾病的蚊子有效。“在你的鋪蓋物裡有這個非常方便，特別是如果你住在河邊附近，”沃德利觀察到。
然而，西布杜的創造性思維並沒有止步於此。他們很可能設計了捕捉小型羚羊的陷阱，現場散落著羚羊的遺骸，並製作了弓箭以捕殺更危險的獵物，這可以從洞穴中出土的幾個石頭的尺寸、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。透過向洞穴中出土的石頭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，這些膠水曾經將石頭固定在木製柄上。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，並在木柴上加熱混合物。該團隊在《科學》雜誌上發表了研究結果，得出的結論是，西布杜的居住者在 7 萬年前很可能就是“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，研究人員最近也發現了許多其他早期發明的痕跡。例如，居住在布隆伯斯洞穴的狩獵採集者在大約 10 萬至 72,000 年前，在赭石塊上雕刻圖案；製作骨錐，可能用於縫製獸皮服裝；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，並將其儲存在最早的已知容器中，這些容器由鮑魚殼製成。更西邊，在尖峰點遺址，人們在 164,000 年前對他們加工的石頭進行了工程改造，透過受控火加熱一種稱為矽質岩的低品位當地岩石，將其轉變為有光澤、易於敲擊的材料。“我們正在看到我們 10 年前甚至做夢都想不到的行為，”亨希爾伍德評論道。
此外，技術獨創性並非現代人類的專利：其他原始人類也具有創造性。在義大利北部，由佛羅倫薩大學考古學家保羅·彼得·安東尼·馬紮領導的研究團隊發現，我們的近親尼安德特人，他們大約在 30 萬年前首次出現在歐洲，調製了一種樺樹皮焦油膠，用於將石片固定在木柄上，在 20 萬年前製造了帶柄工具。同樣，2012 年 11 月在《科學》雜誌上發表的一項研究得出結論，來自南非卡圖潘 1 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。在南非的旺德維克洞穴中，一個含有植物灰燼和燒焦骨骼碎片的古代層表明，甚至更早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，偶爾也能夠創造新想法。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·塞馬領導的團隊發現了已知最古老的石器——260 萬年前的砍砸器，由南方古猿加希種或其同時代的人敲擊而成，很可能是為了從動物屍體上剝肉。這些工具在我們看來很粗糙，與今天從裝配線下線的智慧手機、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莉安·加博拉和現在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）的一章中寫道。
認知與創造
然而，儘管這些早期的創造力閃光令人印象深刻，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這一類人與我們的前輩區分開來？透過仔細研究古代原始人類頭骨的三維掃描圖，並透過檢查我們最近的活著的進化近親——黑猩猩和倭黑猩猩的大腦（它們的祖先在大約六百萬年前從我們的譜系中分離出來），研究人員開始解開這個謎團。他們的資料表明，人類的灰質在隨著時間的推移經歷了廣泛的進化。
總的來說，自然選擇偏愛人類的大腦。雖然我們的南方古猿親屬估計平均顱容量為 450 立方厘米，大致相當於某些黑猩猩的顱容量，但直立人在 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 1,330 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 165,000 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病學家迪安·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。”
但大小並不是隨著時間推移的唯一重大變化。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，發現幾個關鍵子區域在原始人類進化過程中經歷了重大重組。例如，布羅德曼 10 區——它與實現計劃和組織感官輸入有關——在黑猩猩和倭黑猩猩從我們人類譜系中分離出來後，體積幾乎增加了一倍。此外，該子區域中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和更遠的連線，因此你可以在神經元之間獲得更復雜和更綜合的通訊，”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項棘手的工作。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，這些人都是出色的胡思亂想者。當他們著手解決問題時，他們首先讓自己的思緒漫遊，讓一種記憶或想法自發地喚起另一種記憶或想法。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。“他們只關注最相關的屬性，”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。更多的刺激可以編碼在由數百億神經元組成的大腦中。此外，更多的神經元可以參與特定事件的編碼，從而產生更精細的記憶，併為將一種刺激與另一種刺激聯絡起來提供更多潛在途徑。加博拉說，想象一下，一個原始人類刷過一棵帶刺的灌木，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。但是，擁有更大神經元組合的直立人可能會設想編碼該事件的許多方面。然後，當這個原始人類開始狩獵時，他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，從而想起與鋒利尖刺的荊棘的遭遇。反過來，這種記憶可能會激發對武器的新想法：帶有鋒利尖端的矛。
但是，大腦較大的原始人類無法長期停留在聯想狀態，在這種狀態下，一件事會立即讓他們想起大量其他事物，無論是重要的還是無關緊要的。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出一種透過微妙地改變多巴胺和其他神經遞質的濃度，從一種模式平穩切換到另一種模式的方法。
加博拉現在假設，智人需要數萬年的時間來微調這種機制，然後才能充分利用他們的大腦的創造性益處，她和她的學生現在正在人工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模式和聯想模式之間切換的能力，以檢視它如何幫助某人擺脫認知困境並以新的方式看待事物。“僅僅擁有更多的神經元是不夠的，”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——祖先的大腦就變成了一個名副其實的火絨箱，等待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，兩位當時都在蘇黎世大學的研究人員——克里斯托夫和海德薇格·博施——在象牙海岸塔伊國家公園的一群覓食的黑猩猩中觀察到了一種他們從未見過的行為。在一隻軍蟻物種的地面巢穴附近，一隻雌性黑猩猩停了下來，撿起一根樹枝。她將樹枝的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。當黑色的蟻群沿著樹枝向上爬行近 10 釐米時，雌性黑猩猩將樹枝從巢穴中拔出，巧妙地將其滾向嘴邊，享用螞蟻。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，用樹葉吸取樹洞裡的水，以及用挖掘棒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製造更先進的技術。“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，現代人類沒有這種侷限性。事實上，我們每天都在借鑑他人的想法，並在其基礎上新增我們自己的想法，進行一次又一次的修改，直到我們最終得到一些新的且非常複雜的東西。例如，沒有人獨自提出筆記型電腦中嵌入的所有複雜技術：這種技術成就是來自幾代發明家的創造性見解。
人類學家稱我們這種訣竅為文化棘輪效應。它首先需要能夠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，直到有人想出一個改進的想法。
2012 年 3 月，蘇格蘭聖安德魯斯大學的行為靈長類動物學家劉易斯·迪安和四位同事在《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。迪安和他的團隊設計了一個實驗性的拼圖盒，有三個連續且難度遞增的級別：然後他們將其展示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學童。在嘗試了 30 多個小時後，55 只非人類靈長類動物中只有一隻黑猩猩達到了最高級別。然而，孩子們做得好得多。與猴子群體不同，孩子們協同工作——彼此交談，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。
我們的祖先具備這些社交技能和認知能力，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 萬年前和歐洲 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。狩獵採集群體越大，就越有可能有一名成員夢到可以改進技術的想法。此外，在一個大型群體中經常與鄰居擦肩而過的人，比那些生活在小型孤立群體中的人更有機會學習一項新的創新。“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，以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，該團隊估計了上舊石器時代早期歐洲現代人類人口的規模，當時人類創造力的證據開始激增，並計算了人口密度。然後，研究人員研究了非洲人口隨時間變化的情況，模擬了他們的人口增長和遷徙活動模式。他們的模型顯示，根據考古記錄，非洲人口在大約 101,000 年前達到了與早期上舊石器時代歐洲人相同的人口密度，就在撒哈拉以南地區開始出現創新之前。它還表明，大型社交網路積極地刺激了人類的創造力。
2012 年 11 月在《自然》雜誌上發表的新的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 71,000 年前，在尖峰點，智人設計並傳授給他人一種複雜的技術配方，用於製造用於投射武器的輕型石葉——將矽質岩烹飪到特定溫度以提高其剝落質量，將成品材料敲擊成僅幾釐米長的葉片，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……能夠‘感染’彼此的大型互聯人口。”
這使我們想到了我們今天生活的熙熙攘攘、人口稠密、緊密聯絡的世界。人類從未像現在這樣聚集在如此龐大的城市中，只需點選鍵盤即可訪問廣闊的知識領域，並在全球資訊網龐大的社交網路上分享新的概念、新的藍圖和設計。創新步伐也從未如此急劇加速，為我們的生活帶來了新的時尚、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千年之後，我們驚歎於他的創造性天才——這種天才建立在可追溯到舊石器時代的藝術家譜系無數的想法和發明之上。即使現在，新一代藝術家也在注視著《蒙娜麗莎》，希望能將其變成新鮮而令人眼花繚亂的創意。人類的發明鏈條仍然完好無損，在我們高度互聯的世界中，我們獨一無二的創造才能在我們面前飛速發展。