艺术与科学中的创造力
诺贝尔物理学、化学、心理学及医学、经济学奖认可并培育科学中人的创造力和科学发现及其对人类幸福的贡献。要有效地倡导这些目标，要求我们对科学、艺术及人类事务中的创造性过程有所理解。
牛顿提出两个理论来解释他本人的创造力，两者均被广泛引用。有一次，人们问他如何解决科学及数学的难题，他答道：“通过坚持不懈地对其做详细研究”。另有一次他将其成就归功于“站在众多巨人的肩上”。在这两种情形中，“富于灵感”的结果产生自一个平凡的活动(也许巨人的肩膀并不太平凡，但我后面还将谈到此点)。巴斯德提出了与牛顿的第一个说法内容相同、但表述形式不同的观点：“新颖的想法只垂青于那些有准备的头脑”。在诸如此类的例证中，关于科学家及艺术家对其获得成就之由来的传闻佚事，既贴了一个标签，又描述了可信的机理。
在过去的半个世纪，我们获得了有关创造力机制的新证据，它们符合科学方法的正常测试要求。其来源之一是历史学以及科学、社会学，它们主要借助于对科学家的著作及其实验笔记、信件及其他论文的细致研究。第二种来源是认知心理学，认知心理学通过案例研究藉此推出普遍的心理学机制，发展并测试出了创造过程的计算机模型，甚至研究了实验室里创造成果出现的情况。同样的方法也运用于艺术创造机制的研究，尽管不常见，但有类似的成功经验。
此项研究产生了一个理论，该理论产生的不仅是各种标签，还有一般的机制，用以说明创造过程中存在的首要现象。在此论述中我将对已知情形做非常简短的说明。我们今天现有的经验主义证据对于检验牛顿和巴斯德的观点大有帮助：我们可以无需以奇妙的乃至独一无二的机制为出发点来说明科学与艺术的杰出成就。我们可以只是将这些成就置于人类普遍的精神活动之连续统一体之首，无需声称，这些活动在性质上有别于较平常的解决问题、做决定，以及设计中出现的活动。事实上，我们能够相当细致地描绘创造性活动(与人类的其
他精神活动一样)所运用的基本过程。
人类思想的特性
尽管对神经元的电化结构及作用已了解甚多，我们仍然不大清楚由大脑的生物结构所承载的人类思想之复杂程度。在某种程度上我们处于计算机程序员的地位——他不知道，也不必知道有关计算机“硬件”方面的知识。程序员必须懂得，一台计算机可以表示符号和加工符号(任何形式：数字的、词语的、视觉的，或者听觉的符号)。它可以输入符号、输出符号、存储符号，在复杂的关系结构中安排符号、修改结构，并且按照其存储器中同样的(并且是可修改的)符号结构的指令执行这些加工过程。不同的计算机使用大不相同的物理装置和加工过程来完成同样符号的加工操作，除底层硬件的速度和容量不同之外，处理过程完全独立。
生物计算机(即大脑)，用神经元取代电子元件来完成同样的符号处理，其行为可以用电子计算机程序做成详细的模型。有证据显示，二者均使用了极其近似的符号“软件”结构和过程。就像微分方程式适用于太阳、行星此类物理处理器的理论一样，计算机程序适用于人类处理器的模型或理论。正如科学早在粒子理论产生之前，甚至早在知道粒子存在之前，就有了关于化学反应的深刻理论一样，尽管我们不太了解以及确知人类的神经元是如何加工符号的，但我们今天对于符号加工(即思考)有着深刻的认识。重要的是，计算机硬件与人类神经元均有能力对符号进行加工。
以上观点源于50年来对证据之积累分析，这些证据是通过并列的解决各种问题或设计人工制品或计划的人类每一分钟或者乃至每一秒钟的行为而得的详细数据，以及自计算机程序推衍而来的数据，这些程序在“吸收”之后，通过编程或学习体现相应理论的程序来解决相同的问题。采集与解释此类证据时，以及将其用于测试现象理论时，其中包含的方法论问题与一切学科中的实验员、观察家以及理论家所面对的方法论问题并无二致。必须客观地观察、记录、分析现象；必须创立描述和解释现象的理论
；理论与现象必须在一定的细节程度上、一定的准确度上相匹配。
创造力
当思想产生了既新奇又有趣的事物，或产生了有价值的东西时，我们认定这种思想是富于创造力的思想。当然，不同的人对同样的成果会有不同的评价，但是我们在评价创造力时通常特别关注该成果所属的“技术领域中的行家”的评价。在使用创造力这一可操作的简单定义时，我们可以探求创造性生产需要什么样的过程。
如今，我们拥有大量有关该问题的证据，这些证据由通过对广泛认可的具有伟大创造力的行为所做的历史研究而得，其中，在某些情况下，也包括对有创造力的人的日记及实验札记所做的研究；实际上，在心理学实验室里可以进行其中有创造性行为的实验(依照标准尺度判断)；而能产生输出结果的计算机程序，如果人在同样的条件下也能产生此结果，那么计算机程序就会被判定为具有创造性。
此类证据描绘了一幅创造性过程的连贯画面，既适用于科学领域，也适用于艺术领域，而且还是一幅正规的解决问题之过程的画面，这些过程与我们在专家们的行为中看到的解决问题的过程相同，这些专家可能有创造力，也可能没有。有创造力的人的大脑中存储了大量有关创造力领域的信息，通过10年或更长时间的努力搜集，并且按照能够被创造过程中出现的情形识别的模式做了索引。
因此牛顿是正确的。有创造力的人花费大量时间学习和思考其所从事的科学或艺术领域。建立在前人的创造力以及他们自己以往创造力之上，他们的创造力也在增长。但是巨人的肩膀又如何呢?这里我要对牛顿的观点稍做修正。这些肩膀是否属于巨人并不重要，半打侏儒也能起到同样的作用。重要的是有创造力的人能够获取丰富的、持续增长的材料，这些素材通常是众多人才的贡献，既有高个子也有矮个子。这些材料要经得起检验、分析、测试以及修改。
全部过程均呈增长势态，不管是个人的还是社会的，并且增长幅度原则上可以很大，但事实上如果从该过程极细微方面
观察，增长幅度几乎总是很小。确实有意外惊喜存在，但它们多半是由专家型的探索者们训练有素的眼睛偶然捕捉到的。稍后我们将考察几个实例。
科学中的创造力
如果能提供至少几个证据实例作为支持，以上观点似乎会显得更加合乎情理。让我们来研究一下法拉第在1831年整个秋天的实验室笔记。在这些实验中，他试图证实，在适宜的条件下一个强大的磁场能产生电流。10年前，当欧尔斯蒂德证实了电流能产生毗连的磁场时，法拉第(还有其他人)也考虑到了这种相互作用呈对称状态的可能性，因为有很多种力与力之间以及能量与能量之间的相互作用都是对称的。也许一个磁场可能在毗连导线中产生电流，就如同一种电流在其附近能产生磁场一样。
法拉第断断续续花了10年时间努力去产生这一结果。但是他全部的尝试均告失败。后来出现了新的、更强大的以电池为动力的电磁铁，他决定再试一次。他造了一个新磁铁及毗连的电路，并且有点偶然地(找不到解释)在接通连接电池与磁铁的线路之前接通了电路。然后，令他吃惊的事发生了：在磁铁通电的瞬间，电路里产生了瞬间的而非持久恒定的电流!当他断开磁铁的电池之后，一个新的、瞬间的反方向电流穿过了电路。
法拉第找不到理论来分析他所观察到的现象，于是他试图借助于无数种方式变换位置从而使电流更持久，但起初所有的尝试均以失败告终。他逐渐地发现，只要让磁铁和电路之间相对移动，他就可以维持电流；并且他同样逐渐发现，通过在磁铁两极之间不停地旋转一个铜盘便可产生恒定的电流。通过几乎没有理论基础的实验，他发现了一种产生电流的方法，他继续发展了一套准确的描述性理论(“切割磁力线”)来定义电流流动的情况。
以上叙述几乎没有透露法拉第实验过程中“探索之树”上的大量分枝，以及他在实验准备工作方面所做的各种变动，既没有描述当他改变其装置在探测所观察的现象中诸多变化时目光是如何的敏锐，也没有描述当他观察到新的模式
并开始勾画导线正在切割磁力线的画面时，他所采取的虽然简单但很有效的思考步骤。这三个月的成果极为重要(从科学性与实用性两方面来评价)，但是要指出一个单独的说出那关键性的“啊哈!”的“时刻”绝无可能。产生稳定电流的第一个实验是通过为数众多而不断增长的步骤来实现的。
类似的故事还有汉斯·克雷布斯的实验程序，该程序使其发现了鸟胺酸的作用，怀特兄弟经过长期的实验发明了飞机，居里夫妇对镭的意外发现，以及弗莱明在一个脏盘子里意外地发现了青霉素的细菌行为。在所有这些故事中，意外事件扮演了一个重要角色，即一个训练有素的有识之士往往要细致地检查整个实验现象的全过程，直到发现与深思熟虑的期望值相悖的现象。这些故事与我们以往讲述的专家们解决问题的方法是一致的，他们的方法是对巨大的问题空间进行经过精心选择后的搜寻。这一搜寻过程常常因为发现了新的现象特征(往往是惊人的)而暂告停顿。它们唤醒了人们头脑中的储存信息，推动人们朝新的方向进行搜寻。
今天，科学史提供的证据被人类实验所得证据以及计算机模拟创造力提供的证据大大强化了。我将研究早期现代天文学的重要定律的起源，例如有关行星运动的开普勒第三定律，即行星围绕太阳的运动周期的平方与其距离太阳的平均距离的立方成比例。首先提出该问题的是亚里士多德。开普勒并无任何理论解释此运动；他的发现主要来自于经验性证据的推理，而且他只简单地描述了他最初如何得出这一错误定律。10年后，当他重回到该问题时，才得出了正确的定律。
与开普勒一样，有一种叫BACON的计算机程序(兰利)单单通过归纳而从数据中推衍出定律(即模式)。将数据输入该程序，但它并不知这些数据代表什么，也没有预测这些数据的理论基础。BACON首先产生一个可能的定律，然后利用所提出的定律与数据的实际情况之间的差异形成并提出一个新的定律。输入开普勒本人的数据(当然是未识别性质的数据)，BACON程序运行
两次后发现开普勒错误的第一定律运行三次后发现了开普勒第三定律，同样是该程序，不做任何修改，重新发现了19世纪所有物理学与化学的重要定律，而且只需运行几次，在发现正确模式之前，运行次数几乎没有超过12次。确实，BACON在重新发现别人已经发现的定律，但是并没有为BACON的运行提供那些最初的发明者所不具备的信息，并且通常向BACON提供的信息要少一些。在这里我们看到了同样的过程，即对问题空间的启发式搜寻与对熟悉模式的识别相结合，这是我们在其他发现的实例以及较世俗的问题解决方式中所看到的情形。
开普勒第三定律的故事还有一个续集。在将该问题输入BACON时，同时以同样的方式向14位在校大学生提出，不注明问题涉及何种定律，或者这些数据与什么有关。其中有四位学生在1小时内自开普勒的数据中重新发现了开普勒第三定律。检查他们的工作后发现，这四位学生采用的是与BACON相同的策略来产生连续的定律，其他人则没有这样做。每一个定律的结构均考虑到了背离上次尝试所得数据的偏差数的性质。
再一次，就如同徜徉于历史实例中一样，我们看到如此大量集中的证据不断地描述了作为模式识别与选择性搜寻之间一种协同作用的科学发现的过程。这些实例显示，我们可以从历史角度，通过模拟，并根据实验，调查研究第一流的科学发现的过程，在这些案例中，人们无须怀疑所检验的发现是有创造力的。
艺术中的创造力
尽管对艺术中的创造力的认知研究少于对科学中的创造力的认知研究，二者在已完成工作中出现的创造过程的情形非常一致。关于此说法的一些极有力的证据来自于著名画家哈罗德·科恩的研究，他编了计算机程序亚伦(Aaron)以便研究一幅素描或油画如何产生审美兴趣，它必须拥有何种能力才能唤起观众意味深长的反应。
如今亚伦以一系列愈益复杂(以及在审美方面愈益有趣)的形式存在了25年多。当该程序运行时能完全独立地创作一幅
素描或油画，每一条连续的线条或笔画均取决于对该素描或油画的当前状况的检验。对构图的协调或失调状况的判断使其引入新的对象或者精心制作已展示的对象，直到达到其他标准要求其放下笔或画刷并且宣布该作品已完成为止。
亚伦早期的工作并非为了写实，致力于在空间里安排抽象的物体。今天，它具有可观的表现力，例如，它能够画人并且能达到使观画者将意味深长的社会性交互作用视为画中人物的创造。尽管亚伦实际的素描和油画完全是自动的，它当然是自其程序员那里获得其方法——人们也许会说，就像你和我一样，我们寻找老师来引导我们步入绘画这样的领域，以及在画廊中研究昔日的创作。
考察亚伦的程序便会发现，与科学发现的程序一样，大量搜索与多种类型的模式的识别相结合，使用存储的信息和那些模式来选择下一步修改素描或油画的操作。例如，意识到画布上的不平衡现象之后，能决定构造一个新对象并恰当地放置它，从而恢复平衡。在适当的抽象水平上，可以用与其他我们已考察过的解决问题的系统极为相似的其他措辞来描述亚伦的设计。
音乐同样如此。生产了相当多的电脑音乐以后，老练的音乐家们判定，这类音乐在审美方面饶有趣味。在分析构成各个不同时期及文化的音乐模型的音调安排种类方面，以及在展示计算机程序如何检测音乐中的此类模型方面也有相当大的进步。里特曼详细记录了一个作曲家在创作一个新赋格曲时所运用的过程，描绘了与研究科学发现的记录所获得的过程非常近似的设计过程。
创造力训练人类思想的正常过程
我们目前现有的所有有关创造过程的证据——而且我们已经看到，有大量这样的证据——表明，那些产生创造性产品的过程与人们每日所思考的事务(无论它们是简单的还是复杂的、世俗的还是玄奥的)时所运用的过程基本是一样的。我们无需一个独立的创造力的理论；至多，我们需要一个有关诸多条件的理论，在这些条件之下，人类思考的通常过程很可能产生
新颖的以及宝贵的或有趣的东西。我们知道，这些条件之一是获得大量有正确指向的知识；另一个条件是，获得选择性地、启发式地研究专门知识领域的技巧，以及细致考察通过此类研究所揭示的新现象的技巧。
没有理由相信，艺术中的创造过程不同于科学中的创造过程；或者说(尽管证据较贫乏)上述两类过程与任何能够产生出新颖、可贵或有趣的人类活动的创造过程有什么不同。
它为何至关重要
这些事实为何对我们当今世界至关重要?有很多人，甚至是受过教育的人，他们对科学一无所知。首先，自然科学的学科在传统上被大大排除在饱受人文教育之士的知识范围之外。可以想像，后者享受并沉醉于书籍、绘画以及音乐之中，对历史以及当代政治及社会大事有一些了解；但可以断言，作为受过良好教育的阶层的成员，后者几乎对数学和自然科学、社会科学全然不知。
甚至在受过科学教育的人群中，教育也往往仅限于范围狭窄的领域，并且往往很少包含整个现代知识范围。日益增长的专业化划分了所有领域，无论在科学内部还是科学与其他思想领域之间。在此种世界里，我们彼此之间该如何交流呢?如果科学和数学与我们社会所关切的较宽泛的事无关，那么此种状态是可以接受的。不幸的是，情况并非如此。我们的社会所面对的几乎所有重要问题都充斥着科学与技术问题。如果我们将社会科学及行为科学视为科学的一部分，正如我们应当做的那样，健全的科学知识对谨慎的社会政策的极端重要性便显而易见。
人们普遍将科学与技术视为我们这样的工业社会的权利基础，其结果是，许多有文化的有识之士感到他们被拒之于权力圈之外。他们认为社会的关键决定均出自于一位管理着一个“军工企业”的技术精英。或者当他们寻求解决具有技术含量的政策问题时，他们担心他们会变成科学之煽动者的牺牲品——无论站在哪一方——他们都无法对其论点及证据做出评估。
这种力不从心的感受，不管其是否与现实相符，均对民主制度长期
以来的成功构成明显的威胁。人们对民主的信心是以以下前提为基础的，即拥有正常智力的明智之士可以就政治问题达到可接受的以及客观上恰如其分的大多数的一致。
大多数政治问题包含有利益的冲突，这一事实驳斥了将决策委托给专家的做法。该体系应当对评论进行限定并对专家的意见进行评估。如果对有效评论缺乏信心，无论由于评论者缺乏技术知识或者由于随便什么原因，那么对民主最重要的辩护便会变得苍白无力。因此，为两种文化问题找到解决办法对我们的社会尤为重要。
两个脑半球
近来，心理学和神经学对两个脑半球的特殊功能的研究所引起的思索进一步深化和拓宽了科学与艺术之间的鸿沟。众所周知，两个脑半球的功能并不相同。例如，多思维语言存储器是在左半脑(右撇的人)，而一些与形象相关的过程则由右半脑完成。
这些人缺乏理解的差别被某些人扩展成为有关人类思维的两种直觉形式的传奇故事：右半脑是“整体的”、“直觉的”思维，左半脑是“分析的”、“逻辑的”思维。依此浪漫化的观点，右半脑掌管艺术创作(大概掌管所有的“创造性”活动)，而左半脑负责科学和技术，但是大概并不负责其创造性部分。如果这些观点被接受，那么在每个人脑的隔离区都存在两种文化。即使借助于胼胝体，借助于连接两个半脑的神经桥，要很好地理解人脑的前景似乎仍然很渺茫。
我将此观点称之为浪漫化的，是由于在分析思维与整体思维的对抗中，经验主义的证据几乎不可能支持以下的想法：任何复杂的认知任务均在单独的专门化半脑里完成。并且，从组织结构上讲脑半球是极其相似的，在诸多早期大脑损伤的实例之中，某半脑能够承担起另外半脑的功能，而且缺点很少，甚至于没有缺陷。因此两个脑半球并没有将我们划分为两种人，每一种人均有我们特殊化的思维方式。我们至少可以不考虑人类在特殊潜能方面存在悬殊的差别。
先前提出的证据，即创造性思维及“普通”思维不过是一个连续统一体上不同的
点，这消除了产生差异的另一种根源：我们无需盲目地相信，某些知识是创造力的产物；它们是运用普通思维方式并进行仔细检查的产物。要评论创造力，无需引入天才的概念。创造力的产物在质的方面与其他思维的产物并无截然不同之处。
我们该怎样做?
即使不考虑两个脑半球以及创造性思维性质之独特性问题，我们仍须询问，在一个高度专业化的世界里我们如何谈论我们共同的问题。我所提供的有关在所有不受范围以及复杂化水平支配的人类思维过程中牢固的共同线索的证据提供了一个前进的方向。作为第一步，如果当我们游离于我们自己的领域之外，我们便无法毫不费力地理解我们的伙伴专门化的思想及语言，那么我们能够理解人们之间共有的思维方式。如果在画家画画时我们写等式或者做实验，我们无需考虑使用不同的机制来完成这些大相径庭的任务。我们在思维方式方面有共同话题，即使我们无法认同其所有内容。我们无需为我们之间存在较大分歧而感到沮丧。
但是还有引领我们前进的另一步。我们可以培养交谈技巧，这将大大提高我们向他人提出问题，以及盘问相关领域问题的能力，并提高我们回答意味深长之询问的技巧。常常有人反对这些技巧，因为它们是“通俗化”的技巧，但我们不应对其加以贬低。它们是律师的养成技巧，律师运用这些技巧，尤其是在专利权之类的案件之中，从证人那里取证，并用常人所说的“平易语言”向法官阐述技术上相当复杂的事情。对于彼此并不截然对立的环境来说，它们都是合适的。在此环境里我们需要学科之间的交流与合作，正如我们在处理社会政策问题时日益频繁地所做的那样。
民主的社会要求专家就这些政策的技术方面提出忠告，但它不应听任专家摆布。因此，它需要更大量的“盘问者”来继续开展明智的谈话，同时保持必要的权力分散。如果我们希望重新将真正“博雅”的基础课程引入我们的教育体系，那么我得提出，应当将此基础课程的重心放在创造一种新型“文艺复兴人”，一个
培养了我刚刚描绘过的发问、解释、翻译，以及通俗化技巧的人。我们的社会尤为缺乏这样的技巧，我们必须加以提高。
要培养这样的技巧，应为人文教育的课程提出两个主题。第一个是按照本文所草拟的轮廓学习思维过程本身。在我们自己的思维中，在交流思想及理解其他人的思想时，我们均能够受益于对我们大家在思考与交流过程中使用的程序有适当的了解。当然，如此的研究并非在真空里进行，而是要求对各种领域的思维范例予以曝光，以及实验(我强调“范例”，因为任何想“覆盖”人类知识全部领域的努力很显然都注定要失败，原因是显而易见的)。我们需要从艺术与科学领域中抽取范例，但究竟是哪个领域并不重要。现代的“文艺复兴者”应该在思维方式的理解方面获得文艺复兴时期的广度；但不是指对现代知识具有文艺复兴时期的广度。
在我为人文教育设置的课程之中，另一个主题非常近似于传统的“文学”。在此之前的全部讨论之中，我没有提及认知过程和动机与情感的关系，这里并非讨论激发人进行创造性活动的动机之地。与此话题有特殊关系的情感方面是移情作用：对他人的感情、思想，以及体验产生共鸣，表达方式无须是客观中立的，也不一定要求语句锋芒毕露。
除我们考察过的“冷认知”外，人类有“热认知”的能力，以唤起移情作用，并因此而唤起与各种体验相关的“情感”的方式思考、体验的能力。许多东西，尤其是与我们的内在生活，以及我们与我们的社会环境的相互影响相关的东西，最易于学习和理解，大概借助于观察他人在实际生活中的体验或者通过书籍，尤其是小说、剧本和传记，以及绘画中的描述得以学习和理解。实际上，我们可以依据亚伦绘画对观众的影响而将哈罗德·科恩的实验视为对热认知的调查研究。
如果我们训练在野外及实验室里观察外在世界的技巧，我们必须对通过直接和共鸣的体验训练移情作用的技巧予以类似的关注，并且由于时间(及结果)原因，大多数此类训练都必须是能引起共鸣的。在我们