思维的自组织性与创造性思维的发生

思维的自组织性与创造性思维的发生

【作者】：胡金东

【来源】：湘潭大学学报：哲社版，1996，4：93-98

关于创造性思维的发生，目前学术界从心理学、思维科学、神经科学、脑科学等领域分别探讨了其心理机制和生理机制。有的认为创造性思维是人的心理的意志和无意识的整合的结果；有的认为创造性思维是思维的多种形式如抽象思维、形象思维等综合作用的结果；有的认为创造性思维是左脑与右脑功能互补的结果；还有的认为创造性思维是内因与外因、偶然与必然等矛盾作用的结果。本文试图在自组织理论的基础上，依照思维系统的性质在其自组织过程中研究创造性思维的发生过程。

一开放的远离平衡态的思维系统--创造性思维发生的基础

开放和远离平衡是系统自组织的前提条件。系统从其与外部环境的关系看，可分为封闭系统、孤立系统和开放系统，前两种系统由于缺乏与环境间的交流，不可避免地导致熵增加从而使系统达到熵最大的状态，这种系统最后都走向平衡无序的状态。而一个自组织系统，为了产生有序结构，必须不断地与外部环境进行物质、能量和信息交换，大量地从环境中引进负熵，抵消系统本身的熵增，贝塔朗菲曾对此作了概括：在封闭系统中，由于不可逆过程，熵（因而也是无序）必定增加。在开放系统中不仅因不可逆过程而有熵的产生，并且由于物质输入（作为自由能或负荷的潜在携带者），还有熵流的产生。这就是生命系统负熵趋势的基础，而且也是薛定谔的有机体依靠负熵为生的陈述的基础。

思维系统是一个开放系统，它不断地与环境间进行物质、能量和信息的交换，其中主要的是信息交换。皮亚杰认为思维与环境间的这种交流是通过同化与调节两种机能实现的。所谓同化就是个体将外来的刺激纳入原有的格局之内，就好象将营养物吸收一样。同化有三种水平：在物质上，把环境的成分作为养料，同化于体内的形式；感知运动智力，即把自己的行为加以组织；逻辑智力，把经验的内容同化为自己的思想形式。调节是指个体受到环境的作用而引起和促进原有格局的变化和创新以适应环境的过程。他认为，思维活动就是通过同化和调节两种机能的作用从一个不稳定的状态走向一个稳定的状态。思维系统一方面通过实践活动与个体外的自然环境和社会环境进行着交流，另一方面又与个体内生理环境与心理环境进行交流。在认识和实践过程中，感知觉系统接收了外界客体的刺激并把它转化为神经冲动，由神经系统传入大脑，这样，客体的信息便进入人脑。人脑对来自外界的信息进行加工整理后，其形成的结果或者贮存在记忆体里、或者再转化为神经活动被神经系统传递出来而作用于客体。思维不仅与个体外的环境进行着物质、能量和信息交换，与个体内的生理与心理环境间也进行着交换，思维活动当然需要身体内各系统的协调作用而对它供给能量，否则思维活动将会停止。个体心理中的一些积极的东西和消极的东西都会传递给思维，影响着思维的进程，如某种情绪、意志对思维就具有很大的激发作用，思维反过来对情绪也很有影响，或使它高涨，或使它低落。

一个孤立系统或封闭系统都会走到平衡态，这种平衡态内部无差异，或即使有差异这种差异也可以通过线性关系而表现出来，这种系统没有什么演化前途。而一个开放系统由于与外环境间有物系统、能量流或信息流，系统有可能走向远离平衡态，内存大量差异，使线性相互作用表现出来，这种系统有较大的演化前途，有可能进化到高级的有序结构，所以普里高津说："非平衡是有序之源。"

思维系统是一个远离平衡的系统。这里讲的"平衡"或"远离平衡"不是日常生活中的概念，而是热力学中的概念。平衡态具有两个重要特征：（1）状态参量不再随时间变化，即达到定态。（2）在定态系统内部，不存在物理量的宏观流动，如热流、物流、信息流等。凡是不具备以上任一条件的态，都是非平衡态。思维系统可能处在一个不稳定态，也可能处在一个稳定态，但它在稳定态时，系统内仍存在着大量的信息流动，因为这时思维系统内存在着大量很不一致的"观点单元"，"观点单元"间的互相竞争或相互协调必定伴随着信息和能量的宏观流动，所以思维系统是一个非平衡态系统。

二外界信息刺激引起的"心理危机感"--创造性思维发生的杠杆

控制参量是自组织理论中的重要概念。控制参量控制着系统的状态，当它在一定范围内变化不超过临界值时（对一个自组织系统来说都存在着临界值，并且可以通过实验观察和理论推算出来），系统保持着原来的稳定态，仍保持着有序的结构。随着控制参量的变化，超过临界值时，系统原来的稳定态被打破，有序结构被破坏，从有序走向无序。思维系统的控制参量是由外界信息或问题引起的思维主体的"心理危机感"，其强弱决定着思维系统的状态。

思维系统居于稳定态时，思维主体进行"按部就班"式思维，情绪较稳定，系统内有一个或几个占着支配地位的重要观点，依靠它同化着外界来的信息，解决一些问题，这时的思维主体感到"心安理得"。如果主体一直对自己的思维方式和思维效果感到满意，则总是习惯于常规式思维，创造性思维无从发生。但用思维中的固有观点以原来的方式解题时，随着问题数量的增多必然会有一些很难解决的问题，这些问题是创造性思维发生的契机。

波普尔曾说："科学始于问题"，他把科学发展的模式归纳为：P[,1]→TT→EE→P[,2]，科学从问题（P[,1]）开始，经过试探性理论（TT），又经过批判性检验，排除错误（EE），而提出新的问题（P[,2]）。这四个阶段循环往复，推动科学不断前进。在思维过程中也是这样，思维的进化、创造性思维的发生总是从用原有观点无法解决的难题开始的。能引起创造性思维发生的难题须满足以下的条件：（1）该问题应是很有意义的，对它的解决能带来一些社会价值、实践价值或者理论价值。（2 ）该难题的解决在当前情况下是可能的，理论条件已经成熟，物质条件也已具备。（3）该难题必须与思维主体的组织结构、思维水平相适应。问题太容易或太难，或与主体的情感不吻合，都不能引起主体的兴趣或激情；只有那些主体感兴趣，根据已有知识背景、生产实践水平和主体知识储备以及方法训练者似能够解决而现在又不能解决的问题，才会在主体心理产生一种情境和氛围。这样，问题就可引起主体的心理振动，搅动了心理原来的"心安理得"感觉，从而产生"心理危机感"。

"心理危机感"是由于外界刺激而产生，在它产生后，一方面外界的刺激还会继续加强，另一方面由于主体本身的心理特征，这种"心理危机感"便会越来越强，成为控制思维系统状态的参量。当它的变化到一定值（系统演化的临界值）时，思维系统到达其临界点，原来占支配地位的观点失去了其支配地位，原来具有的良好的解释功能已不复存在，思维系统呈现出混沌无序的状态。这种混沌无序状态并不是一种绝对的无序，而是一种"宏观上无序，微观上有序"的状态，混沌理论表明，系统处在混沌的状态具有一系列的特征：（1）有奇异吸引子。吸引子竟为有吸引的性质，耗散结构到混沌区相当于一个吸引子，具有奇异的性质：系统进入混沌是确定的，但在混沌区内是不稳定的；整个混沌区是稳定的，但混沌区内部是活跃易变的。（2 ）混沌区具有分数维数。系统到达混沌区以后，被限制在奇异吸引子内。在吸引子中四处游荡，但又不能充满整个区域，其彼此之间有无穷间隙。（3 ）混沌区中存在着无穷嵌套的自相似结构，表面的无序之中隐藏着非常精细的结构，这种精细的结构可通过精密的手段观察到，科学家称这种状态为"混沌美"。

思维系统在混沌区内充满着大量的矛盾，除了一般混沌系统的"宏观上的无序微观上的有序"的矛盾外，还有其他对矛盾。

1."宏观上的无序微观上的有序"的矛盾表现为：思维系统从宏观上看来一片混乱，显得无所适从、无计可施，但系统有大量的"观点单元"，每个"观点单元"都对问题的某个部分、某方面有一种解释。

2.思维本是围绕问题而展开的，而展开的思维内部都是高度不统一，各种"亚观点"间竞争激烈，这是统一性与多样性的矛盾。这些"亚观点"就是耗散结构理论中的涨落。普里高津说："涨落--自发地偏离某一平衡态，--那是分子固有的一种普遍现象，又始终地存在于多自由度的体系系统中"。此状态的思维系统中就存在大量涨落。对一个平衡态或近平衡态系统来说，涨落不起什么重要作用，因为即使有一些涨落也会被系统本身所平息，系统还是回归到稳定的平衡态。但对于一个远离平衡态的系统来说，涨落往往具有很重要的意义，非线性作用会把这种涨落放大成巨涨落，从而使原来的有序结构被破坏，新的有序结构生成，普里高津称这是"通过涨落的有序"。思维系统在混沌区的涨落主要来自三个方面：（1）多种"观点单元"数目繁多、差异很大，它们之间激烈竞争、互消互长。（2）主体的信仰、情感等因素激发出一些观点或增强某些"观点单元"的活性。（3 ）外界环境的刺激导致某个新观点的产生。

3.思维到达混沌区本来是主体有意识发动的，是有意识思维的结果，但到了混沌区后，潜意识思维却异常活跃，这是意识与潜意识的矛盾。与显意识的自觉性、目的性、逻辑性、有序性和可控制性相比，潜意识具有自发性、无目的性、非逻辑性、无序性以及灵活性等，这都与思维在混沌区的特点相一致。在思维的稳定态中，潜意识也无法抑制住它，潜意识异常活跃。它一方面把过去贮藏在其中的信息、知识观点等积极调动起来，另一方面在远离意识的区域对各种信息进行随意组合、任意联想、想象，大量有价值、有创见的观点都是在这个区域内实现的。这方面的典型例子是瓦特发明分离冷凝器。瓦特从20岁起在英国格拉斯哥大学里干活，负责修理教学仪器。一天，格拉斯哥大学里的一台纽可门蒸气机坏了，让瓦特修复。经过反复检查，瓦特发现这种纽可门蒸气机有着严重的缺点，它的气筒热透，就有相当一部分变成水了，白白浪费了大约3/4的蒸气。瓦特下定决心要解决保持气筒的温度、提高热效率的问题。为了解决它，瓦特整天思考着、痴想着，去图书馆查阅资料，同别人研究探讨，然而就是找不到好的解决办法。一个夏日的早晨，天气十分晴朗，瓦特起床后，走到鸟语花香的格拉斯哥大学的校园，在绿茵茵的草坪上散起步来。突然好象电光一闪，头脑里冒出一个思想：如果在气筒外边加上一个分离冷凝器，使气筒同凝结器分开，不就可以解决热量浪费的问题了吗？瓦特顿开茅塞，立刻跑回工作室夜以继日地实验，终于成功地创造出高效率蒸气机。瓦特发明分离冷凝器的成功应在很大程度上归功于潜意识思维的积极作用。为解决提高效率的问题，他头脑中进行了长期的有意识思考，虽然一时没有得到满意的结果，却为潜意识思维积淀了许多有价值的东西，当它百思不得其解之后放松了对问题的思考，潜意识思维活跃起来，潜意识中积淀的东西被调动起来，积极发挥作用，终于使有价值的观点、想法闪耀出来。按照生理心理学的解释，对一些课题的长期思考会在大脑皮层形成优势兴奋中心，在这个连续的优势兴奋中心区域中，有关的经验、知识和信息全被搜寻出来，十分活跃地进行分析和综合，试图达到研究目标。但这个优势兴奋中心不会永远兴奋下去，它在睡觉、散步、旅行中一旦受到抑制，就会自发地引起该中心区外围的皮层细胞的兴奋，从而解决在清醒有意识状态下不能解决的问题。潜意识思维的活跃期发生在常规性思考之后、创造性成果闪现之前，在思维系统进入混沌区之时。

英国著名心理学家沃勒斯1926年在其《思考的艺术》一书中提出，任何创造过程都经过四个阶段：（1）创造的准备期。（2）创造的酝酿期。（3）创造的明朗期。（4）创造的验证期。前面所讲的当外界刺激引起的"心理危机感"缓慢增加不超过一定阈值时，系统处于稳定态，这个阶段就是沃勒斯所说的创造的准备期，这时创造主体围绕着问题进行常规研究、收集资料、与别人讨论等。当"心理危机感"增加到临界值时，思维系统由有序走向混沌，这时就相当于创造的酝酿期，创造主体终日冥思苦想，"衣带渐宽"，各种试探性的观点不断涌现，情绪往往有较大波动。

思维系统进入混沌状态，这是创造性思维发生的必经阶段，也是考验创造主体的关键阶段。一个思想保守、懒于思考、意志薄弱的人在这一阶段往往显得无所作为，不知所措，对思维中的一片混乱感到悲观迷惘，顿觉前途暗淡，这就很可能使他放弃对原来问题的思考，使其前功尽弃。所以这一时期不仅要求思维主体须具有良好的思维素质，而且要有坚定的信念，克千难、挫百折的勇气以及不达目标誓不罢休的信心和决心。自组织理论表明，自组织系统的进化都要经过"有序→混沌→新的有序"的演化过程，由于思维系统的自组织性，在这之后，思维系统必将出现一个高级的有序结构。

三思维系统内的非线性相互作用--创造性思维的根据

涨落与非线性作用是自组织系统进化的内在根据。涨落在进化中起着双重的作用，一方面涨落破坏了系统原来的有序结构，众多的涨落导致了系统的不稳定；另一方面临界点附近的涨落是新的有序结构生成的有力杠杆，一个小的随机涨落可能在同其他涨落的竞争中迅速增长，通过相干效应不断加强，变成巨涨落，最终取得了整个系统的支配地位，从而驱使一个失衡的系统走向更有序、更稳定、更能抗拒干扰的状态，这就是涨落导致有序。涨落能被放大成巨涨落是由于系统内的非线性作用、涨落间的协同效应。远离平衡的系统各要素间不是完全独立、互不关心的，也不是仅存在着简单的线性作用，而是存在着复杂的非线性作用，各要素间发生长程关联。在线性系统中，小的偏差总能被平息，不会导致大的结果；非线性系统则不然，差异的增长往往能成指数性特征；涨落就会被放大成巨涨落。

由以上分析可知，思维系统在混沌区内，某个或某些"观点单元"将由于非线性作用被放大，成为具有支配地位的观点，使系统向高级阶段进化。但实际情况并非如此简单，一者思维系统的非线性作用十分复杂，要全面了解它是不可能的；二者即使我们通过抽象而用一些非线性方程来表示它，对应着非线性方程的解仍有很多可能，难以预料，这里试做归纳，有三种情况：（1）一种较高水平的支配观点出现，它能很好地解决前一阶段一直困扰着思维主体的问题，其解题效果高于前人和同时代其他人的思维成果。这实际上就是创造性思维的发生，是思维主体感到满意的结果。（2）一种支配观点出现，它也能使思维主体从以前的困境中解脱出来，但其解题水平不一定很高，或者前人或同时代其他人已经提出过类似的观点。这只是一种假性创造思维。（3 ）思维系统一直处于混乱状态，没有一种观点能占据支配地位。如果主体的"心理危机感"继续加强，对思维主体来说是很危险，心理的振荡越来越强烈，很可能导致主体的的精神崩溃。

以上讨论的三种情况，第一种情况当子系统进化选择了一条耗散结构分支，而且这条分支有较好的进化前途；第二种情况思维系统也是选择了一条耗散结构分支，但其前途不及第一条分支；第三种情况说明系统仍处在不稳定的热力学分支之中。后两种情况对我们探讨创造性思维的发生都没有太大的意义，只有第一种情况才是真正的创造性思维的发生。下面利用哈肯的"协同学"再进一步探讨其发生过程。

哈肯运用了一系列的新的概念如序参量、协同效应、支配原理等深入自组织过程，探讨自组织过程形成的规律。"涨落生序原理"表明，一种或几种涨落通过相干作用被放大成巨涨落，将系统由一种无序状态推向一个更加有序的结构。但涨落到底是怎样被放大成巨涨落的呢？系统又是如何发生质变的呢？耗散结构理论解释说，这是由于系统内的正负馈机制，使涨落能自我复制、自我放大，但没有给出更为详细的说明。"协同学"很好地描述了系统相变的规律和特征。"协同学"认为，系统内的某个涨落被放大成巨涨落，这种涨落的内容就是序参量，序参量标志着系统的有序程度，系统从无序进化到有序就是序参量由零增大到非零。系统未到临界点之前，各子系统间的关联作用很弱，无规则的独立地位占据主要地位。但当系统进入临界点时，原来很弱的关联作用突然加强，各子系统间的关联作用占主导地位，序参量就从零中增长起来。序参量是各子系统间的协同作用的结果，它又支配着各子系统间的行为。对一个自组织系统的研究要正确地选择序参量。在系统众多变量中到底哪个会成为支配其他变量的序参量呢？这主要根据支配原理：慢驰豫支配快驰豫。快驰豫是临界阻尼大衰减快的变量，它们对系统的演化进程、临界特征、系统的发展前途都无太大的影响，这些参量称作快驰豫变量；慢驰豫变量临界无阻尼，能得到多数子系统的响应，且往往呈指数增长，它们自始至终地对系统发挥重要作用。思维系统到达临界点时，系统内很多参量如观点的美感、新颖性、解释性、复杂性、包容性、易理解性等，其中许多参量会很快衰减，只有美感和理解性越来越大，具有较好美感和解释性的观点是系统的序参量，这种观点是由其他各种"观点单元"间的协同作用而产生的，它又支配着其他的各种观点，把各自独立的"观点单元"联系起来。具有较高美感和较好解释性的观点是在突然之间发生的，这正如系统在发生非平衡相变时序参量是突然从零越过到一个非零值的。思维的这种状态就是灵感被激发的状态。

灵感最初被认为是神赐的灵令，神灵的启示。后又被认为杰出人物的天然禀赋，是智力的一种神奇力量。从这里我们可以看出，灵感既不是神秘的"天启"，也不是天才人物的"天赋"，而是人思维活动的结果。由于问题引起思维主体"心理危机感"加强，把思维系统推向临界点，思维在临界点发生质变往往就表现为灵感的爆发。灵感的爆发是创造性思维的重要环节，关于它在创造性思维中的作用，许多诗人、文艺家、科学家都有过描述。普希金在抒情诗《秋》中是这样描写灵感状态的："诗兴油然而生，抒情的波涛冲击着我的心灵，心灵颤动着、呼唤着，如在梦乡觅寻，终于倾吐出来了，自由飞奔……思潮在头脑中汹涌澎湃，韵律迎面驰骋而来，手去执笔，笔去就纸，瞬息间--诗章迸涌自由"。爱因斯坦在回忆他建立广义相对论时曾说："一天，我坐在伯尔尼专利局的椅子上突然想到：假如一个人自由落下时，他决不会感到自身的重量。我吃了一惊，这个简单的思想实验给我打上了一个深深的烙印，这是我创立引力论的灵感。"

灵感在创造性思维中的作用表现在两个方面：（1）突破创造作用。爱因斯坦在创造狭义相对论时，"光速不变原理"与"同时性的绝对值"间的矛盾一直折磨着他。一天，他躺在床上突然之间得到了解决的办法--"同时性的相对论"，他马上起来工作，连续工作5周，终于完成其论文，创立了狭义相对论。阿基米德在洗澡中得到启示，发现浮力原理；艺术创作中的突破创新，一句绝妙的诗句产生，一个不凡的艺术形象在脑海中闪现，都与灵感有关。（2）先导作用。德国气象学家魏格纳在无意间观察地图时，突然发现大西洋两边的海岸线很相似，在这以后他形成了其著名的"大陆漂移说"。罗曼·罗兰在写作《约翰·克利斯朵夫》，是在姜尼可仑的启示后，用了近20年时间完成的。

灵感的出现是创造性思维的一个环节，但它还不是创造性思维的完成。按照普里高津的耗散结构理论，开放的远离平衡态系统在临界点之后走向一个有序结构，这个新的有序结构需要更多地与外界进行物质、能量、信息交换，随着外界控制参量的变化，它将会出现二级分叉、三级分叉……。灵感的发生只是思维系统在一次分叉中选择的结果，在此之后，创造性思维主体需要更多地与外界交流，需要更积极的思考，通过数次质的飞跃，把思维系统推向越来越高级的阶段。爱因斯坦在其创造性观点"同时性的相对论"出现并占主导地位后，仍连续5 个星期才完成他的第一篇狭义相对论论文《论动体的电动力学》；在他作了"在引力场中自由落体的人不会感到自己的重量"的思维实验后，用了8 年多时间才建立其广义相对论，这期间其思维也经过了多次飞跃。一种创造性观点固然会平息原来主体由难题的引起而形成的"心理危机感"，思维系统进入稳定态，但随着新理论的发展，外界信息的增多，又会引发出新的问题，主体又将会产生"心理危机感"。"心理危机感"的增强把思维系统推向新的稳定的有序结构，如此不断……。