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 在科學上,發現、發明與創造的層次是不一樣的。發現是東西已在那兒,只是他是第一個知道的人,例如哥倫布發現新大陸,新大陸並不因為哥倫布而存在,它已經在那裡了,哥倫布的偉大是在那個時代,他有勇氣航向「未知」(unknown),從而到達了別人所未去過的地方。


 「發明」在原創性上的層次就比「發現」高,因為「發明」所需要的原料已事先存在,但它的組合卻是非常的原創性,例如佛萊明發現盤尼西林:1928年佛萊明在倫敦聖瑪莉醫院,發現培養皿的細菌被污染了,上面長了綠色的黴,一般人會抱怨自己運氣不好,實驗不成功,只好倒掉,就像農夫看到田裡有野草一樣,是免不掉的無可奈何之事,但是佛萊明在倒掉的一剎那看到了黴菌旁邊有一圈沒有葡萄球菌,因此推想這個黴菌可能可以抑制細菌的生長,從而發現了盤尼西林。

 也就是說,盤尼西林是已存在於自然界的,但是觀察力好,思想敏銳的科學家,看到了別人沒有看到的東西,想到了別人沒有想到的用途,所以佛萊明是「發現」了黴菌,「發明」了用途,這兩種都有時間上早晚的問題,如果哥倫布不發現新大陸,當航海技術進步時,別人一定也會發現它(事實上,現在已有人主張挪威的維京人比哥倫布更早到達美洲,也有少數人認為東晉的法顯曾到過墨西哥海岸),盤尼西林如果沒有在1928年被發現,以後一定也會被發現,因為它已存在於自然界中,這是為什麼時間對科學家來說很重要,都要搶先發表,華生和克里克在1953年「發現」DNA的雙螺旋結構時,全世界已有很多實驗室在做,美國加州史丹佛大學的波林(Linus Carl Pauling)就只差一點,功虧一簣。

 發明就不一樣了,它是東西並不存在,因為有這個人而使東西出現,例如愛迪生發明電燈炮,本來這個世界上並沒有電燈炮這個東西的存在,因為有了愛迪生,所以電燈泡才會出現,這個層次就比發現高了很多。在生活上,我們時常不區分「發明」和「發現」,其實這兩者在原創性層次上不同。不過愛迪生如果沒有發明電燈泡,別人遲早也會發明,因為製造電燈泡的條件已存在於社會之中了(佛蘭克林已從風箏中知道電的導性,法拉第電解定律也已出現,化學元素和金屬材料的屬性也已知道,可供很多的實驗),因此,只有創造這一項是屬於最高層次的原創性,它帶有濃厚的個人色彩,沒有這個人就沒有這個東西,例如世界上如果沒有畢加索這個人就不可能有畢加索的畫,如果沒有修伯特這個人就不會有修伯特的音樂,這種創造力是有獨特性的,沒有人可以取代的。所以藝術人文方面的創造力叫作創作,而科學上的創造力叫發明。

 創作與發明都需要一個基本的能力就是觀察力,但是在科學上,除了觀察力還要有正確去解釋這個觀察到現象的能力。這就需要邏輯推理能力和背景知識。例如伽俐略從望遠鏡中看到月球表面有陰影,但是陰影中有一些亮的光點,這個光點會逐漸擴大,最後跟其他亮的地方結合為一,他就推論月球表面一定是凹凸不平的像地球表面的山一樣,當早晨大陽昇起照在山頭時,山頭是亮的,山腳下還是陰的,太陽越爬高時,陰影逐漸退去,最後當太陽到天頂時,整個山都是亮的,月球並不是像當時人所想像的是個平滑的圓球。現在我們知道伽俐略的推論是正確的。又如達爾文看到海島上有很多淡水植物,這些淡水植物是怎麼傳到這個無人海島上呢?一個最合理的解釋是鳥爪上沾有一些泥巴,泥巴中含有植物的種子,當鳥類前往海島覓食時,不經意的把這些種子傳播了出去。為了証明這一點,他到他家附近的池塘中挖了三湯匙的泥土放在咖啡杯中,帶回書房去觀察,每長出一顆植物就把它拔出來,使別的植物有空間可以生長,這樣觀察了六個月,他總共拔出了537棵植物,在這小小的咖啡杯中,可以長出537棵植物,他就確定鳥爪中一點點泥土有可能帶有植物的種子到遠方的海島了。

 所以一個科學家不只是要有觀察力,他還得有正確解釋這個觀察到現象的能力,最後還得要有作實驗的能力去驗証自己的假設是否正確。在這裡我們看到了背景知識的重要性,它是創造力的基本條件。

 諾貝爾生醫獎得主梅達華(Sir Peter Midawar)曾經說過,一個人只要有很好的普通常識(即背景知識),一般的想像力就可以成為一個有創意的科學家,你不一定要很聰明(clever),但是你一定要對某些東西很聰明(clever about),聰明是天生的,我們沒有辦法改變,但是智慧是後天經驗累積的,是我們努力可以達成的,從而看到別人沒有看到的東西(clever about)。

 第一,從神經學的研究上,我們知道「經驗」可以影響神經的連接,而神經連接的密度與觸類旁通、舉一反三的創造力有關。所以經驗可以影響創造力。經驗的取得有兩種:自身經歷的經驗與閱讀內化而來前人的經驗。

 我們的大腦在出生時有十兆(1012)的神經元,其實是比我們需要的多,因為腦用了它重量十倍的能源(大腦佔體重的2%,但是用掉20%的能源),所以人在出生後就開始把不需要用到的神經元修剪掉,以節省能源。

 我們的每一個神經元可以與別的神經元有一千個以上的連接,因此大腦就像紐約市的電話總機一樣,是個非常繁忙的網路。這個網路連接的有效性就決定了我們的智慧,比如說,常常打的電話會有直撥的捷徑,不再需要轉接,而一個許久不打的路線便會被別人借去用了。

 所以,要有創造力必須要有四通八達密切連接的神經網路,你在看到一個東西時,這個東西所激發的電波(大腦中是個電流的傳導方式,也就是說,眼睛看到的是光波,耳朵聽到的是聲波,但是進入大腦後全部得換成電波,彼此才能交談),能引發別的神經迴路活化,這條迴路又去激發另一條與它有連接,但是與第一條沒有連接的神經迴路活化,這一趟下來,神經網路越密的人,他的點子就越多,他的創造力也越強了。

 例如,在心理學上我們對創造力的定義是「從兩個不同的東西找出第三個新的用途」,這個定義在神經學上就是兩個神經迴路連到了一起,激發了第三個神經迴路。歷史上很多的發明都可以用「靈光一閃」來形容當時的情境,這個靈光一閃可以說就是電流碰觸在一起所發出的火花。因此神經連接的越密就越有激出火花的可能性。

 有一位年輕的住院醫師在替糖尿病人清洗因為血液循環不好所造成下肢壞疽的膿血時,病人因痛大聲呻吟,被路過的主治醫生聽到進來責罵他笨手笨腳,當他垂頭喪氣走出病房時,蒼蠅卻成群地圍繞著他手套上的膿血飛,他突然靈機一動,想到蒼蠅的幼蟲正是吃腐肉長大的蛆,如果把蛆消毒好,放在病人組織壞死的部分,蛆會把腐肉吃乾淨,又不會傷害到好的組織,沒有割到組織,病人自然就不會呻吟。後來這成為清除病人壞死組織很好的一個方法,他也因此發了大財,造就了一個雙贏的局面。

 在這裡我們就看到了兩個完全不相干的東西(病人和蒼蠅),但是連在一起時,卻想出了解決病人不時要刮去腐肉才能上藥的痛苦,所以我們看到創造力並不需要高深的學問,但是卻需要寬廣的背景知識,(知道蒼蠅的幼蟲是吃腐內,但不吃新鮮的肉),還要有勇於嚐試的精神。

 另一個與創造力很有關係的便是閱讀,因為閱讀使我們的想像力超越時空的限制,飛到更遠的地方。我們從兒童創造力的研究中看到想像力其實不脫他生活的經驗,叫孩子去想像一個新產品的用途,他常常是只能從他所見所聞的方面去想像,但是當孩子可以閱讀時,書本就打開了他另外一個世界,也就是說,想像力無法完全憑空而起,無中生有,多少要有一些依憑,才可以去捕風捉影,而閱讀正是提供想像力最好的翅膀,沒有想像力就沒有創造力。

 英國的教育部長布朗凱(David Blunkett)曾說「閱讀解放我們的心靈,讓我們的心智翱翔」,一個有創造力的心靈必須是自由的,它必須不被束縛,而閱讀正是解開它的束縛,使它飛翔的金鑰匙(The golden key),在談創造力的今天,讓我們從創造力的基本做起,鼓勵孩子閱讀,打開他心靈的世界,放他高飛翱翔。

洪蘭 中央大學認知神經科學研究所教授兼所長
陽明大學神經科學研究所教授
     財團法人精神健康基金會常務董事

原載於《心靈座標》雙月刊 2008年6月、8月號

 

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