頓悟：心理學的解釋

尚和蒙學教育 2010-10-27

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頓悟：心理學的解釋

在阿基米德喊出“我找到了”之后，科學史上不乏在電光火石的剎那悟出驚世發(fā)現(xiàn)的傳奇。千百年來，“頓悟”作為人類解決科學和其他問題的一種獨特方式，基本得到廣泛認可。“頓悟”具有一些與常規(guī)解題方法不同的特征，比如說“頓悟”前常有百思不得其解的階段；靈感突如其來的時候，自己往往并沒有意識到在想問題，事后也無法說清究竟是怎么得到答案的。
然而，大腦在“頓悟”過程中的工作機制是否與用常規(guī)辦法解題時不同，在科學上一直不甚清
楚，科學家們的觀點不甚一致。有些科學家認為頓悟是一個特殊的過程，它與一般的問題解決不同；
還有一些科學家認為，二者在認知機制上完全一致，差別主要在于人們的主觀感受強烈程度上。近年來心理學家對頓悟工作機制的研究非常感興趣，形成了大量關于頓悟心理機制的解釋，本文從心理學的視角，對頓悟的理解和頓悟研究遇到的問題進行分析。
一、頓悟與頓悟問題
頓悟的研究始見于格式塔心理學家柯勒，他提出了問題解決的“頓悟說”，并且開創(chuàng)了一個新的研究領域。心理學發(fā)展至今，對頓悟問題的研究頗豐，但是對于頓悟的看法仍有許多不同的觀點。
目前關于頓悟的含義最為人接受的還是格式塔心理學家的定義：頓悟主要是指通過觀察，對情景的
全局或者對達到目標途徑的提示有所了解，從而在主體內(nèi)部確立起相應的目標和手段之間的關系完形的過程。頓悟現(xiàn)象主要有六個特點：
（1）在問題解決之前，常有一個困惑或者沉靜的時期，在該階段中解決者表現(xiàn)為遲疑不決，并伴有長時間的停頓，這也可以視為問題解決的“潛伏期”。
（2）從問題解決前到問題解決之間的過渡不是一種漸變的過程，而是一種突發(fā)性的質(zhì)變過程，而且這種突然出現(xiàn)的可能是問題的解決方案，也可能是解決方案即將出現(xiàn)的意識閃現(xiàn)。
（3）在問題解決階段，行為的操作是一個順利的不間斷的過程，從而形成一個連續(xù)的完整體，很少有錯誤的行為。
（4）頓悟依賴于情境，當解決方法的基本部分與當前情境之間的關系比較容易察覺時，就容易出現(xiàn)頓悟。
（5）頓悟與工作記憶，長時記憶都有聯(lián)系，由頓悟獲得的問題解決方法能在記憶中保持較長的時間。
（6）頓悟的關鍵加工機制是類比遷移，在一種情境中產(chǎn)生的頓悟可以遷移到新的場合中去。
經(jīng)典的頓悟問題包括“九點問題”、“蠟燭問題”、“雙繩問題”等等。一些心理學研究者認為“搜索式問題”（可以視為常規(guī)問題）與頓悟問題有本質(zhì)上的區(qū)別。[1]他們認為“搜索式問題”有四個特點：
（1）“搜索式問題”的解決是需要花費時間和精力的，并且解決者在思考時是有意識的，有策略的。
（2）“搜索式問題”解決的加工過程是從初始狀態(tài)到得出解決方法逐步進行的。
（3）解決者會將中間問題狀態(tài)的解決結果存放在工作記憶中。
（4）“搜索式問題”容易由局部信息的積累而達到問題的解決。

而與常規(guī)問題相比，頓悟問題往往是需要個體以新的方式重組問題的。一般而言，頓悟問題有以下幾個特征：
（1）頓悟問題的解決并不需要特殊的認知技能。
（2）人們在解決頓悟問題的過程中，
往往會遇到一個明顯的障礙，這個障礙會讓解決者感到不知所措，此時解決者就進入一種“僵局”（或稱為“困境”）。
（3）這個“僵局”（“困境”）一旦被打破，頓悟問題就會迎刃而解，人們會有一種伴隨情感釋放，表達解決者驚奇的“啊哈”體驗。

二、頓悟心理機制的心理學解釋
（一）格式塔觀點或特殊加工觀
幾乎所有的格式塔心理學家都對頓悟問題持“特殊加工”的觀點，但是不同時期的格式塔心理學家們從不同的角度來提出自己的觀點。
早期的格式塔心理學家主要是從現(xiàn)象學的角度來描述，認為頓悟包含著一種特殊的加工過程，是一種不同常規(guī)的、線形的信息加工思維。
而這種特殊的加工過程主要在以下幾種情況下出現(xiàn)：[1]
（1）思維的無意識跳躍；（2）心理加工被極大加快；（3）認知加工過程產(chǎn)生某種類型的短路。
與此形成對照的是，新格式塔學家們是從實證的角度來論證其觀點的。有學者從認知神經(jīng)的角度來說明。[2]他們讓 18 名被試玩一種字謎游戲，任務是找出一個單詞，使它能與列出的其他 3 個不同英文單詞搭配，分別重新組合成三個有意義的新詞。被試在解題過程中都需要報告他們經(jīng)歷過的“頓悟”般的時刻。通過功能磁共振成像和腦電圖技術對被試大腦活動和腦電波的監(jiān)測顯示，“頓悟”的出現(xiàn)與大腦右半球顳葉中的前上顳回區(qū)域有密切關系。當被試“頓悟”出答案時，這一區(qū)域活動明顯增強，并在“頓悟”前 0.3 秒左右突然產(chǎn)生出高頻腦電波。但是通過常規(guī)方式獲得答案的研究
對象則沒有這些情況出現(xiàn)。他們由此得出結論認為，“頓悟”的產(chǎn)生有賴于大腦神經(jīng)中樞獨特的活動機制，這一機制為大腦“頓悟”時的獨特認知過程提供了支持。
而 Metclfe 則通過一個設計巧妙的實驗角度來說明。[3]她讓被試在解決問題過程中每隔 15 秒就評估一次他們與找到問題解決辦法的接近程度，接近程度用“冷”和“熱”來表示（被試感到“熱”表明接近答案；“冷”則代表遠離答案）。結果發(fā)現(xiàn)，對于常規(guī)問題而言，隨著被試越來越接近對問題的正確解答，他們在感覺上也會感到越來越熱，兩者之間存在顯著的正相關；而對于頓悟問題來說，則沒有這種感覺上的逐漸累加的變化，兩者之間不存在顯著的正相關。由此 Metclfe 認為頓悟問題的解決包含有特殊加工過程，它與常規(guī)問題解決有本質(zhì)上的區(qū)別。
（二）非特殊加工觀
有的學者認為解決頓悟問題與常規(guī)問題用的是同一個加工過程，也即頓悟不是特殊的。Weisberg等認為，頓悟只不過是一般的知覺、確認、學習等心理過程的延伸，并不存在一個可稱為“頓悟”的特殊思維加工過程。[4]Perkins 用“買賣銅幣”的例子來說明在頓悟問題解決中人們會作出正常的推理，所以在頓悟問題解決中的加工過程不是特殊的。認為頓悟問題解決包括對問題空間的搜索和對記憶的搜索，問題的重構是產(chǎn)生于對記憶的進一步搜索，并經(jīng)過在主體解決問題過程中增加的新信息的提示。他們還認為在“九點問題”中，人們只有當被告知解決該問題需要將連線延伸到已有的空間之外時才能解決問題。Kaplan 與 Simon 通過“殘缺棋盤”來考察頓悟問題，由實驗結果他們提出：頓悟不是一種特殊類型的問題解決現(xiàn)象，而是包含著其他問題解決形式的相同過程。[5]
這些結論似乎揭示了頓悟并非特殊的，但是必須指出的是，在問題加工過程中，常常并非由一個簡單的頓悟就可以達到問題的解決，有人認為人們常是在給予提示與練習之后才成功解決問題的。
（三）信息加工理論
從信息加工的角度來論述頓悟問題是較為新近的理論觀點，目前主要有表征轉(zhuǎn)變理論和進程監(jiān)控理論。

表征轉(zhuǎn)變理論的代表人物主要是 Kaplan 與 Simon，他們認為頓悟與問題表征以及問題空間都有
著密切關系。[5]個體在解決問題時，常常根據(jù)題目本身所提示的方式來表征問題，并在相應的問題空間中進行搜索。如果在問題空間中長時間找不到方法使問題得以解決，就會尋找新的問題表征方式，而潛在的可能的新的表征方式是很多的，這就需要在元水平空間中搜索一個恰當?shù)谋碚?，以使問題得以解決。頓悟現(xiàn)象的出現(xiàn)就是由于人們找到了適宜的問題表征方式。Knoblich 等人還進一步提出表征轉(zhuǎn)變過程中的兩個認知過程：（1）解除抑制：主要指克服已有的只是經(jīng)驗、思維方式等的抑制。
（2）組塊分解：主要指將刺激組塊分解成更小的單元，以便于發(fā)現(xiàn)新的關系和聯(lián)系，形成新的表征。這種理論可以用來解釋“九點問題”，在九點問題中，如果個體可以從錯誤的問題空間中走出來，進入到元水平問題空間（也就是突破正方形形狀的限制），形成正確的問題表征，就可以達到問題解決。[6]
我國學者通過“殘缺棋盤”的研究來驗證表征轉(zhuǎn)化理論，其實驗結果證明了在頓悟過程中需要發(fā)現(xiàn)一種正確的問題表征，也即對等性問題空間。[7]要發(fā)現(xiàn)這一表征，被試必須使問題表征從“鋪設問題空間”轉(zhuǎn)變?yōu)?#8220;元水平問題空間”。而當被試在這兩個空間中進行搜索時，必須有很強的限制，使搜索成為有高度選擇性的搜索，才能最終在元水平空間中發(fā)現(xiàn)正確的表征。
進程監(jiān)控理論的代表人物主要是 Ormerod 和 Chronicle，他們用手段—目標分析法來論述頓悟的加工過程，提出了績效的計算模型，強調(diào)了進程監(jiān)控的作用。他們認為影響頓悟問題解決的主要因素是：各種抑制因素和思維定勢以及個體試圖尋找其他解決方法的驅(qū)動力。在問題解決的加工過程中，個體會從問題的目標狀態(tài)出發(fā)，來確定某種內(nèi)在標準，并且用這種標準來監(jiān)控每一個局部行為（手段）的有效性。一旦個體意識到?jīng)]有符合標準的行為時，就會產(chǎn)生一種內(nèi)在的動力，促使他去解除抑制，尋找其他的解體方法。[8]

該理論對于“九點問題”也有自己的解釋，他們認為在解決“九點問題”時，主要使用兩種加
工策略：（1）直線最優(yōu)策略：也就是讓每一條直線劃掉盡可能多的點，這種方法類似于“爬山法”。
（2）進程監(jiān)控策略：也就是在問題解決的過程中，個體會預期自己所采用的步驟是否有助于達到最終的目標狀態(tài)，而且會根據(jù)這種內(nèi)在標準來衡量預期步驟的有效性，一旦步驟與標準不符合時，個體就會產(chǎn)生解除抑制的驅(qū)動力，尋找新的解題途徑，從而從錯誤的問題空間進入正確的問題空間。
如何運用這兩種策略是解決“九點問題”的關鍵，個體想達到有效的正確的問題解決必須正確使用啟發(fā)式策略與元認知策略。
用信息加工觀點來解釋頓悟的還有 Davidson 和 Sternberg 的三過程加工理論。他們認為有三類包含了不同的加工過程的頓悟，即選擇性編碼、選擇性比較和選擇性組合頓悟。這三個加工過程既可以單獨地運行，也可以互為補充地聯(lián)合運行。[9]該理論觀點與特殊加工觀和非特殊加工觀都有共通之處。Davidson 等人在該理論基礎上，建立并檢驗了相應的模型，在一定程度上對頓悟的可能機制進行了細化的說明。
三、頓悟研究的困境
（一）頓悟是否發(fā)生
圍繞著頓悟是否發(fā)生這一問題，研究者提出了不同假設，如：自動加工假說、外部線索假設、注意消退假設，等等。盡管存在不同的頓悟理論，但是沒有一個明確的方法來比較這些理論假設的合理性。不管是“特殊加工觀”還是“一般加工觀”都普遍認為在許多方面，頓悟的解決方法與非頓悟的解決方法是有區(qū)別的：
（1）解決者體驗到解決方法是突然閃現(xiàn)的，而且是明顯正確的（啊哈經(jīng)驗）。
（2）在產(chǎn)生頓悟的解決方法之前有時解決者會進入一個僵局，好像不能再向問題的答案靠近。
（3）解決者常常無法報告使他們克服僵局達到問題解決的加工過程。

（4）解決頓悟問題的認知能力與解決非頓悟問題的認知能力有所不同。
但是研究者沒有直接的證據(jù)判斷問題解決者是否用頓悟來解決問題，而是用解決了“頓悟”問題來判斷頓悟的發(fā)生。
什么是頓悟問題解決？研究者對之的操作定義是非常寬泛的，例如表征轉(zhuǎn)換理論和進程監(jiān)控理論對頓悟問題解決的描述就不盡一致。Ohlsson 認為頓悟的結果可以被描述為重構之后的僵局狀態(tài)。
但是，進入僵局是頓悟的必須組成部分嗎，個體需要對問題進行重構來達到頓悟嗎？而進程監(jiān)控理論認為不是對問題進行重構而是選擇一個不同的行為來達到頓悟。可能兩種理論都是正確的，產(chǎn)生頓悟有多種方法。但是，如果沒有一個一致的方法來判斷一種解決方法是否是頓悟解決方法的話，我們將無法對這些對立理論的假設進行評價，這也給頓悟問題解決研究帶來了極大的困難。
（二）什么問題能產(chǎn)生頓悟的解決很難判斷
頓悟研究的第二個局限性是關于“頓悟問題”是通過頓悟來解決的這一假說。研究者認為頓悟經(jīng)驗與“頓悟問題”的解決方法是不同的，而且傳統(tǒng)的方法重點描述了頓悟與非頓悟問題解決之間的差異。比如下面這個問題：如果在你的抽屜里有一些黑色的襪子和一些棕色的襪子，它們以四比五的比例混合在一起，如果你要確保你能拿到一對相同顏色的襪子，你必須取出多少只襪子？
這個問題可以看作是一個純粹的頓悟問題，但是如果解決者習慣性的使用“如果……，那么怎么……”的策略，而不是使用一種算術策略的話，這個問題不用頓悟就可以解決。也就是說，如果解決者問：“如果我取出一只黑色襪子然后再取出一只棕色襪子會怎么樣？我僅僅需要另一只任意顏色的襪子來配成一對相同顏色的襪子”這無需頓悟。
而且，頓悟問題不是問題的一個種類，而是頓悟問題與非頓悟問題在工作記憶的要求、問題空間的大小等方面存在較大的差異。特別是在頓悟研究中所使用的問題的選擇依據(jù)常常是因為這些問題在前人的研究中被作為頓悟問題來使用。Chronicle，MacGregor 和 Ormerod 界定了三種定義頓悟問題的方法：（1）現(xiàn)象學的特征，例如在即將獲得問題解決之前其熱度比例（warmth ratings）才上升的那些問題；（2）為達到問題解決對概念性的知識進行必要的轉(zhuǎn)變；（3）問題解決過程中存在潛在的加工。但實際上頓悟問題的選擇仍舊困擾著頓悟心理機制的研究者。[10]
（三）研究中使用的頓悟問題數(shù)量比較少
經(jīng)典的頓悟問題常常難度較大，以致只有少量的被試能夠在沒有幫助（例如一個暗示）或者在限定的時間內(nèi)（例如少于 10 分鐘）順利解決問題，因此頓悟問題解決中使用的問題數(shù)量都很少。特別是當研究者在記錄和分析被試的活動和口頭報告時，可能只讓他們解決一個單一的問題。即使在使用多個樣例問題時，能在一個實驗中讓被試嘗試解決多于 15 個問題的實驗也是非常少的。[11]少量的問題限制了數(shù)據(jù)的可靠性和其他研究技術的使用，例如認知神經(jīng)成像技術，因為這種技術要求使用大量的問題。而且，典型的頓悟問題的復雜性會混淆變量，而且會妨礙對問題解決加工過程中的
成分進行清晰的分解。
四、頓悟研究的曙光
傳統(tǒng)的實驗心理學的研究方式在解釋頓悟問題時只能進行間接的推測，是從觀察“行為”的角度來做“頓悟”的實驗，雖然可以發(fā)現(xiàn)“靈光一閃”的現(xiàn)象，但是對于它的產(chǎn)生過程，我們卻一無所知。我國學者羅躍嘉等認為，“頓悟”的產(chǎn)生有賴于大腦神經(jīng)中樞獨特的活動機制，這一機制為大腦“頓悟”的過程提供了支持。因此，認知神經(jīng)科學的研究范式開始在頓悟研究中得到應用，為頓悟研究提供了新的技術保障。另外，有關頓悟心理機制的解釋理論也出現(xiàn)了一種整合化趨向，使頓悟研究呈現(xiàn)新的趨向。
（一）頓悟的認知神經(jīng)機制探討
認知神經(jīng)角度研究頓悟問題的尚不多見，這與頓悟問題本身的研究難度有關，因為頓悟是一個較為罕見的而又瞬間即逝的“發(fā)現(xiàn)”狀態(tài)，而且其發(fā)生的時間點是不可控的，另一方面是較難找到合適的實驗材料。Bowden 在 2005 年提出了一個神經(jīng)學的模型（The neurological model），該模型旨在使用認知神經(jīng)科學的研究手段，如腦神經(jīng)成像技術，揭示頓悟問題解決者主觀經(jīng)驗中的客觀聯(lián)系，詳細描述頓悟中重要的、并且能將它們與腦內(nèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡相聯(lián)系的那些加工過程。[11]Bowden 認為問
題解決的加工過程與語言理解的加工過程是有交疊的（overlap），在這兩種加工過程中，個體必須使用一般知識來補充環(huán)境刺激中缺失的信息，并且這些信息必須整合到一個連貫的單元中（ be integrated into a coherent unit）。盡管這種加工過程大部分是無意識的，但是這種加工過程的結果在輸出時可以變?yōu)橐庾R。由于所有的問題解決都要求一個復雜的皮層（cortical）網(wǎng)絡來對問題的信息進行編碼、尋找記憶中相關的其他信息、評估這種信息，應用算子等等，所以他認為頓悟包含了一系列問題解決的加工過程，這些加工過程很大程度上是與一系列非頓悟的加工過程相重疊的，頓悟是
在許多事件共同影響之下發(fā)生的。
在國內(nèi)，中國科學院心理研究所的羅勁、西南大學的邱江、張慶林等也做出了非常有價值的嘗試，[12~13]盡管還存在爭議，但在解釋頓悟的認知機制上提供很好的參考。他以謎語作為材料，利用功能性磁共振成像技術精確記錄了人類大腦在實現(xiàn)頓悟的一瞬間的活動狀況。通過對結果的分析，發(fā)現(xiàn)頓悟過程激活了包括額葉，顳葉，扣帶前回以及海馬在內(nèi)的廣泛腦區(qū)。并且通過對各方面證據(jù)的綜合，初步推斷頓悟過程中，新異而有效的聯(lián)系的形成依賴于海馬，問題表征方式的有效轉(zhuǎn)換依賴于一個“非語言”的視覺空間信息加工網(wǎng)絡，而思維定勢的打破與轉(zhuǎn)移則依賴于扣帶前回與左腹側(cè)額葉。這方面的研究無疑將是破解頓悟之謎的非常有效的手段。
（二）頓悟理論構建的整合化趨勢
理論整合是科學研究理性化的一個重要體現(xiàn)。傅小蘭教授曾經(jīng)指出，頓悟兩種機制研究的整合將有助于早日揭示頓悟的本質(zhì)。[14]Bowden 的研究方案一方面是頓悟研究方法上的改變，另一方面也是企圖理論整合的信號。他承認進程監(jiān)控理論和表征轉(zhuǎn)換理論作為解釋頓悟的兩個關鍵理論都有其合理性，應該在他的研究框架下得到整合。他所設計的復合的遠距離聯(lián)想問題（Compound remote associates problems）既可以用頓悟解決也可以用非頓悟的方法解決。

國內(nèi)學者張慶林教授長期致力于頓悟的研究，他反思自己及國際心理學界關于頓悟的研究，提出了解釋頓悟問題解決的啟發(fā)式理論，頓悟的發(fā)生是由于關鍵性啟發(fā)信息的突然獲得。[15]在他的理論假設中，認為是關鍵性啟發(fā)信息的獲得，導致了問題解決者對問題空間的搜索發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變，換用了高效率搜索策略，使得問題解決要么在搜索的方向上更明確、更準確，要么進入了正確的問題空間進行搜索。關鍵啟發(fā)信息的獲得有兩種途徑，一種是通過非關鍵信息的積累才導致關鍵啟發(fā)信息的突然獲得，另一種是關鍵啟發(fā)信息的獲得不需要逐漸積累，是一步實現(xiàn)的過程。前者實際上是進程監(jiān)控理論的觀點，后者是表征轉(zhuǎn)變理論的觀點。該理論假設能很好地解釋“河內(nèi)塔問題”和“九點四劃”問題的解決。
可見，頓悟研究應該立足更大的理論框架，融合各家研究之長，才能很好地解釋頓悟的認知過程，使頓悟去神秘化。

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頓悟：心理學的解釋

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