兴趣的是整个讲授思维技巧的课程,而不是那些特别实用的课程。他强调说,创造性思想的需要不仅仅起因于科学和艺术领域的需要,而且也由于日常生活的需要。他举了他朋友的一个例子,有一次他与几个人到郊外野餐,大家都忘了带一把刀来切乳酪,但他的朋友却想到用信用卡把乳酪整齐地切下来,让大家大为高兴。
大卫指出研究已经证实,一些有特殊性格的人经常取得成功,在思想领域里如此,在逃离一个吸引域而进入另一个较深的域也如此。这些特殊性格是什么样的性格呢?是对任务的献身精神,是对陷入一个不合适领域的一种警觉意识,是习惯于在不同领域边缘作拉锯战,一种详细阐述和解决问题的能力。这些性格似乎不可能是生下来就有的,而很可能是反复学习才能获得。但今日学校还远远没有认识到这种学习的重要性。大卫举例指出,学校成了这样的地方:仅仅去发现那些已经详细阐述过的问题。问题的阐述和一个问题的真正边界
问题的阐述涉及发现问题的真正边界。为了说明我说的是什么意思,我将以我的朋友、原来的邻居和耶鲁大学的同班同学麦克里迪( PaulMacCready)经常在公共演讲时举的例子,这是关于问题异常解的一些例子。(保尔是自行车动力飞机、太阳能飞机和模拟扑动翼手龙的发明者,他还发明了一些其他装置,他自己谦虚地称之为“空气动力学逆向前沿”的发明。)虽然我用了他用过的相同的例子,但我从中得出的教益与他的有些不同。
我们来考虑一个著名的问题:“用铅笔把9 个点用最少的直线联起来,在画线时铅笔不准离开纸面。”很多人都设想画的直线只能在9 个点组成的方形之内,虽然这种限制在问题中并没有提到过。如果画线的人让自己把直线拓展到方形之外,那么他只用画4 条直线就可以完成任务(如图17—1 所示)。如果这是现实世界中出现的一个问题,那么很关键的一步是在阐述这个问题时,要找出有没有任何理由把直线限制在方形之内。这一步我称之为问题的边界(the boundaries of the problem)。如果问题允许直线越出正方形之外,那也许还有其他的一些自由。如果我们把纸折叠一下,让9 个点排到一条直线上,那么铅笔只用画一条直线就穿过了9 个点。不是吗?亚当斯(James L。Adams)在他的一本名为《概念大拍卖》(Conceptual Block busters)里,有许多这样的思想测试。其中最妙的一个是一封信的内容,这是一个小女孩写给他的,下面我们印下信的复制件。
最紧要的一点是她写的最后一句话:“这不是说你不必用一根粗线。”这儿的粗线是被禁止使用,或不被禁止使用?现实世界的规则是什么样的?像通常情形一样,在对问题进行阐述时边界问题是一个原则问题。在华盛顿大学物理系卡兰得拉(Alexander Calandra)教授写的一篇文章“气压计的故事”①中,他对于这一点强调得更明确。
很久以前,我接到我的同事一个电话,他问我愿不愿意为一个试题的评分作鉴定人。好像是他想给他的一个学生答的一道物理试题打零分,而他的学生则声称他应该得满分,这位学生认为如果这种测验制度不和学生作对,他一定要争取满分。导师和学生同意将这件事委托给一个公平无私的仲裁人,而我被选中了??我到我同事的办公室,并阅读这个试题。试题是:“试证明怎么能够用一个气压计测定一栋高楼的高度。”
学生的答案是:“把气压计拿到高楼顶部,用一根长绳子系住气压计,然后把气压计从楼顶向楼下坠,直图17—2 一个10 岁小女孩写给亚当斯教授的信(摘自《概念大拍卖——如何获得更好的想法》(Conceptual Blockbusting——A guide to Better I deas),Addison…Wesley,1986,P。31)坠到街面为止;然后把气压计拉上楼顶,测量绳子放下的长度。这长① 转引自《现代科学》(Current Science)(教师版),Vol。49,No。14,Jan。6…10,1964,——作者 度即为楼的高度。”这是一个很有趣的答案,但是这学生应该获得称赞吗?我指出,这位学生应该得到高度评价,因为他的答案完全正确。另一方面,如果高度评价这个学生,就可以给他物理课程的考试打高分;而高分就证明这个学生知道一些物理知识,但他的回答却又不能证明这一点。考虑到这一点,我建议让这个学生再次回答这个问题。我的同事同意这么做,这当然是意料之中的事,但让我惊讶的是这个学生也同意再试一次。
按照协议,我让这个学生用6 分钟回答同一问题,但必须在回答中表现出他懂一些物理知识。5 分钟过去了,他什么都没有写。我问他是否愿意放弃,因为我还得去别的班级上课,但他说不,他并不打算放弃,他有许多答案,正在思考用最好的一个答案。我向他表示抱歉,打断了他的思路,并请他继续考试。在最后一分钟里,他赶忙写出他的答案,它们是:把气压计拿到楼顶,让它斜靠在屋顶边缘处。让气压计从楼顶落下,让停表计下它落地所需的时间,然后用 S=1/2at2(落下的距离等于重力加速度乘下落时间平方的一半),算出建筑物的高度。
看了这答案之后,我问我的同事他是否让步。他让步了,于是我给了这个学生几乎是最高的评价。正当我要离开我同事的办公室时,我记得那位同学说他还有另外一个答案,于是我问是什么样的答案。学生回答说:“啊,利用气压表测出一个建筑物的高度有许多办法。例如,你可以在有太阳的日子在楼顶记下气压表上的高度和它影子的长度,又测出建筑物影子的长度,就可以利用简单的比例关系,算出建筑物的高度。”“很好,”我说,“还有什么答案?”“有呀,”那个学生说,“还有一个你会喜欢的最基本的测量方法。你拿着气压表,从一楼登梯而上,当你登楼时,用符号标出气压表上的水银高度,这样你可以用气压表的单位得到这栋楼的高度。这个方法最直截了当。”
“当然,如果你还想得到更精确的答案,你可以用一根弦的一端系住气压表,把它像一个摆那样摆动,然后测出街面和楼顶的g 值(重力加速度)。从两个g 值之差,在原则上就可以算出楼的高度。”
最后他又说:“如果您不限制我用物理学方法回答这个问题,还有许多其他方法。例如,你拿上气压表走到楼房底层,敲管理人员的门。当管理人员应声时,你对他说下面一句话:‘亲爱的管理员先生,我有一个很漂亮的气压表。如果你告诉我这栋楼房的高度,我将把这个气压表送给您??’”第十八章 迷信和怀疑论与有特色的选择压力不同的是,在叙述科学事业(至少它的全盛时代)的特征时,不同的选择也会影响理论思想的进化(这些思想有相同的主题,目前已形成科学的范围)。一个例子是向权威求助,而不去与自然相比较。在中世纪和欧洲早期,向权威求助(例如求助于亚里士多德,以及更多地求助于罗马天主教堂)在当时是这个领域的标准做法,到后来才广泛求助于科学方法。当1661 年伦敦皇家学会建立时,那时选择的箴言是Nulliusin verba,它的意思是“不要相信任何人的话”,反对向权威求助,而提倡求助于大自然,用一种“实验哲学”来训练学生。现在“实验哲学”被称为自然科学。我们提到了早期的信仰系统,例如交感巫术,它对选择压力的主要应答,和预言与观测进行比较十分不同。在最近几个世纪里,科学事业造出了一个使它繁荣的领域,在这个领域里权威和神秘的思想大部分退出了,让位给观察和理论的共同合作。但在这个领域之外,旧有的思维方式仍占有很大地盘,迷信仍然到处泛滥。科学存在的同时迷信也普遍存在,这是不是人类的一个特殊现象?甚至是否可以认为,只要宇宙中有智力复杂适应系统存在的地方,都会有相似的倾向?规律性求证中的错误
复杂适应系统从它们接受的数据流中得出规律性,并把这种规律性去粗存精地制成一种图式。因为在这过程中容易犯两种典型的错误——把随机的东西误以为是规律性的东酉,或者相反——因此我们有理由假定,复杂适应系统将会逐渐适应于一种大致上平衡的状况,在这种状况里某些规律性正确的证明将伴随着两种错误。
在考虑人类的思维模式时,大致上说,我们会用错误的方式证明一种迷信,同时又否认另一些迷信。迷信的典型特征是把事实上不是规律性的东西看成是规律性;而当规律性要放弃一些证据时,迷信又加以拒绝,即使非常明显地错了也是如此。经过内省和利用其他人的观察,我们中的每一个人都会察觉在两种错误与恐惧间有一种联系。
在一种情形下,由于我们周围许多事物的不可预见性,特别是不可控制性,在人们精神上留下了创伤。有些不可预见性从根本上是滋生于量子力学基本的不可确定性,和混沌指出的预见进一步的限制性。大量额外的粗粒化,与由此而来的不可预见性,来自于我们的感觉和仪器在范围和能力方面受严格限制。我们只能偶而获得有关宇宙的一点点信息(在原则上可以有用的那一点点)。最后,我们受到我们不能胜任的理解力和有限计算能力的限制。
由于结果的不可理解,使我们感到害怕,于是我们把一些在虚假因果原理上建立的人工秩序,强加在我们周围世界,甚至强加在一些随机事实和偶然现象上。我们就这样,用一种虚幻的预见能力,甚至是神秘能力来安慰自己。我们幻想我们可以操纵我们周围的世界,借助的是我们发明的想像力。
在否定、拒绝的情形下,我们能够发现真正的模式,但却又被它们震吓得不知所措,因而我们未能明白它们的进展过程。显然,在我们生活中最震摄人心的规律性是死亡的确定性。有许多信仰,包括有些最执着的信仰,都要设法减缓对死亡的焦虑。当这类信仰广泛进入一种文化中时,它们对个人的安抚效应就会大大增加。但这类信仰明显地包括一些人为的规律性,所以,否定就伴有迷信成分。我们还可以进一步看看交感巫术这种迷信。我们看到,这其间的信仰能维持的仅仅是否定他们明显的过失,特别是他们工作中经常出现的错误。对真正规律性的否定和强制性相信虚假的东西,可以看成是一个银币的两面。不仅仅是人类对这两者有癖好,而且这两者常有相伴的趋势,而且它们彼此支持。如果这种分析是公正的,那么我们可以作出结论:所有散布于宇宙各处行星上的智慧复杂适应系统,在用他们的输入数据证实规律性时,也会在两个方向上犯错误。按拟人学的说法,我们可以认为任何地方的智慧复杂适应系统,都易于成为一种迷信和否定的混合物。无论我们了解到这一点与否,从人类经验出发,用减轻恐惧的说法来描述这种混合物,又是另一回事情了。我们用稍微不同的方法来查看一个复杂适应系统的迷信,我们也许会发现迷信比否定还更普遍一些。可以认为这系统大部分已进化到可以发现模式,于是一个模式在某种意义上变成了它自己的回报,即使它对现实世界没有给予什么特别的好处。像这样的一种模式,可以看成是一个“利己图式”(selfish scheme),它有些像利己基因或者甚至是真正的利己基因。
这种例子在人类经验中不难找到。几年以前我被邀请会见一个由著名大学教师组成的小组,他们想与我讨论一个令人惊讶的新发现。后来我才明白,他们为最近由NASA①拍摄的一张火星的照片激动不已,因为这张照片上有一个有些像人面孔的图形。我无法想象就这种不大可能的事,与这些在其他方面很聪明的人进行什么深入的讨论,我能做到的无非是为发现了一个神秘的规则而真心地欢悦。艺术和社会中的神话
对于人类,特别是到了社会层次的人类,除了恐惧减少了以外,在人类证实规律性的时候,还有许多真实世界的选择压力,喜欢歪曲事实。迷信信仰可以用来加强巫师、祭司、神父的权力。一个有组织的信仰系统,当它被神话完善以后,可以诱导人们按行动法典行事,并可加固一个社会成员的团结。随着岁月的流逝,信仰系统可以把人类划分成不同集团,这不仅可以使不同集团的人内部团结一致,而且有时使不同集团彼此强烈竞争,还经常引发冲突或迫害,有时还伴以大规模暴力。不幸的是这种例子,在今日世界仍不难发现。但是相互竞争的信仰,仅仅是把人类自身划分为不同集团、使彼此不能相容的一个基本原因。任何标签(label)都可以做到这一点。(关于① NASA(National Aeronautics and Space Administration)(美国)国家航空和航天管理局——译者注label,我们引用滑稽漫画中的一段话:“把什么东西给予人类,你就可以使他们无缘由地彼此仇恨。”)许多大规模的残忍暴行(和个人的残酷行为)是由于种族或其他原因引起,而和信仰没什么特殊联系。伴随信仰系统的破坏效应,信仰系统也有非常积极的成就,特别对于光辉的音乐、建筑、文学、雕塑、绘画和舞蹈,它们由于受到特殊神话的刺激而意气风发。我们只要看一看古希腊时代画的黑色古瓮,就足以亲眼看到由于神话影响而释放出的能量。
面对这么大数量有关神话的名画,我们就有必要重新考查虚假规律性的意义了。除了对人类的智力、感情及创造辉煌的艺术产生了有力的影响以外,神话的信仰很明显还有更深层的意义,超越了字面上的谬误和它们与迷信的联系。它们把人类几百年、几千年在与自然、与人类文化相互作用时所得到经验,压缩为神话故事,它们所包含的不仅仅是教训,而且,至少从隐喻中指出行为的规范。它们是社会作为一个复杂适应系统中文化结构最有活力的一部