創新從何而來？新研究發現：語義知識是人類創新的關鍵！

來源：七七陽的

摘要

一項全新研究找到了驅動人類創造力與科技發展的底層認知核心。研究證實，語義知識—— 也就是大腦中記錄各類概念相互關聯、適用邏輯的內在認知圖譜，是產生有實際價值發明創造的絕對前提。研究團隊結合文化發展計算機建模與超1200人規模的對照實驗后證實：如果缺少對世界運行規律的底層理解，人類的創新行為就會淪為盲目的隨機試錯；即使能夠接入社會學習網絡，其表現也不及未經校準的機器。

究竟是什么讓人類擅長創造全新的想法與技術？一項新研究給出了答案：一種長期被忽視的認知能力起到關鍵的作用，也就是語義知識，通俗來講，就是我們理解事物之間的關聯、并靈活運用關聯規律的能力。該研究發表在《美國科學院院報》（PNAS）。

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本次研究邀請了1200余人參與電腦實驗，任務是拼接各類物品創造全新“發明”。一部分受試者使用石頭、樹枝等熟悉實物，另一部分要完成一模一樣的任務，卻只能使用不存在任何語義含義的抽象符號。

圖：基于多主體的累積文化演化模型

實驗結果十分清晰：受試者能夠調用自身已知的語義知識時，更容易找到具備實用價值的組合；可一旦失去語義支撐，他們的表現和隨機運行的機器人毫無差別。即便是開放群體學習的功能，即有機會看到團隊中其他人取得了什么成果，該劣勢依舊存在。

卡羅林斯卡學院臨床神經科學系研究員Bj?rn Lindstr?m表示：“語義知識就是我們的認知工具箱，它幫我們判斷哪些事物能夠搭配、協同發揮作用?！?/p>

研究同時證實，語義知識和群體學習會形成強有力的協同效果：同時掌握概念邏輯、又能借鑒同伴成果的小組，產出的獨特創新數量大約是僅能依靠群體學習的兩倍。兩大先決條件疊加，讓創意不僅能代代傳遞，更能持續迭代和完善。

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該研究依托文化發展計算機仿真模型與人類對照實驗共同完成。仿真模型中，虛擬個體可以隨機拼接物品，也能調用記錄概念關聯的內在“知識圖譜”。和真人實驗結論一致，擁有這套知識體系會極大提升創新的效率。

研究人員表示，實驗結果說明先輩傳承給后代的，是比各類發明本身更重要的東西：一套解讀世界運行規律的認知體系。

Lindstr?m解釋道：“如果缺少這套認知工具箱，無論我們的創新欲望多強烈，能從他人身上學到多少經驗，人類所有的創造都只會停留在隨機猜測的層面。”

核心問題解答

問：如果我們缺少“語義知識”，即便能瀏覽海量他人創意、觀摩別人的實踐過程，為何依舊無法產生創造力？

答：因為在不理解他人想法為何有效的情況下盲目模仿，只是一種空洞的效仿。本研究證實，當受試者只能使用無實際含義的抽象符號解決問題時，即便能夠查看優秀同伴的全部成功案例，其創新表現也和隨機運行的程序機器人別無二致。只有大腦具備一套概念認知工具箱，能夠解讀、優化并延伸他人的創意，社會學習才能真正成為助推創新的強大能力。

問：我們對事物的認知與概念儲備，具體如何充當發明創造的“認知工具箱”？

答：這套知識相當于一張內在的思維圖譜，能快速測算各類概念之間的關聯。當你看到石頭與樹枝時，語義知識會立刻判斷二者的屬性如何互補，大腦由此直接篩除數百萬種無效、隨機的搭配方案。它相當于一套高效的篩選機制，讓我們本能聚焦具備實用價值的組合，避免腦力消耗在無意義的隨機試錯上。

問：對世界運行規律掌握得過于透徹，是否反而會限制我們跳出固有思維？

答：確實會，這也正是卡羅林斯卡學院實驗室下一階段重點探究的悖論。完善的語義認知圖譜是日常創新不可或缺的基礎，但同時會形成根深蒂固的“先驗概念”，也就是我們對事物合理與否、可行與否的固有預判。這類思維局限就如遮蔽視野的擋板，經驗豐富的創新者會下意識否定、甚至完全忽略那些看似怪異、違背直覺、“不合常理” 的發現，而這類發現往往正是顛覆性突破的關鍵。

Author: Press Office

Source: Karolinska Institutet

Image: The image is credited to Neuroscience News

Original Research: Closed access.

“Semantic knowledge guides innovation and drives cultural evolution” by Anil Yaman, Shen Tian, and Bj?rn Lindstr?m. PNAS DOI:10.1073/pnas.2530750123

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