创新从何而来？新研究发现：语义知识是人类创新的关键！

来源：七七阳的

摘要

一项全新研究找到了驱动人类创造力与科技发展的底层认知核心。研究证实，语义知识—— 也就是大脑中记录各类概念相互关联、适用逻辑的内在认知图谱，是产生有实际价值发明创造的绝对前提。研究团队结合文化发展计算机建模与超1200人规模的对照实验后证实：如果缺少对世界运行规律的底层理解，人类的创新行为就会沦为盲目的随机试错；即使能够接入社会学习网络，其表现也不及未经校准的机器。

究竟是什么让人类擅长创造全新的想法与技术？一项新研究给出了答案：一种长期被忽视的认知能力起到关键的作用，也就是语义知识，通俗来讲，就是我们理解事物之间的关联、并灵活运用关联规律的能力。该研究发表在《美国科学院院报》（PNAS）。

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本次研究邀请了1200余人参与电脑实验，任务是拼接各类物品创造全新“发明”。一部分受试者使用石头、树枝等熟悉实物，另一部分要完成一模一样的任务，却只能使用不存在任何语义含义的抽象符号。

图：基于多主体的累积文化演化模型

实验结果十分清晰：受试者能够调用自身已知的语义知识时，更容易找到具备实用价值的组合；可一旦失去语义支撑，他们的表现和随机运行的机器人毫无差别。即便是开放群体学习的功能，即有机会看到团队中其他人取得了什么成果，该劣势依旧存在。

卡罗林斯卡学院临床神经科学系研究员Björn Lindström表示：“语义知识就是我们的认知工具箱，它帮我们判断哪些事物能够搭配、协同发挥作用。”

研究同时证实，语义知识和群体学习会形成强有力的协同效果：同时掌握概念逻辑、又能借鉴同伴成果的小组，产出的独特创新数量大约是仅能依靠群体学习的两倍。两大先决条件叠加，让创意不仅能代代传递，更能持续迭代和完善。

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该研究依托文化发展计算机仿真模型与人类对照实验共同完成。仿真模型中，虚拟个体可以随机拼接物品，也能调用记录概念关联的内在“知识图谱”。和真人实验结论一致，拥有这套知识体系会极大提升创新的效率。

研究人员表示，实验结果说明先辈传承给后代的，是比各类发明本身更重要的东西：一套解读世界运行规律的认知体系。

Lindström解释道：“如果缺少这套认知工具箱，无论我们的创新欲望多强烈，能从他人身上学到多少经验，人类所有的创造都只会停留在随机猜测的层面。”

核心问题解答

问：如果我们缺少“语义知识”，即便能浏览海量他人创意、观摩别人的实践过程，为何依旧无法产生创造力？

答：因为在不理解他人想法为何有效的情况下盲目模仿，只是一种空洞的效仿。本研究证实，当受试者只能使用无实际含义的抽象符号解决问题时，即便能够查看优秀同伴的全部成功案例，其创新表现也和随机运行的程序机器人别无二致。只有大脑具备一套概念认知工具箱，能够解读、优化并延伸他人的创意，社会学习才能真正成为助推创新的强大能力。

问：我们对事物的认知与概念储备，具体如何充当发明创造的“认知工具箱”？

答：这套知识相当于一张内在的思维图谱，能快速测算各类概念之间的关联。当你看到石头与树枝时，语义知识会立刻判断二者的属性如何互补，大脑由此直接筛除数百万种无效、随机的搭配方案。它相当于一套高效的筛选机制，让我们本能聚焦具备实用价值的组合，避免脑力消耗在无意义的随机试错上。

问：对世界运行规律掌握得过于透彻，是否反而会限制我们跳出固有思维？

答：确实会，这也正是卡罗林斯卡学院实验室下一阶段重点探究的悖论。完善的语义认知图谱是日常创新不可或缺的基础，但同时会形成根深蒂固的“先验概念”，也就是我们对事物合理与否、可行与否的固有预判。这类思维局限就如遮蔽视野的挡板，经验丰富的创新者会下意识否定、甚至完全忽略那些看似怪异、违背直觉、“不合常理” 的发现，而这类发现往往正是颠覆性突破的关键。

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 Björn Lindström. PNAS DOI:10.1073/pnas.2530750123

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