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在探索顿悟(Insight)问题解决机制的征程中,研究人员开展了 “Long-distance exploration in insightful problem-solving” 主题研究。他们利用日本远程联想测试(RAT)及模拟模型,发现顿悟及 “啊哈” 时刻与解决方案空间内的长距离探索有关,这为理解创造力和推进人工智能发展提供了依据。
在人类的思维世界里,顿悟时刻总是充满了神奇色彩。当我们面对一个棘手的问题,绞尽脑汁却毫无头绪,突然之间,脑海中灵光一闪,答案瞬间浮现,这种 “啊哈” 体验让人陶醉。然而,尽管顿悟在许多重大发现中发挥着关键作用,可其背后的动态搜索过程却一直是个谜。为了揭开这个谜团,来自东京大学国际神经智能研究中心(WPI-IRCN)等机构的研究人员展开了一项意义非凡的研究,相关成果发表在《Communications Psychology》上。
此前,虽然有多种理论试图解释顿悟是如何产生的,但由于创造性问题解决过程的复杂性,人们对通向顿悟的搜索过程了解甚少。例如,约束放松理论提出有效搜索可能涉及放松或消除某些阻碍性约束;进展监测理论则认为搜索过程会不断被评估,顿悟涉及对进展不足的察觉和策略转变。但这些理论都未能全面阐释顿悟的搜索机制。
在本次研究中,研究人员采用了两种版本的日本远程联想测试(RAT),并结合模拟模型,定量控制问题的约束条件,追踪解决方案空间内的搜索过程。实验 1 的固定控制 RAT(FC-RAT)中,349 名参与者需找出与三个给定日语汉字组成复合词的第四个汉字。通过设置 “固定” 和 “中性” 两种条件,研究人员发现固定线索会干扰解决方案的搜索,使准确率降低、反应时间延长,但不影响通过顿悟获得解决方案的概率。回归分析还揭示了一些意外结果,如距离线索(dcues)与准确率呈负相关,在顿悟(Aha)和非顿悟(No-Aha)试验中,dcues与反应时间的相关性相反。
实验 2 的思维追踪 RAT(TT-RAT)中,105 名参与者需依次输入想到的候选汉字。分析发现,Aha 体验与更大的探索距离相关,而与思考数量无关。模拟模型进一步解释了实验结果,表明 Aha 时刻与更大的探索能力相关,且每个问题都存在一个最佳探索能力值。同时,模型还解释了dcues与准确率的关系,在不同时间限制下,二者的相关性会发生变化。
研究人员使用的主要技术方法包括:通过定制网站进行 RAT 实验,收集参与者行为数据;从筑波网络语料库(TWC)获取日语双汉字词的使用频率,计算相关距离指标;构建模拟模型,设置固定因子(Fix_factor)、去固定因子(Defix_factor)和探索能力(Explore_cap)等参数,模拟解决 RAT 问题的搜索过程。
总的来说,该研究表明,到达顿悟解决方案的过程涉及去固定化和探索之间的独特动态关系。去固定化虽对解决问题至关重要,但并非产生顿悟的决定因素,顿悟搜索过程的特征是更广泛的探索范围,能接触到更多潜在解决方案或更遥远的关联。这一研究成果为理解创造性思维的机制提供了新视角,有助于开发提升创造力的技术,推动人工智能的发展。不过,研究也存在一些局限性,如问题数量较少,仅依靠 Aha 体验识别顿悟式问题解决可能不够全面等。未来研究可从增加问题数量和种类、结合自我报告的僵局体验、探索多种策略和量化解决方案空间、研究个体差异以及结合神经成像技术等方面展开,进一步深入探索顿悟的奥秘。