Measuring children's associative divergent ability through drawings and semantic similarity

想象一下，你的大脑是一个繁忙的火车站。每当你看到某样东西——一个点、一个词或一张图片——思绪之列就会向不同方向飞驰。有些列车留在主轨道上，前往显而易见的地方，比如“那是一个圆圈！”而另一些则冲向荒野，驶向风景优美的路线，将那个圆圈变成一颗行星、一个比萨或一只巨大的眼睛。这种让你的思绪同时在许多不同轨道上奔驰的能力被称为发散性思维（divergent thinking）。它是创造力的火花，是帮助我们解决问题和发明新事物的“如果……会怎样”引擎。

长期以来，试图测量这种火花的科学家们面临着一项棘手的任务。标准的做法是让人们填写调查问卷或回答问题，这就像是通过询问赛车手他们“感觉”开得有多快来测量赛车的速度一样。这种方式具有主观性，且难以比较。最近，出现了一个新想法：与其只用文字，不如看看绘画。既然孩子们天生就是艺术家，他们的素描可能会揭示他们的思想是如何游走的。但你如何将一个涂鸦变成一个数字呢？这就是现代技术发挥作用的地方，利用“智能计算机”（人工智能）来阅读这些绘画并将其转化为语言，从而让我们能够精确地测量这些思绪之间的距离有多远。

这是一个关于尝试绘制 827 名北京儿童创造性思维图谱的新研究的故事。研究人员想要观察是否可以通过观察孩子们如何将一个黑点变成一幅完整的画作，来测量一个孩子的“联想发散能力”——基本上，就是他们连接想法时多么狂野且独特。他们不仅仅是让孩子们绘画；他们使用了一种结合了人工智能和数学的巧妙方法，将这些绘画转化为数据，揭示了关于儿童想象力如何运作、如何随着年龄增长而变化，以及一个小小的提示是如何要么打开一扇门，要么砰地一声关上一扇门的惊人模式。

实验过程：一个点，一个梦，和一台智能计算机

研究人员设计了一个简单但功能强大的游戏，叫做“请改变这个小黑点！”他们分发空白纸张，中间有一个黑点，并要求学生利用想象力完成绘画。为了让过程更有趣，他们加入了“梯度任务”。想象一下，如果起始点不是一个点，而是一个特定的物体，比如大脑、磁铁、植物或一副眼镜。有时，他们甚至会在起始图中添加第二个物品（比如大脑旁边放一把尺子），以观察这个额外的线索是否会迫使孩子们的思维更加集中。

一旦 827 幅画作完成，研究人员并不仅仅用肉眼去看它们。他们将图像输入到一个大型语言模型（一种超智能的人工智能）中，该模型充当了“翻译官”。人工智能观察每幅画并用文字描述它所看到的，将其归类为“自然”、“运动”、“魔法”或“科学”等主题。然后，研究人员使用一种叫做**语义相似度（semantic similarity）**的数学工具来衡量这些描述之间的接近或远离程度。把它想象成一张地图：如果两个孩子画的是太阳和树，那么他们的想法在地图上的位置就很近；如果一个画的是太阳，另一个画的是宇宙飞船，那么他们的想法就很远。目标是观察孩子们的想法有多“分散”。

研究发现：自然统治一切，年龄改变地图

结果描绘了孩子们创造性景观的生动画面。首先，这些游走的心灵最受欢迎的目的地是自然。无论起始点是点还是磁铁，孩子们最常将起始点变成太阳、云朵、树木或动物的场景。事实上，他们想法的分布遵循“幂律（power-law）”，这意味着少数主题非常受欢迎，而许多其他主题则很罕见。

当涉及到想法有多“分散”（语义相似度）时，大多数孩子的绘画都落在了一个特定的范围内，这表明存在一个共同的“创造区”。然而，起始点非常重要。当研究人员给孩子们一个特定的物体作为起点（比如磁铁）时，想法变得更加趋同（convergent）——也就是说，孩子们的思想更接近，紧贴着那个物体的特征。这就像磁铁将他们的想象力拉向了特定的磁场。但这里有个转折：并非所有的提示都起到了同样的作用。一副带有显微镜的眼镜让想法变得非常狭窄，但一个带有尺子的脑部结构实际上让想法变得更加发散。为什么呢？研究人员怀疑，有些孩子并不理解大脑和尺子之间的联系，所以他们忽略了提示，让自己的思想自由游走！

成长与性别差异

研究还观察了年龄和性别如何影响创造力。令人惊讶的是，性别完全没有影响。男孩和女孩在如何从起始点进行发散方面表现出了完全相同的模式。

然而，年龄讲述了不同的故事。随着年龄的增长，孩子们的绘画发生了显著变化。较小的孩子（三、四年级）喜欢画动物和自然场景。但当他们升入五、六年级时，他们画动物和自然场景的次数大大减少，取而代之的是，他们开始更频繁地画人物和肖像。研究人员发现，这种转变与孩子们在学校学到的知识有关。随着他们的科学教科书减少了对生物学的关注而转向其他主题，孩子们的绘画也随之改变。看来，我们在课堂上学到的东西直接塑造了我们创造性列车行驶的轨道。

“顿悟”时刻：创造性的过程何时结束？

研究探讨的一个最迷人的问题是：创造性的过程究竟何时结束？ 当一个孩子决定“好吧，这个点是一只眼睛”时，他是否就在那一刻停止了创造性思考，还是在做出那个决定后继续发散？

为了找出答案，研究人员观察了孩子们认为黑点是什么的前三个选项：眼睛、头部或花心。他们比较了停留在那里与继续探索的孩子的创造力。他们发现，如果一个孩子把点看作花心，他们的想法会变得非常狭窄且专注于植物。但如果他们把点看作眼睛或头部，他们就拥有了巨大的探索空间！这表明，创造性过程并不在你识别出物体的那一刻停止；在你构建剩余图像的过程中，它仍在继续。对于“眼睛”和“头部”类别，它留下了通往更多奇思妙想的大门；而对于“花心”类别，它则紧紧关上了门。

总结

这项研究表明，我们可以通过观察孩子们如何绘画并使用智能计算机分析想法之间的“距离”，而不只是通过向他们提问来测量创造力。它表明，虽然孩子们的想象力天生狂野且往往被自然吸引，但他们的学习环境和给予他们的特定提示可以引导他们的思想走向非常特定的方向。最重要的是，它证明了创造力不仅仅是瞬间的灵感闪现；它是一个旅程，即使在第一个想法形成之后，它仍在继续。通过理解这些模式，我们或许能够设计出更好的方式，帮助孩子们让他们的创造性列车行驶在最令人兴奋的轨道上。