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近期，由德国神经科学家乌尔里克·瓦格纳（Ullrich Wagner）主持进行的一项实验证明：当大脑处于梦境状态时，将具备可以激发各种创新的巨大潜力。瓦格纳在实验过程中，为受试者布置了一项单调的数学计算任务。受试者要重复地进行一项计算，将一个8位数字一再转换成不同的数字。随着实践次数的增加，受试者在完成这项任务时的效率不断地提高。其实，在瓦格纳设计的这道数学题目中，其解决方法是有规则可寻的，即有一个可以帮助受试者快速得到答案的潜在规则。一旦受试者发现了这个规则，那么他解出题目的速度将提高不少。这种情形和玩七巧板游戏相似。即玩家通过自己的思考，找到了规则，并最终将七巧板快速地拼完整。瓦格纳发现了一个现象：假如让受试者看到这道题目后，就给他们一些时间去睡觉。这样一来，受试者会更加容易发现这道数学题的解答方法。可以说，他们找到规则的速度将不止增加一倍。清醒时的活跃思维再加上睡梦中的脑内活动，将帮助受试者更加清楚地了解要解答的问题，并最终找到解题的规律。而这条规律在他们刚刚开始受测时，是无法找到的。实验证明，在人的睡梦中，将形成一种混乱无章但又非常有效的思维环境。在这种环境中，去探索相邻可能空间将会更加容易，更有成效。
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从某种意义上，睡梦可以被比作形成在大脑中的“原始汤”。这时产生的各种灵感就可以比作“原始汤”中的碳原子。跟那些碳原子一样，灵感也在试图与其他的灵感进行连接，从而产生新的灵感连接形式，不管是链状的，还是环形的。洛伊梦到青蛙实验的故事，一般情况下，都是被看作人类思维存在瞬间顿悟这一事实的例证，即比作牛顿的苹果在20世纪的重现。但实际上，洛伊已经思考这个问题17年了。在这漫长的时间里，他一直在思考神经信息的传递是不是通过化学方法来实现的。洛伊的实验设计之所以会出现，一部分原因是和他那晚所经历的快速眼动睡眠有关，另一部分原因则和他大脑里面孕育了近20年的猜测性灵感相关。
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将科学研究中的灵感慢慢孕育的过程进行形象描述，并具体化为一次由睡梦引发的“灵光一现”，这种说法其实是经常出现的。1865年，德国化学家弗里德里希·奥古斯特·凯库勒·冯斯特拉多尼茨（Friedrich August Kekulé von Stradonitz）坐在温暖的壁炉边，看着燃烧的炉火慢慢地睡着了。在梦中，他见到了希腊神话故事中的一条蛇乌洛波洛斯（Ouroboros）的形象。他看见这条蛇咬着自己的尾巴。在那一晚之前，凯库勒曾经花了10年的时间，研究基于碳原子的各种分子之间的关系。梦里蛇的形象让他突然想到一点，苯分子的结构可能是一种相似的形式。他认为苯分子的结构可能会是这样的：内部由碳原子围成一个完美的圆圈，圆圈的外围则由氢原子环绕着。
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凯库勒大脑中多年来一直在进行的灵感孕育过程，为他发现苯分子的结构提供了一种潜在可能性。但是这种可能性要成为事实，即灵感要孕育成为一个可以改变世界的创意，则还要具备另一个条件。那就是，古代神话中的一个标志性的形象在他的大脑中出现，并且要和他孕育多年的灵感连接在一起。凯库勒的这一联想具有极其重要的意义，苯分子的环状结构成为有机化学的革命基础。这一发现所打开的研究视野，最终帮助人们发现了碳原子所具备的、高超的连接能力，知道了由它连接而成的各种环状、晶状、链状的分子结构。在凯库勒的梦境中，他脑内的各种神经元细胞被启动，并形成了一种奇异的组合形式。这种偶然间出现的神经元细胞组合，最终帮助我们了解到碳原子超强的连接能力。这一事例从根本上帮助我们去理解另一个问题，即生命的起源及它最初的创新发展过程。
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大脑，在噪音中不断形成新的连接
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当人在清醒状态下时，大脑中也是倾向于生成一种“混乱无序”的神经元细胞排列状态。这种状态和大脑在梦境状态下的情况一样。一方面，神经元细胞通过化学物质传递信息。在这个过程中，承载着信息的化学物质经由相邻的神经元细胞的突触间隙得到传递；另一方面，神经元细胞还通过一种较为间接的方式进行信息交流，即神经元细胞会按照一种统一的频率被启动（科学界尚未查明全部原因）。可以想象一个爵士乐队，其中，每一名乐队成员都在按照不同的乐谱和节奏进行表演。突然之间，所有人开始演奏同一支华尔兹，并且每一分钟的节拍都是120拍。这种突然出现的一致行动被神经科学家们称为“阶段封锁”。在这一阶段，神经元细胞的活动是完全一致的。数百万的神经元细胞按照同一种节奏运动。
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但是大脑似乎也需要完全相反的活动：定期的电波混乱现象——神经元细胞都按照自己的节奏运动，完全不一致。如果用一台脑电图（EEG）将大脑内神经元细胞的各种不同频率的活动进行跟踪和记录，会发现这样一种有趣的现象。这和我们在调试收音机时遇到的情况一样。一会儿是有规律、有节奏的节目播放的声音，一会儿又出现静电干扰和噪音。人的大脑也一样，有时也会调频出“噪音”时段，但是这种时段的出现频率是受到控制的。
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2007年，南佛罗里达大学的脑科学家罗伯特·撒切尔（Robert Thatcher）决定做一组实验。受试者为数十名儿童。根据实验中儿童大脑活动的情况，测定人脑在“阶段封锁”与“噪音阶段”这两者之间存在的规律。撒切尔发现，一般情况下，人脑中的“噪音阶段”持续时间仅为55毫秒。但是，在那些被测试的儿童中，“噪音阶段”的持续时间并非完全相同。在一些儿童的大脑中，“阶段封锁”的时间要长一些，而在另一些儿童的大脑中，“噪音阶段”的持续时间要更长一些，最长可达60毫秒。于是，撒切尔将这些儿童的大脑活动情况与他们的IQ得分进行对比分析，他发现在这两组数据之间存在着一种直接的联系。在“噪音阶段”的时间如果增加一毫秒，那么其大脑的IQ测试得分就会增加20分之多。同样，如果“阶段封锁”的持续时间更长，那么其大脑的IQ测试得分就会减少。不过，这种得分减少的幅度并不大。
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撒切尔的实验证实了一种与人们的直觉判断完全不一致的情况：人脑的神经元细胞活动越混乱，其聪明程度和创新能力就越高。这种情况和我们的直觉判断恰好相反。我们一般把当前在技术领域的智能发展归功于越来越精准的机电运动。当英特尔公司（Intel）为自己最新推出的微处理器进行宣传时，可不会打出如下的广告：每隔55毫秒，我们的微处理器就会发出一阵噪音！然而，寻求这类“噪音”的大脑似乎更有活力。长期保持在“噪音阶段”的大脑一般更容易产生好创意，至少这一点可以通过大脑的IQ测试得分证明。
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目前，对于大脑内出现的这种“噪音阶段”，科学界还没有找到一个完整的解释。但是，撒切尔和其他的科学研究人员们都相信一点，即大脑活动中出现的“噪音阶段”允许脑内神经元细胞出现一些新的尝试性连接。当大脑处于有序活动状态时，这类新的连接将不能产生。根据相关理论的说法，在“阶段封锁”状态时，大脑内的活动都是按照一种固定的计划或轨道进行的。而当大脑处于“噪音阶段”时，大脑就可以吸收大量的新信息，为新出现的情况探索出新的解决方案。从这个角度来看，大脑存在的这种“噪音阶段”可以被比作一种在后台进行的“睡梦”。在这种状态下，一波又一波的“噪音”让神经元细胞可以自由地运动并组成新的连接。甚至当我们的大脑处于清醒状态时，大脑活动也欢迎那种类似于睡梦中会出现的“神经元细胞无序活动”的状态，平均间隔为55毫秒 。
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在19世纪80年代，威廉·詹姆斯（William James）还不能找到方法去测试那些神经元细胞的一致活动状态。但是，他在文章中对一种“大脑活动的最高级形式”进行了描述，而他的描述其实捕捉到了那种大脑内所进行的混乱活动的一些特点。他在文中这样写道：
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人们曾设想过这样一种状态：各种具体的、与思维有关的“物质”，一个接一个地有序排列着。但实际上，与这种情况完全相反，一个想法和另一个想法之间不断地交叉，并相互转变。而且最为少见的各种抽象概念，各种新发现都会不断地出现，还有此前闻所未闻的各种想法也会出现……简单地说，就像在一个正在煮沸的思想大锅里，各种各样的想法和创意不断翻滚着、沸腾着，于是种种新奇的活动便出现了。在这样的状态下，只要一瞬间，各种想法的新连接形式便会形成。于是处处所见的都是一些不曾预设过，且出人意料的新的活动或连接形式。
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从无性生殖到有性生殖
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即便是在一夫一妻制关系里，有性生殖也是对随意连接力量的一种认可和见证。地球上的绝大部分微生物都是通过和另一个有机体共享基因来繁殖后代。不过，这种繁殖策略如何演化至今，仍是一个谜。如果无须进行复杂的基因交换——减数分裂和受精过程，生物繁殖后代就会容易得多。我们不妨想想花卉用以播种的精巧的系统，也就是通过吸引昆虫来传播花粉。无性生殖就是简单的克隆，即复制细胞，然后传给后代。对哺乳动物来说，这可不是一个好创意，但是数亿年以来，细菌都很好地通过这一方法进行着繁殖。相比为了繁殖后代，必须找一个伴侣发生性行为的有性生殖来说，无性生殖是一种更高效、更快捷的方法。
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倘若自然选择只嘉奖生物体的繁殖能力，有性生殖可能根本无法进化。因为相对需要性行为来繁殖后代的生物体来说，无性生殖的繁殖速度基本上是它们的两倍。当然，这在一定程度上也要归功于无雌雄差别导致每个有机体都能直接繁殖后代。但是进化并不仅仅是以数量来取胜。毕竟，过度繁殖也是有坏处的，而繁殖一群基因完全相同的生物体也只可能成为寄生虫和食肉动物的目标。因此，自然选择也看重创新，即生物去发现新的生态位、新的能量之源。这也是斯图尔特·考夫曼最初形成“相邻可能”这一想法的时候所认识到的，即在生物界，应该有一种核心驱动力推动生物繁殖方式的多样化发展。倘若每一代都将两套全然不同的基因组混杂在一起，就会实现一种更为复杂的繁殖策略，复杂度的大幅提升会在创新上带来巨大的收益。我们在速度和简易度方面的损失，都能由创新来弥补。
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水蚤存活在淡水池塘和沼泽湿地里。水蚤之所以被形容成“跳蚤”是因为它们在水中的间歇性移动，而事实上，水蚤是一种小型甲壳纲动物——不到几毫米长。在一般情况下，水蚤是无性生殖，即由雌性水蚤在一个小型的育儿袋里繁殖后代——都和自己一模一样。因此，水蚤全是雌性的。这样的繁殖策略被证实是非常成功的，因为一到炎热的夏天，水蚤几乎就成了池塘生态系统里数量最多的生物。可一旦情况有变，即遇上旱灾、生态失调或者冬天来临的时候，水蚤就会适时而变，也就是说，它们会开始繁殖雄性水蚤，并且开始进行有性生殖。之所以这样，一部分原因是有性生殖能生成更强健的卵，可以更好地熬过漫长的冬日。
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不过，科学家们认为，突然选择有性生殖也是一种生物创新策略，即在艰难的时候，生物体需要新创意以应对新的挑战。在有利情况下，无性生殖是理想的选择：当生命一切安好的时候，就坚持自己所做的，不要随意引进遗传组合，来影响现有的成功。但是，当世界变得艰难的时候，即当资源缺乏的时候，我们就需要寻求创新之法了。而创新最快捷的途径就是创立新的连接。这种在无性生殖和有性生殖两者之间变换移动的策略被称为“异配生殖”（heterogamy）。虽然这并不寻常，但是，已经有众多不同的生物体选择了这种繁殖策略。其中，黏菌、水藻、蚜虫的生殖策略都进化成了这样的异配生殖。当周围环境变得糟糕的时候，对性的遗传重组就会出现。与另一个生物体交换基因要比简单的克隆难得多，但是，从无性转变到有性这样的创新行为带来的好处，却远远多于稳定的无性生殖所带来的风险。当自然界发现自己需要新创意时，它会想尽办法去建立连接以创造新思路，而不会去保护旧思想。
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意外收获从哪里来
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英语中有这样一个表示“意外收获”的妙语： serendipity。说到这个单词，就不能不提英国作家霍勒斯·沃波尔（Horace Walpole）。这个单词就是由他创造的。故事得从霍勒斯在1754年写的一封信说起。霍勒斯在信中描述了这个词的创造过程。他将这个词的诞生归功于一个名为《斯里兰卡的三个王子》（The Three Princes of Serendip）的神话故事。这个神话故事是这样的：三个波斯王子出航去斯里兰卡岛寻宝，一路上意外发现了很多他们并没有去寻求但却很珍贵的东西。当代小说家约翰·巴思（John Barth）曾用航海用语来描述这一现象：“仅凭路线规划，你是不会抵达斯里兰卡岛的。你必须真诚地希望自己能抵达其他地方，然后意外地迷失了方向，才能到达斯里兰卡岛。”
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但是，这种意外收获并不只是一种让你收获意外之喜的机遇。可以肯定的是，意外收获源于一些愉快的事件，但真正让你感到愉快的是，这种发现对你很有意义。它验证了你的灵感，或者为你打开了一扇近在咫尺却被你忽略的门。如果你是一名地质学家，当你在网络上漫无目的地畅游时，偶然发现了斯里兰卡岛，但这一不期而遇的地质发现却是在你浏览一篇关于医疗改革的文章时得来的。这种发现可能很有趣并且给你提供了大量信息，但这算不上“意外收获”，因为它没有帮助你解决某个困扰你多时的难题。
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这并不是说，地质学家只能在与地质学有关的文字中找到意外收获——恰恰相反，这种意外收获往往会与跨学科之间的交流有关。想想化学家凯库勒是如何通过一条虚构的蛇引发有机化学革命的。这完全源于一种意外收获，凯库勒是在梦中见到了毒蛇这一形象。然而，如果他没有绞尽脑汁、成年累月地去思考苯分子的结构，或许蛇的形状并不能引发任何有用的联想（正如弗洛伊德曾说过的，有时，咬住自己尾巴的蛇只是一条蛇而已。）意外收获往往源于一些不大可能的碰撞和发现，但同时也需要一些支撑物。否则，你的想法就像是“原始汤”中与其他原子发生随机碰撞的碳原子，并不会形成有机生命所需的双键和碳链。
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当然，我们面临的挑战是如何在适当的范围内，创造一些培养这种意外收获的环境，如在你的脑海中、在大型机构内、在社会信息网络中。
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在你的大脑中编造一些意外发现。乍一看，这种想法似乎有点自相矛盾。就像在自己的车道上迷失方向吗？然而，凯库勒就是这样做的。他把脑海中的两种完全不同的想法联系了起来，这两种想法位于大脑这个记忆库的不同位置：苯分子结构之谜和吞尾蛇。事实是，人类大脑中储存着数不胜数的想法和记忆，它们时时刻刻都潜伏在你的意识之外。其中有一小部分想法就像凯库勒梦中的毒蛇一样：这种意想不到的连接可能会帮助你打开临近的那扇门。但是，如何让这些神经元在正确的时间启动呢？
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其中一种方法是散步。在人类的创新史中，大多数好创意都是在散步时想出来的。类似的情形也常见于长时间的淋浴或泡浴中。阿基米德在浴缸里意外想到了测量不规则形状的体积的方法，然后他大呼“我发现了”。淋浴或散步会使你摆脱现代生活的核心任务——支付账单、回复电子邮件、帮助孩子完成家庭作业等。它会让你沉浸在一种关联的状态中。只要有足够的时间，你往往会发现一些你过去曾忽略的事物之间的联系，这种意外收获会让你产生一种愉快的感觉：为什么我之前就没有想到呢？
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