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 灵感思维是一种特殊的思维现象，是一个人长时间思考某个问题得不到答案，中断了对它的思考以后，却又会在某个场合突然产生对这个问题的解答的顿悟。灵感现象自古以来曾使无数的人觉得惊异、玄妙和神奇，灵感问题一直是对人类具有巨大诱惑力的研究课题。当然它也是唯物主义与唯心主义观点长期争论的焦点。
灵感包含多种因素、多种功能，有其多侧面的本质属性和多样化的表现形态。灵感也是人脑对信息加工的产物，是人的认识的一种质变和飞跃，但是由于其对信息加工的形式、途径和手段的特殊性，以及思维成果表现形态的特殊性，使灵感成为了一种令人难识真面目的极其复杂、玄妙而又神奇的特殊思维现象。
从心理的角度来看，灵感产生的过程是这样的：当一个人长时间地思考着某个问题得不到解决而去干别的事情的时候，特别是去从事某项轻松愉快的活动的时候，这时人们的显思维就不再去思考这一问题了，但是潜思维开始启动或者继续思考。潜思维能从比显思维的信息库大得多的潜思维信息库中反复地检索和提取有关信息，进行信息加工，以极高的速度反复尝试进行各种各样的组合，因此它能够获得显思维所不能获得的成果。当潜思维对问题的思考有了一定的结果后，便立即与显思维沟通，立即将结果输送给显思维，此时就表现为灵感。
前苏联曾有学者提出过“优势灶理论”来解释灵感思维的心理机制，他们认为，人们经过一段时间对某个问题的关注和思考，虽然没有想出解决问题的办法，但由于收集了一些有关的各种信息，并进行了一些解题尝试，就会在心理上形成一个“优势灶”。它受到激发，就有可能产生灵感。
从生理的角度来看，目前有几种不同的解释。从不同的学科角度看，能使我们在现有的科学水平条件下对灵感的生理原理有一个正确的认识。创新思维的实质是将人们大脑内的知识进行重新的组合，从生理机制方面看，也就是大脑皮层的细胞建立新的联系。当一个人长期思考某一问题时，就会在大脑皮层中形成优势中心区，而一旦这个优势中心区被抑制，就会自发地引起这个中心区外围皮层细胞的兴奋，这时常规思路外围的知识和经验就能够被激发出来，从而打破常规。而一些创新性课题的答案本来就不在常规的思路范围内，因此打破了常规思维的信息的闪现，就有可能恰好把思路引向问题的答案。
另外，长时间思考某个问题，会使大脑中的血液缺氧，使思维变得迟钝，这时停止思考而让大脑轻松一下，或使思考转到另外的问题上，大脑血液中的含氧量会增加，思维就会变得敏捷，因此容易产生灵感。