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算法之美：指导工作与生活的算法 随机性，进化和创造力
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1943年，萨尔瓦多·卢里亚并不知道他的发现将会为他赢得诺贝尔奖，他以为只是去参加一个舞会。卢里亚是一名从墨索里尼统治下的意大利搬到美国的移民，他父亲之前生活在意大利，卢里亚是一名研究细菌如何从病毒中获得免疫的研究人员。当他在印第安纳大学附近的一个乡村俱乐部参加了一场教师聚会时，他的研究还远未达到他所想的程度。
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他当时看着他的一个同事玩老虎机：
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我不是一个赌徒，当我取笑一个赌徒不可避免会遭受损失时，他突然中了头奖（大约3美元）他给了我一个鄙视的眼神，然后走开了。就在那时，我开始思考老虎机真正的数字命理学：在这样做的时候，我突然意识到老虎机和细菌的突变有一些可以相互借鉴的地方。
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20世纪40年代，人们还不知道细菌对病毒的耐药性（以及对抗生素的耐药性）是如何产生的。它们是在细菌中对病毒的反应，还是仅仅是正在发生的突变偶尔产生的耐药性？似乎没有办法设计出一种可以提供决定性答案的实验，直到卢里亚看到那台老虎机，并突然顿悟。卢里亚意识到，如果他培育了几代不同的细菌，然后把最后一代细菌暴露在病毒中，就会发生两种截然不同的事情。如果耐药性是对病毒的反应，他认为在所有细菌培养基中，无论它是第几代，几乎都有相同数量的耐药细菌出现。另一方面，如果耐药性来自偶然突变，他可能会看到一些更不平均的东西（就像老虎机的奖金一样）。即大多数代系的细菌都不会显示出耐药性，一些代系中可能会有一个“孙”代的培养基出现突变，产生耐药性。在极少数情况下，如果在“家族谱系图”上有几代细菌都发生了适当的突变，那将会有一个“大奖”出现——所有的“孙辈”细菌都将产生耐药性。卢里亚立刻离开了舞会，并开始实验。
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在经历了几天的紧张、不安的等待后，卢里亚回到实验室检查他的菌落。大奖出现了。
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卢里亚的发现是关于机会的作用：关于随机与偶然突变是如何产生病毒的耐药性的。但这至少在某种程度上，也是由于机会发挥的作用。在正确的时间，正确的地点，卢里亚看到的老虎机触发了一个新的想法。关于发现的故事往往也有类似的时刻：牛顿的苹果（可能是杜撰的），阿基米德在浴缸里说“我发现了”，以及被忽视的培养青霉素的培养皿。的确，这是一个普遍现象，因此有一个新词就被发明出来：1754年，霍勒斯·沃波尔基于《锡兰三位王子》（锡兰是斯里兰卡古时的名字）的童话冒险故事，编了一个新词“意外发现”（serendipity），故事中的王子们“总是能意外地、睿智地发现一些他们不想追求的东西”。
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随机性的这种双重作用是生物学的一个重要组成部分，也是主要发现之一，反复吸引了那些想要解释人类创造力的心理学家的注意。威廉·詹姆斯提出了这个想法的早期实例。1880年，詹姆斯被任命为哈佛大学的心理学助理教授，并在10年后出版了他在心理学上的权威理论。他在《大西洋月刊》上发表了一篇文章《伟人，伟大的思想和环境》。这篇文章以他的论点开篇：
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我的知识从未注意到，有一种非凡的平行，一方面存在于社会进化的事实和种族的精神发展之间，另一方面存在于如达尔文先生所阐述的，社会进化与动物的进化之间。
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在詹姆斯写作的时候，“动物进化”这个概念仍然是十分新鲜的（在1859年《物种起源》出版和达尔文本人还活着的时候）。詹姆斯讨论了进化思想如何应用于人类社会的不同方面，并在文章的最后转向了思想的进化：
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新的概念、情绪和积极倾向的发展最初都是以随机图像、幻想、意外萌发的自发变化在过度不稳定的人类大脑中的功能活动等形式产生的，外部环境只是用来证实或否定、采用或拒绝、保存或毁灭这种想法（就是选择），简言之，它会因为类似的分子事故，选择形态和社会变化。
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詹姆斯因此将随机性视为创造力的核心。他相信，在最具创造力的人中，这种特质是被放大了的。在他们面前，他写道：“我们似乎突然被引入了一个思想沸腾的大锅中，一切都在一种令人困惑的状态中叫嚣和摆动，在这种状态下，伙伴关系可以立即加入或松开，单调的例行程序是未知的，而意料之外似乎是唯一的规律。”（注意，与这里的“退火”直觉相同，来源于温度的隐喻，混乱的排列就相当于热量。）
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詹姆斯理论的现代实例出现在唐纳德·坎贝尔的著作中，他是一位生活在100年后的心理学家。1960年，坎贝尔发表了一篇论文，题为“在其他知识处理过程中的创造性思维的盲变与选择性保留”。就像詹姆斯一样，他以他的中心论点开篇：“一个盲目的变异和选择性的保留过程是所有归纳成果、所有知识的真正增加，以及所有的系统适应环境能力增长的基础。”和詹姆斯一样，他也受到了进化理论的启发，他认为创造性的创新行为是新思想产生的结果，是随机产生的，人类精明的头脑保留了这些思想的精华。坎贝尔完全支持他的论点，并引用了其他科学家和数学家关于他们的研究发现的背后故事。19世纪物理学家和哲学家恩斯特·马赫和亨利·庞加莱都似乎提供了一个和坎贝尔相似的解释，马赫走得很远，他宣称“因此这解释了牛顿、莫扎特、理查德·瓦格纳以及其他人所说的话，他们说，想法、旋律及和声会全部涌向他们，而他们只是留下那些正确的”。
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关于激发创造力，一种常见的技术就是引入一个随机元素，比如人们必须与之建立联系的一个词。例如，音乐家布莱恩·伊诺和艺术家彼得·施密特创造了一种被称为“间接策略”的卡片，以解决创造性问题。先选择一张卡片，任何一张卡片，你将会得到一个关于你的随机的新视角。（如果这听起来工作量太大，你现在可以下载一个为你挑选卡片的应用程序。）伊诺认为，对他们开发这些卡片的原因与逃离局部最大值有很明显的相似之处：
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当你处于某一事物的中心时，你就会忘记最明显的事物。你从工作室出来，你会想“我们为什么不记得做这个或那个”？这些（卡片）真的只是将你从框架中抽离出来，打破了一点儿上下文的限制，所以你不是一个在工作室专注于一首歌的乐队，但是你是活着的人，并生活在这个世界上，你还知道很多其他东西。
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随机地抖动，从框架中跳出来，专注于一个更大的范围，这提供了一种可以离开可能的局部较好的方法，然后回到追求可能的全球最优的方法。
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你不需要像布莱恩·伊诺那样给你的生活增加一点儿随机的刺激。例如，维基百科提供了一篇“随机文章”的链接，而汤姆多年来一直把它作为他的浏览器的默认主页，每当他打开一个新窗口时，都会看到一个随机选择的维基百科条目。虽然这还没带来什么惊人的发现，但他现在对一些鲜为人知的话题（例如智利武装部队使用的刀）有了很多了解，他觉得其中一些已经丰富了他的生活。（例如，他了解到葡萄牙语中有一个词表示一种“模糊却坚持的渴望，想得到某些不存在或不可能存在的东西”，这是一个我们仍然无法用搜索引擎解决的问题。）这带来的一个有趣的副作用就是，他现在对维基百科上的主题有了更清晰的认识，而且对随机性的真实情况也有了更清晰的认识。例如，那些他感觉与他有某种联系的页面（关于他所知道的人或地方的文章）出现的频率令人尤为惊讶。（在一次测试中，在两次重新载入之后，他成为“西澳大利亚州立法委员会的成员”，他在西澳大利亚长大。）知道这些实际上都是随机产生的，让他在余生中可以更准确地评价其他“巧合”。
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在现实世界中，你可以通过加入一个社区支持的农场来随机选择你的蔬菜，这个农场每周都会给你送一盒农产品。正如我们之前看到的，加入社区支持农业项目的确可能会造成调度问题，但送来了你通常不会买的水果和蔬菜，这是让你在菜谱轮换中被击败的最好方法。同样地，每月的书、酒和巧克力俱乐部可以让你接触到那些你从来没接触过的各种书本知识、品酒技巧以及味觉体验。
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你可能会担心，通过抛硬币做出的决定可能会带来麻烦，尤其是与你的老板、朋友和家人在一起的时候。确实，将随机性融入你的生活并不一定是成功的秘诀。1971年卢克·莱恩哈特（真实名字是乔治·科克罗夫特）写的一篇经典小说《骰子人生》，给我们讲述了一个警示故事。它的叙述者——一个用掷骰子来做决策的人，最后很快就终结在我们大多数人可能想避免的情况下。
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但也许这只是一个小知识的例子，它是一件危险的事。如果《骰子人生》中的人物能对计算机科学有更深刻的理解，他做事就会有一些指导。首先，从爬山算法可以得知：即使你有执行坏主意的习惯，你也应该坚持执行那些好的想法。第二，从梅特罗波利斯算法可知：你有执行一个坏主意的可能性与该想法的糟糕程度成反比。第三，从模拟退火算法可知：你应该提前实现随机性，在完全随机的状态下迅速冷却，随着时间的推移，使用越来越少的随机性，当接近冰点时，持续的时间最长。再让自己回火（照字面意思理解）。
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这最后一点也发生在小说作者自己身上。很明显，科克罗夫特自己与他的主人公没有什么不同，他在自己的生活中“切”出一段时间，与他的家人在地中海的帆船上生活，像是一种缓慢的布朗运动。然而，在某一点上，他的退火计划冷却了下来：他在纽约州北部的一个湖上舒适地定居下来。他现在已经80多岁了，他仍然在那儿心满意足地生活着。“一旦你到了某个地方，你就会很高兴，”他在《卫报》上这样表示，“如果你再到处折腾，那就太傻了。”
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