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伟大创意的诞生：创新自然史 达尔文的悖论
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1836年4月4日，在印度洋东部广阔的海面上，东北季风已慢慢停息。夏天的海面风平浪静。基林群岛（Keeling Islands）由两个小环礁合围而成，包括离苏门答腊岛以西970公里的27个珊瑚岛。群岛边，蓝蓝的海水平静无波，触手温润，令人沉醉；解体珊瑚上的白沙闪闪发亮，令海水增加了几分蓝意。在一处岸边，平常都会见到更大一些的海浪，而那一天，却异常平静。在热带广袤无边的蓝天下，查尔斯·达尔文（Charles Darwin）走到水边，看到了岛边围绕的活珊瑚。
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几个小时的时间，达尔文走走停停，仔细观察着那些长势极好的珊瑚。那一年，达尔文27岁。在远离伦敦约11 300公里的这个小岛上，他站在悬崖上——双脚踩在根基位于海洋深处、而顶部几乎触及海面的海底山顶，思维徘徊在关于这座山峰如何形成的想法边缘。在他的脑海里，一个猜想即将破土而出。这个猜想可以解释这座山峰的形成原因，也将被证明是他科研生涯中第一个伟大的突破。同时，他也开始对另一个灵感进行探索，虽然它有些模糊，还没有完全成形。但这个灵感最终引领达尔文登上了19世纪知识殿堂的顶峰。
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在达尔文的四周，珊瑚生态系统里的各种生物迅速移动，闪闪发亮。种类之多让人惊叹不已，有蝴蝶鱼、雀鲷、鹦嘴鱼、拿破仑鱼、神仙鱼；此外，还可以看见金色的小鱼群“仰仗”盛开的珊瑚花上的浮游生物为生，以及长有尖刺和触手的海胆与海葵。虽然眼前的奇景令达尔文眼花缭乱，但他的思绪却已穿过表面，去探寻更深处的秘密。4年后，达尔文出版了《乘小猎犬号环球航行》（The Voyage of the Beagle）。在书中，他写道：“热带海洋里到处是有机生物，数不胜数。对这些生物充满好奇是可以理解的。但是我个人觉得，很多自然学家在描述那些海底洞穴里的美景时，用词不实，过于渲染。”
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从那一天开始到几周以后，达尔文并非只是沉醉于所见到的海底奇景，而是一直思考着一些问题，并试图解开那些不计其数的生物背后的秘密。在基林群岛的地面上，动植物的数量和种类并不多。就植物而言，只有少量椰子树、苔藓和杂草。他写道：“陆地上的动物，比植物还贫乏。”只能见到少量蜥蜴，很难见到真正的陆地上的鸟类。此外，就是一些随着欧洲的船只漂洋过海“移民”到当地的老鼠。达尔文对这种情况不屑地摇头说：“除了猪，再也看不到任何本土四足动物了。”
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然而，在距离这片生物稀少的陆地几米远的珊瑚礁里，现象却千奇百怪，成千上万的生物都在蓬勃生长，其壮观程度堪比热带雨林。这真是一个谜。为什么环状珊瑚岛边的水域里可以有这么多的生物存在？从印度洋里任何一处取1万立方米的水，全面调查一下水中能找到的生物，可以发现，生物种类与达尔文笔下基林群岛上动物的情况一样，非常贫乏。倘若足够幸运，那么在取出的水中可以见到几十条鱼。然而，在达尔文观察的珊瑚礁边，上千条鱼却随处可见。根据达尔文自己的讲述，在海洋中遇到一片珊瑚礁生态系统，就像在沙漠里遇到一片葱茏的绿洲。人们把这一现象称作“达尔文的悖论”（Darwin’s Paradox）——在营养极少的水域里却生存着大量的生物，其生态位（ecological niche）的数量多得惊人。珊瑚礁仅占地球表面积的1/1 000，然而约占海洋生命种类1/4的物种都生长在珊瑚礁边。当1836年达尔文站在珊瑚礁边时，上面的这些数据他还无法取得。但在那之前，他乘坐“小猎犬号”航行了4年，所见所闻足以让他对珊瑚礁边的生物多样性产生研究兴趣，他知道这些不同寻常的现象并非偶然。
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第二天，达尔文与“小猎犬号”的船长、海军中将詹姆斯·菲茨罗伊（James FitzRoy）一起，去勘察环状珊瑚岛的向风地带，只见冲天巨浪冲刷着珊瑚礁的白色边沿。对于见多了英吉利海峡或地中海平静海面的人，会本能地为眼前翻滚的波涛所震惊（达尔文观察到那些碎浪的力量“近似温带地区的烈风，且绝不会停止肆虐”）。但吸引达尔文注意力的并非海浪的壮观，而是抵御海浪的神秘力量——组成珊瑚礁的那些微生物。
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大海波涛翻涌，越过宽大的珊瑚礁，力量之大似乎无可匹敌。奇怪的是，它却遇到了克星。这些克星表面上毫无抵抗力，似乎一攻即破。然而，并非是大海饶了珊瑚礁，相反是它死攻不下。巨浪冲过珊瑚，形成猛烈的碎浪，扑上沙滩，砸上高高的椰子树，树干都弯曲甚至折断了，可见海浪威力之凶猛……然而，那些其貌不扬、个头低矮的珊瑚礁却屹立不倒，久攻不败。为什么呢？因为有另一种力量参与其中，并与海浪博弈。这种神秘的力量将碳酸钙的原子与碎浪阻隔开，并把那些原子拼排成一种对称结构。尽管飓风把海浪撕扯成无数碎浪，但这种神秘的力量像建筑家一样，一直在修筑能抵抗海浪的结构，因此，珊瑚礁安然无损。
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“小猎犬号”的此次出航是为了完成一些科学探索。那些微小的“建筑师”们吸引了达尔文的注意，他甚至认为它们就是解答那些问题的关键。在海军中将詹姆斯·菲茨罗伊批准出航的公文中记录了探索的目标，其中之一就是调查环状珊瑚岛的成因。达尔文的导师查尔斯·赖尔（Charles Lyell）是一位杰出的地质学家。他提出一种新论断，认为地壳的猛烈运动导致了海底火山的爆发，然后，珊瑚群沿着火山口周边生成了珊瑚礁。因为火山口的形状是圆的，所以形成的珊瑚岛便为圆环状。虽然导师赖尔关于地壳深处运动的理论对达尔文的影响十分深刻，但站在海滩上，看到层层碎浪撞击珊瑚时，他知道导师关于环状珊瑚岛成因的论断并不正确。达尔文认为，简单的地质运动并不能解释眼前的一切，答案应该是一种绝不屈服的生命创造力。达尔文沉思了一会儿后，脑子里闪过一些想法，那些想法似乎正在慢慢聚集，合并成一种理论，以解释那种伟大的生命创造力。一些思考和问题的答案，虽然尚未成形，却正在渐渐地变得清晰。
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几天的考察结束后，达尔文回到“小猎犬号”上再次翻看考察日志时，他陷入了沉思，那些海浪撞击珊瑚礁的画面一直在他眼前不断地浮现。他在日志上添加了一句话：“虽然我现在并不知道确切的原因，但我认为那些珊瑚岛海岸水域里的壮观景象一定有其成因。” 这一句话将在30年后出现在达尔文的名著《物种起源》（On the Origin of Species）中。最终，达尔文找到了问题的答案。
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超线性城市
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瑞士科学家马克斯·克莱伯（Max Kleiber）从小就成了拷问传统和规则的小怪才。20世纪初期，克莱伯在苏黎世大学读本科，白天他在街头行走时的着装让人们大为惊叹。通常他只穿着凉鞋，衣领大开，这种装扮在正式场合是较为少见的。克莱伯在瑞士军队中服役时，无意中发现自己的长官们将情报出卖给德国军方，而瑞士官方早已公开表态在第一次世界大战中保持中立。这种情况让他非常惊恐，于是，在下一次征集令传到时，他悄悄地躲了起来。最终，他因此获刑几个月。几经辗转，当克莱伯终于在农业科学领域里一展抱负时，他早已对苏黎世社会中的种种规则与限制忍无可忍了。在之后的几十年里，无数的反传统人士和反战运动者们都效仿克莱伯的着装法，仅穿一双凉鞋就在大街上大步行走。后来，克莱伯搬到了加利福尼亚居住。
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加利福尼亚大学戴维斯分校地处沃野千里的美国中央谷（Central Valley）中心区域。在该分校区的农业学院里，克莱伯在事业上取得了初步成就。起初，他的研究对象是牛，主要测量动物体重与其新陈代谢速度之间的关系，以及有机体燃烧能量的速度。测定新陈代谢率对养牛业有重要的意义，因为该数据能帮助牛农们合理地估算出牛群需要的食物量，同时，估算出在屠宰这些牛后，最终能产出多少牛肉。克莱伯刚到戴维斯分校不久，在研究中就发现了一条奇特的规律。为了验证这条神奇的数字规律的适用范围，克莱伯将研究对象扩展到牛以外的各种不同生物，包括老鼠、鸽子、狗，甚至是人。
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科学家和一些热爱动物的人们很早之前就发现了这样一种情况：生物体的体积越大，它的生命进程就越慢。比如，苍蝇的生命短则数小时，长则几天，但大象却可以生存半个世纪之久。鸟类和其他体积小的哺乳动物，其心脏传输血液的速度非常快，是长颈鹿和蓝鲸的数倍。但生物体的体积与其生命长短之间的关系却并非是线性的。比如，马的体重可能是兔子的500倍，但马的脉搏速度却并非兔子的1/500。克莱伯在戴维斯实验室中做了大量的测量，最终发现在这种标度现象中，隐藏着一条不变的数学关系——克莱伯定律（Kleiber’s Law）。如果将所测得的质量数据和新陈代谢率画到对数坐标中，将得到一条由低点往高点延伸的完美的直线——从位于低端的老鼠和鸽子到位于高端的公牛和长颈鹿。
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在物理学家们的研究中，经常会发现一些美丽的方程式。但生物学研究的现象却要复杂和混乱得多，要得出完美的数学定律是极其困难的。随着克莱伯和他的研究团队们所研究物种的数量的增加，这条定律也更加清晰：生物体的新陈代谢率与其体重的1/4次幂呈反比。算法可简单表示为：（1）先将1 000进行开平方根运算，运算结果约为31。（2）再将31进行开平方根运算，运算结果约为5.5。比如，奶牛的体重大约为土拨鼠的1 000倍，那么一般情况下，奶牛的生命比土拨鼠长5.5倍，而土拨鼠的心率却比奶牛快5.5倍。科学作家乔治·约翰逊（George Johnson）曾指出，克莱伯发现的定律中有一“可爱”之处，即不同物种之间的心跳数差异有一定的稳定性，较大体积的动物则需要更长的时间来耗尽其心跳总数。
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在克莱伯发现这条定律后的几十年里，人们发现这一定律对细菌类微生物体和细胞的新陈代谢率也适用。人们甚至发现连植物的生长也遵循克莱伯定律。生命个体需要寻找适当的分配能量的方式，克莱伯定律就是这些生命个体发展过程中共同“遵守”的一条规律。
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几年前，理论物理学家杰弗里·韦斯特（Geoffrey West）决定考察克莱伯发现的这条定律是否适用于人类最伟大的创造之一，即人类修建的超级有机体城市。城市的发展会不会引起其“生命的新陈代谢率”降低？大都市的“生命系统”里是否存在一些发展规律？杰弗里·韦斯特在一家颇具传奇色彩的研究所担任总负责人，这家研究所就是后来著名的圣塔菲研究所（Santa Fe Institute）。韦斯特召集了一些来自不同国家的研究人员和咨询人员，共同组建了一个团队，在世界各地的城市里收集数据，了解各种相关信息，包括犯罪率、家庭用电量情况、新发明的数量、汽油的消耗情况等。
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最后，当韦斯特的团队在对所获数据进行分析时，发现克莱伯定律也适用于城市的能源和交通增长。这个发现证实了韦斯特之前的猜测，令他露出欣慰的笑容。能量在生物体体内消耗的速度遵照一定的规律，这条规律也同样支配城市“生命系统”内的各个部件，比如，加油站的数量、汽油消耗情况、公路的宽窄、电缆的长度等。从能量消耗的情况来看，如果把大象比作一只“放大”的老鼠，那么城市就是一头“放大”的大象。
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在韦斯特团队的研究结果中，有一些数据并不遵照克莱伯定律，这一点最令人震惊。在他们取得的海量城市调查数据库中，还发现了另一条能量消耗的规律。根据这个团队取得的数据，各种与创造性相关的活动，包括专利发明、研发预算、“高创新性”的职业、发明创造等，都遵循另一条幂指数定律。唯一的不同之处在于，创新能力的幂指数大于1。如果一座城市比另一座大9倍，那么这座城市的创意能量则不是高出9倍，而是要高出16倍；而如果一座国际大都市的规模是一个小镇的50倍时，它的创意能量则约是小镇的130倍。
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克莱伯定律表明，当生命体的体积增大时，它的代谢率会降低。但根据韦斯特的新发现，人造城市的发展与生命体的生长模式之间有一个重大的不同之处。当城市的规模增大时，城市内会快速地诞生更多新的创意。这种现象被称为“超线性标度”（superlinear scaling）。根据超线性标度，如果城市的规模大小与其所具备的创造力能量呈直线增长比例关系，那么在更大的城市中，则更容易找到更多的专利和发明，但每个城市里的人均专利与发明数量则是大体相等的。韦斯特发现的这一规律较克莱伯的新发现更加引人深思：尽管在大都市里，噪音不断，人群拥挤，令人分心的干扰无数，然而如果这里居住着500万人，这个城市的创造力则是一个人口数量为10万人的小镇的3倍。
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简·雅各布斯（Jane Jacobs）在韦斯特发现这条定律的50年前，就曾在书中写道：“大城市并非只是一个放大版的小镇。”韦斯特的幂指数定律给这种说法提供了新的数学依据。人们开始思考这样一个问题，大城市的环境中独具了一种什么特点，使它可以让其中的居民比小镇居民创造出更多的新事物呢？
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10/10规则
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1954年1月1日，美国全国广播公司（NBC）完成了世界上第一次彩色电视节目转播。转播内容是为时一个小时的玫瑰花车游行，转播范围包括美国境内的22个城市。对于当时有幸观看到这一节目的人来说，在一个小小的屏幕上，不停闪动着的多彩画面极具魔力。《纽约时报》曾评论转播节目的画面为“色度与色调的彩色整合”。而《泰晤士报》的评论是：“在这样的小小屏幕上集中显现如此丰富的色彩与画面，哪怕对于‘静物’画法了如指掌的天才画家来说，也是一个极难完成的‘高难度’动作。而如果要连续地播放这样的图片，那对于普通人来说，简单是‘天方夜谭’的魔法。”但美中不足的是，那次的玫瑰花车游行转播，并非真正意义上的电视节目转播，因为该节目当时只能在美国无线电公司（RCA）陈列室里的原型电视上才可以看到。直到20世纪60年代，彩色电视节目转播才成为主流，演变为每天黄金节目时段的主角。在电视节目的转播中出现彩色画面的尝试之后，节目录制与转播的常规标准却在此后长期维持不变。直到20世纪70年代，由于录像机和有线电视的发明，电视节目转播的机制与方案才开始进入多元化的新发展阶段。但转播节目的画面却长期不变，依旧是传统的黑白电视画面。
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当时间的指针转到20世纪80年代中期时，很多传媒界与技术领域的高层管理者，以及一些有远见卓识的政治家们共同认识到了一个亟需改变的现状，即应当尽快改变与提高电视转播节目的画面质量。自此，大量的宣传与演讲相继涌现，各个发展委员会组建起来，各种实验性的原始模型也研制出来了。这种情况一直维持到1996年7月23日，地处北卡罗来纳州罗利市（Raleigh）的哥伦比亚广播公司（CBS）分公司，才第一次成功实现了真正意义上面向公众的彩色电视节目转播，信息转播模式为高清电视（HDTV）。这次尝试也和之前的玫瑰花车游行的连续镜头一样，一般的观众并没有可以收看该节目的电视设备，也不能随意观看这种“彩色魔法”式的节目。[1]从1999年起，多家广播公司开始转播高清电视节目信息，但这种信号转播模式要5年后才成为主流。后来，尽管在2009年12月，美国联邦通信委员会（FCC）明文规定，所有电视节目转播站都必须停止转播旧式的模拟电视节目，但当时仍有10%的美国家庭还在继续观看黑白电视节目。
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我们生活在一个科技日新月异的时代，新的典范不断地涌现，而且两个不同典范之间的间隔时间也越来越短。这种快速的增长与变化不仅反映在如雨后春笋般不断推出的新产品上，还反映在人们对这些新产品的接受程度上。人们总是急于将新产品以最快的速度投入使用，随着新产品发展的浪潮不断向前涌进，我们大部分人也跟着它的脚步变成了熟练的冲浪者。一旦有新产品推出，我们就涉水前进，希望能在第一时间一试新奇。但高清电视的发展故事告诉我们，这种加速现象并非普适法则。如果测量一个新的创意发展到其成品被大众主流接受的时间，我们会发现：高清电视的发展速度与40年前的彩色电视发展速度是大体一致的。彩色电视前后一共耗时10年才取得大众的认可，而20年后，高清电视成功取得大众的认可也花了近10年的时间。
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