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独立重复与创新的可能性
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从这一角度来看，生命的进化史和人类社会的文化发展史都可以看作相邻可能在不断延伸与扩展的历史。每一种新的创新出现后，更多相邻可能就又出现了。但是，在一些系统或环境中，要探索新的相邻可能空间则会更容易些。在本书开篇，我们讲到“达尔文的悖论”。要解释那一悖论，需要先解答一个问题：为什么珊瑚礁的生态系统能极大地促进相邻可能得到扩展与延伸？在一个极小的珊瑚礁空间里，生命形式的数量却出奇得大；与之相比，在广阔的大海里，生物多样性却少得可怜。同样，与小镇和农村相比，在大城市里，与商业相关的相邻可能则能得到更快、更深入地开发。
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在人类的通信技术史上，网络将通信媒体中存在的相邻可能进行最快速、最深入的开发。1994年初，网络只是一种基于文本的媒体平台，各文本之间通过超链接取得关联。但只用了几年时间，网络的相邻可能空间就大大扩张了。网络这个平台可以实现金融交易，并最终演变成虚拟购物广场、拍卖行和赌场。不久，网络又发展成一种新的、双向互动式的媒体平台。在网络上，人们不仅可以阅读他人的作品，而且可以很方便地发布自己的作品，从而推动一些全新事物的出现，比如，用户编辑的百科全书、博客世界和网络社交。YouTube的出现，让网络发展成为世界上最具影响力的视频传播系统。而其后，数字地图的出现，也引发了另一场制图革命。
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在人类的文化史上，有一种非常明显的发展模式，现代科学家称其为发明的“独立重复”（the multiple）现象。在这一模式里，相邻可能同样起着作用。在地球的某个角落里，一位聪明的科学家或发明家想到奇妙的新创意，并且把这个新创意公布于众。然后他却发现在过去的几年里，有三个人都先后想到了这个创意。1611年，居住在4个不同国家的4位科学家在不同的地方同时发现了太阳黑子的存在。1745—1746年，居住在荷兰来登市（Leyden）的迪安·冯·克莱斯特（Dean Von Kleist）和康奈尔斯（Cuneus）先后发明了电池。
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约瑟夫·普利斯特里（Joseph Priestley）和卡尔·威尔海姆·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）分别在1772年和1774年先后独立地分离出氧气。19世纪40年代，能量守恒定律先后4次被不同的人提出。柯斯金斯基（S. Korschinsky）和雨果·德弗里斯（Hugo de Vries，1848—1935）分别在1899年和1901年先后发现基因变异对于生物进化的重大意义。1927年，两位学者又分别独立发现X光的照射会影响基因的变异率。电话、电报、蒸汽机、摄影术、真空管、收音机，在现代生活中的几乎每一项重要技术突破与发明过程中，都存在一个“独立的重复”。
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在20世纪20年代早期，两位哥伦比亚大学的学者威廉姆·奥格本（William Ogburn）和多萝西·托马斯（Dorothy Thomas）决定做一项新的研究，即尽可能地记录下创新历史上有关“独立重复”的案例。最终他们将研究结果写成了一篇极有影响力的论文，并取了一个引人思考、意义深远的标题：《创新是不是一种必然》（Are Inventions Inevitable）。他们一共找出了148份创新案例，每份案例的“独立重复”均发生在同一个时代里。这篇论文的读者不仅惊叹于案例数量之大，同时，更加惊叹于这些案例与未经过滤的伟大创新史没什么两样。
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某些时代精神（Zeitgeist，尤指文学、哲学和政治中表现出来的）的相关理论至今并不明确，而人们常常引入发明的“独立重复”案例来为其佐证。而发明的“独立重复”现象之所以出现，有一个更加有根据的成因。好创意并非是凭空出现的，它们是由一些现存的部件加以组合、拼接而成，而这些部件的内容与数目会随着时间扩增（有时也会缩减）。在这些用来拼接或组合的部件中，一些是概念性的，如解决问题的新方法，或者是先确认问题所在的新定义；而另一些，实际上只是一些机械部件。
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为了分离出氧气，普利斯特里和舍勒都必须先有一个理论框架，理解研究空气成分的重要性。 同时，要清楚空气是由不同的气体混合而成的。这几点，直到18世纪后半叶才为大众所知。但要完成氧气的分离，他们还得有先进的称重工具。当实验中的物质发生氧化反应后，可以称出重量上的细微区别。这种称重技术于1774年出现，也只出现了几十年。当上述的几项概念性或技术性的部件出现以后，氧气的分离就进入了相邻可能空间中。将氧气分离出来，如俗语所说的似乎“近在咫尺”。不过，如果没有之前出现的各种前提条件，氧气分离的实验不可能成功进行。
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超前的想法与创新的受限性
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相邻可能这一术语不仅指出创新的可能性，也指出了创新的受限性。在生物圈不断扩张的时间表上，随意找一个时间点来分析，都可以看到，有一些创新的“大门”是没有钥匙可以打开的。在人类文化史上，我们喜欢把一个突破性的创意或点子看成是在发展史的时间表上的一次加速前进。当所有人都困在当前的各种条件限制里时，一个天才的思想一下就向前推进几十年，顿悟出一个普通人不可能想到的奇思妙想。但实际情况是，无论是科学思想还是技术上的前进，都极少出现偏离相邻可能的现象。在人类文明发展的历史过程中也毫无例外，可以比作对一座宫殿的探访：只能先穿过最近的一扇门，才能走到下一扇门；只能从一个房间走到另一个最近的房间，直到最后把整个宫殿一一走遍。
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当然，人类的思想创新与分子的构成是有区别的，后者严格受限于分子反应的固定规律。所以，在人类的思想发展史上，偶尔会出现这样一种现象：有时候，有人会突然想到一个奇妙的创意，让创新的发展在它的相邻可能空间里稍微向前跃进几步，越过其中的一间或两间房间，达到另一个原来不能一步跨入的新房间。但事实证明，这样的创意和想法通常生命力不强，很快就会面临它的“死期”，而真正的原因就是因为这些创意和想法都脱离了所处的相邻可能空间。对于这类早夭的创意们，我们取了一个名字，称为“超前的想法”。
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19世纪，英国发明家查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）发明了富有传奇色彩的分析机（Analytical Engine，早期的机械通用计算机），许多科技史学家称他为“现代电子计算机之父”。不过，准确地说，他应当算是现代电子计算机的“爷爷”。这是因为在分析机出现以后，经过几代人的努力，人类才真正掌握了这一创新。
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巴贝奇之所以在科技史上得到大家的尊崇，是因为他一共有两项伟大发明载入史册，虽然这两项发明在他的有生之年都没有真正制作成实物。第一项发明就是差分机（Difference Engine）。这种设备非常复杂，由25 000个机械部件组成，重达15吨，但设计却十分精确。它可以用于计算多项式函数，并生成三角函数表，这一点对于航海技术的发展十分重要。如果巴贝奇将这个设备真正制作出来，由他发明的差分机可能会成为世界上最先进的机械计算机。后来，伦敦科学博物馆（London Science Museum）为了纪念他逝世100周年，根据他的设计图制作了一台差分机。在几秒钟内，这台差分机就送出高达31位数的准确结果。这台差分机的速度和精确度，远超巴贝奇时代可能出现的其他设备。
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尽管这台差分机的设计十分复杂，但是也没有超出维多利亚时代技术上的相邻可能空间。机械计算在19世纪下半叶得到了长足的进展，其中有很多装置都是建立在巴贝奇的设计模型之上的。
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瑞典发明家乔治·舒尔茨（George Scheutz）曾经研制出一台可以实际操作的差分机，在1855年的世界博览会上首次向公众展示。之后的20年内，该设备又得到了巨大的改良，它的体积从一架钢琴缩小到缝纫机般大小。1884年，一位美国的发明家威廉·巴罗斯（William S. Burroughs）创立了美国运算机公司（American Arithmometer Company），该公司批量生产计算器，并在全国进行销售（销售这些设备的收入，在大约一个世纪以后，足以支撑他同名孙子的生计，不仅可以让他专心追求自己的写作事业，还可以让他从吸毒爱好中取乐）。巴贝奇设计的差分机原型是一个极其天才的创意，但它并没有超越当时的相邻可能空间。
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但巴贝奇的另一项神奇发明却并非如此：他发明的分析机一直不能实际生产出来。他人生的最后30年都耗在这个计划上，但却没有成功。分析机的设计方案太复杂了，于是一直停留在蓝图设计的阶段。巴贝奇于1871年去世。但在他生前，分析机中的一小部分曾经由他亲自研发、生产出来。只从设计方案来看，巴贝奇设计的分析机是世界上第一台可编程的电子计算机。可以进行编程的设计使计算机的未来发展变得具有开放性。这样的计算机并非只是为了完成单一的操作，这一点与差分机不同，差分机的设计目的是为了优化对多项式函数的计算。
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分析机则和所有现代电子计算机一样，就像一个可以随意变形的“小精灵”。只要编程人员新编写出一组指令，这个“小精灵”就会相应幻化出新的形状。（诗人拜伦的女儿阿达·奥古斯塔［ Ada Lovelace］天资聪颖，她曾经为巴贝奇设计的、但尚不能实际生产出来的分析机编写了几组指令，并因此赢得世界上第一位程序编写员的称号。）巴贝奇设计的分析机虽然没有最终问世，但却为后续电子计算机的发明提供了一个基本的参考构架。从分析机的设计上可以看出，程序可以通过穿孔卡片法进行输入，人们在几十年前就已经利用这一技术来为纺织机服务了。输入分析机的指令和数据都贮存在一个小小的“信息仓库”（Store）里，其实等同于现代计算机里的随机存储器，或者简称内存（RAM）。而具体的数据计算操作则由巴贝奇设计的一个系统工具来完成，这个系统工具被巴贝奇取名为“中央工厂”（Mill），而用工业时代的语言来说，就是中央处理器（CPU）。
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巴贝奇于1837年就将这个分析机的系统设计完成了，但却要再等上100多年，世界上才出现第一台真正的电子计算机。差分机触发了一系列的改良与实际应用，分析机却如同从地球上消失了。巴贝奇在19世纪30年代想到的一些创意是非常先进的，但到了第二次世界大战期间，才被计算机科学界的前瞻性人士重新独立地发现，并将之最终运用于计算机的研发中。
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巴贝奇关于分析机的设想无疑是先进的。可为什么他设计的分析机并不能设计成形，反而进入了一个发展的死胡同呢？如果只是用语言对其进行打趣的话，那是因为分析机的设计创意“逃离”了当时的相邻可能空间。但如果具体而实际地分析原因，则可以发现，分析机的发展之所以不成功，是因为巴贝奇手边没有正确的、可供利用的组成部件。假设巴贝奇按照自己的设计方案制作出分析机，人们并不能确定它是否可以正常运作。因为，巴贝奇企图在蒸汽机时代，为很多年以后的电子革命时代提前发明可用机器，虽然动机是美好的，但在现实中却行不通。
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与我们日常使用的电子计算机不同，巴贝奇设计的分析机完全是由齿轮和开关组合而成的。所用的零件数量大得惊人，其复杂程度更是令人望而却步。在分析机的系统里，数据信息的传输好像是一些金属小颗粒在跳着芭蕾舞步前行，步法则是由编程员提前精心编写的舞步设计。这种机器的维修和护理是无比困难的，基本上无法实现。比这更不现实的是，其运作速度奇慢无比。巴贝奇曾经在阿达·奥古斯塔面前放豪言，他认为这种分析机在三分钟内就可以完成两个20位数字的乘法运算。巴贝奇肯定不可能是世界上第一个对自己的作品宠爱有加的技术人员。但即使假设他的说法是正确的，他引以为傲的运算速度却并不快。以那样的速度来运行一些复杂的程序时，系统基本上会慢到崩溃。数字时代的第一代计算机要完成同一项运算只需要几秒。而在巴贝奇的分析机做一次运算的三分钟时间里，一台iPhone手机就可以进行上百万次这样的运算了。可编程的计算机必须具备真空管，更加理想的情况是，必须具备集成电路。在这些器件里，信息可以像微小电子的脉冲一样流动，而不是像分析机里的那些因为蒸气动力催动的金属齿轮一样，“咔嚓声”、“叮当声”、“嗡嗡声”不断。
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可以来看看另一个相似的案例YouTube，它的时间跨度则短得多。
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如果赫利、陈士骏和卡里姆提前10年想到YouTube的创意，那么这项发明就注定是失败的。因为，发明一个视频分享的网络平台是不在当时的相邻可能空间内的。首先，当时绝大多数网络用户都是通过拨号连接进入互联网，且网速十分缓慢。即使从互联网上下载一张小图片，也要花上几分钟的时间。使用当时速度只有14.4 bps的“猫”拨号联网，如果要下载一段普通的、两分钟的YouTube视频，则需要花一个小时左右的时间。
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YouTube面市初期便能一炮打响，还有另一个原因。那就是当时Adobe公司研发的Flash平台早已在网络上得到了大众的认可，而YouTube的服务平台是借了Flash平台的风，并不需要重新开发一个新平台，于是节省了人力和物力。同时，这也让YouTube的开发人员专注于解决如何优化视频的分享模式，如何创新视频的讨论界面。回顾一下，直到1996年下半年Flash才成功推出，而到了2002年，Flash才可以支持视频格式的文件。
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再来看看我们之前讨论过的关于微生物学的例子。如果要在20世纪30年代提出差分机的创意，这无疑于“原始汤”里的一堆脂肪酸企图成为细胞膜。差分机系统里的计算器是一个伟大的创举，也是非常先进的，但却依然没有超出相邻可能空间的限制。也正是因为这一点，在巴贝奇的差分机创意首次面世以后的几十年的时间里，关于这个创新的重复且实用的独立发明一再出现。但如果想在1850年就成功地推出分析机，或者在1995年就成功地运作YouTube，就会像异想天开想要自动组合成海胆的脂肪酸一样。创意是完全正确的，只是所处的环境并不成熟。
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