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伟大创意的诞生：创新自然史 一个好创意是一个网络，也是一个群体
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人们用了很多不同的词语对好创意做通俗的比喻，可谓五花八门，精彩纷呈。我们叫它思想的火花、灵感的闪光、突然顿悟的一刻；或者说我们进行了一次“头脑风暴”、找到了“突破口”、看到了灵光一闪、取得了瞬间的顿悟。我们使用一切华丽的词藻来形容创新，试图用形象生动的语言重现创新。
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那些美丽的言词虽然都绚丽无比，但是，却没有任何一组比喻能确切表达出一个好创意的真实本质。
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一个好创意就是一个网络。当一组特定的神经细胞——成千上万的细胞，在你的大脑里因为一些动力源的催动，同步移动时，一个创意就会突然“跳”进你的意识层面。一个创意是一群细胞组成的网络，会尽可能地在相邻可能空间里，去探寻一些新的网络组合方式。这一点适用于任何一次创意的产生，比如，为一个复杂的物理问题找出新的解答方法，为一本小说写出精彩的结尾，为一种应用软件研究新的使用功能。如果我们要真正地解答出这样一个问题：“好创意从哪里来？”那么我们首先要让自己的思维摆脱对于好创意的错误定义：一个好创意并非孤单的个体，而是一个群体。
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当认识到好创意的本质是一些神经网络，它产生的两个前提就非常明确了。第一个前提是，需要有完全充足的神经网络。如果只有三个简单的神经元细胞得到发射，那么我们无法产生顿悟。神经网络的数量是成败的关键，只有数量充分才能成功。人脑里有约1 000亿个神经元细胞，数量多得惊人。但如果这些为数众多的神经元细胞不能形成和谐的连接网络，新创意就无从生成（这一点适用于人脑的任何其他功能与成就）。平均每一个普通神经元细胞和分布在大脑里的另外1 000个细胞相互连接着，这也就意味着在每一个成人的大脑里，都分布着100兆条神经元的连接，可谓地球上最大、最复杂的网络系统——互联网上大约有400亿个网页，假设10组相互连接的网络可以构成一个网页，那么我们大脑里的网页数量比互联网里的网页总数还多，网络的密度自然也比互联网高许多。
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第二个前提是，网络应当具有可塑性，易于生成新的变化。一个不能随意生成新形式的网络，不管密度多高，从本质上来看，也是不能对相邻可能进行探索的。当人的大脑里“跳”出一个新创意时，人脑体验到一种新奇的感觉。这种体验与大脑里的细胞有直接联系：一个全新的神经元组合促进了新创意的生成。那些连接的生成与人的基因以及从前的经验有关。一些连接可以帮助调控我们的心跳，引发意识层面的思考；一些连接帮助我们维持记忆力，可以令我们清楚地想起童年吃过的可口点心；还有一些连接可以帮助我们思考如何给电子计算机进行编程。构成智慧的关键其实就是那些连接。不难发现，那种认为“人成年以后，神经元细胞的数量就会慢慢减少”的说法只不过是“烟雾弹”。事实上，最重要的并非是大脑里的神经元细胞数量，而是它们彼此建立的无数连接。
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当然，从技术层面上来讲，在人的大脑里出现的各种现象都是由相关的神经网络产生的。人们想起来要剪指甲，这一念头的形成是因为大脑里的一些神经元细胞受到刺激，按一种有规律的方式组成一个新的网络。但想起要剪指甲的念头却不是一种顿悟。事实证明，那些好创意都有一个共通的特点：产生它们的那些神经网络有一种相通的模式。当仅仅只是想起要做一个重复性的动作时，大脑里的活动方式与进行创新思考的大脑中的情况是不一样的。因为当大脑进行创新思考时，那些神经元细胞会以一种完全不同的方式进行互动，并最终形成一些完全不同的网络形状。
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所以要得到更多的好创意，就要想办法解答一个重要的问题：我们如何将自己的大脑塑造成更有“创造力”的网络？但这个问题的答案并不统一，相反还十分不规律。因为，要让自己的大脑更加具备创造力，就得让它更多地进入一种有利的环境中，去获取制造新关键连接的自然能力。这种环境中的思想和人脑中的那些神经元细胞一样，一直在尽力开发相邻可能。但这些连接模式的历史比人脑甚至比神经元还古老。要找到这些模式出现的历史源头，我们需要回溯至生命的起源。
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连接模式与随机性环境，生命起源的创新
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“以碳为基础的生命形式”这一说法，早已因为重复的次数太多而显得毫无新意了。根据这一说法，如果没有碳原子，那么生命就不可能出现在地球上。天体生物学家们的研究方向就是要探明在宇宙中，除了地球之外，其他地方是否还存在生命。大部分的天体生物学家们都坚信一点，那就是假如有一天，在地球以外的天体上发现了新的生命，那么这些新生命也绝对是一种以碳为基础的生命体形式。
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为什么我们会对碳的重要性有这么坚定的信心呢？为什么认为离开了碳原子后，有生命的物体就绝对不可能出现呢？这些问题的答案都与碳原子本身的特性有关。碳原子的最外层轨道上分布着四价电子，因为一些复杂的、尚不为大家所知的原因，这种四价电子使碳原子更加易于与其他的原子进行组合，特别是氢、氮、氧、磷、硫等原子以及其他的碳原子。碳原子的这一特点具有重大意义。碳、氢、氮、氧、磷、硫这6种原子构成了地球上99%的生命体。碳具有极强的潜力，可以轻易组合成新的链状或环状聚合物，包括：储存在核酸里的所有遗传信息、蛋白质的组成物质，以及存储能量的碳水化合物与脂肪等（现代科学技术已经利用碳原子极强的生成能力，制造出我们称为塑料的人造聚合物）。在地球的表层成分中，只有约0.03%是碳原子，但它却占据了我们人体构成的20%。碳原子在人体中所占据的极大的比例，凸显了它在连接能力上极强的潜力。碳是个连接剂。
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碳的这种连接功能对于生命体的日常运作是至关重要的：核酸命令氨基酸组成蛋白质长链，动力则来自碳水化合物所储存的能量。同时，碳的连接功能对于生命体自身的根本创新是尤其重要的，也是必不可少的。如果碳原子缺少了那种易于与其他原子连接并形成新的复杂分子的潜能，那么就无法想象地球上的第一个有机体要如何才能进化出来。碳原子所带的四价电子，让无生命的地球去探索自己的相邻可能。在筛选了很多潜在的分子组合形式以后，最终出现了一种稳定的化学反应模式。于是，第一批生物就应这种化学反应而生了，并在地球上慢慢地发展变化，最终“开花结果”，无限扩展开来。没有碳的生成性连接，地球很可能只是一锅没有任何生命迹象的“原始汤”，也不会产生任何生命体形式的化学反应。
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20世纪曾有一项著名的科学实验验证了碳原子超强的天分——生成新连接网络的潜力。1953年，芝加哥大学的两位教授斯坦利·米勒（Stanley L. Miller）和哈罗德·尤里（Harold C. Urey），用一些玻璃管和烧瓶组建了一个封闭的系统，用以模拟地球上出现生命以前的环境特点，并在系统里放入如下元素：甲烷（CH4）、氨（NH3）、氢（H2）和水（H2O）。其中，只有甲烷里包含了碳原子。与这些化学液体相连接的一个烧瓶里放了一对电极。米勒和尤里想使用这对电极激发电火花，从而模拟出闪电。这个实验连续做了7天。当实验的第一个周期结束时，他们发现在原来化学液体中的10%的碳原子已经自发地与其他原子进行了化学反应，并生成了一些新的有机化合物，比如：糖类、脂质、核酸。而这些化合物对于生命体的形成是非常重要的。米勒在当时声称，一旦在模拟的前生存环境里，点燃一道电火花，那么就可以产生11种氨基酸，占生命体中氨基酸种类的一半。在这个实验过去7年后，另一组研究人员重新做了这个实验。结果发现，当烧瓶里模拟出海底火山口的环境时，进行实验的化学液体里生成了所有的氨基酸种类，一共22种。
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在这个实验之后的半个世纪里，成百上千种新理论持续出现，试图解释生命形成的早期过程。一些理论强调细胞自我复制的能力促进生命体的形成；一些理论强调新陈代谢的作用；一些理论则对海底火山口的高温作用进行推测；还有一些理论则认为是一些已有生命体的彗星与地球相撞后，让地球具备了生命起源的最初条件。不过，在这些五花八门的各式理论之间，存在着一个共同之处，那就是都肯定了碳原子的超强连接能力在生命起源过程中具有重大的意义。另外一小部分研究者和科技小说的作者们则构思了另一个版本的生命起源过程。在这个版本里，生命的起源是因为有硅原子的存在才成为可能的。在化学元素周期表中，硅原子排在碳原子之后，并且有和碳原子一样的四价电子。然而，与碳原子相比，硅原子缺少一种天生的易变性，不能随意变成二价或三价电子，从而与其他原子化合生成新的环状脂肪酸或糖类化合物。另外，要生成新的价键，硅原子也要消耗掉比碳原子更多的能量。虽然地球的硅含量是碳的100多倍，但自然母亲却选择了碳这种较为稀少的元素，让它成为生命起源的必备成分。
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硅原子之所以不能成为生命体的必备元素，还有另外一个原因：硅的价键极易在水中溶解。大部分关于生命起源的理论都涉及水的存在，并非只是因为氢和氧在很多有机化合物中都是重要的元素，同时也因为在液态水的环境里，能让生命在地球上形成的那些“最初的化学反应”可以更容易发生。米勒和尤里当年所做的实验，从某种意义上来说，只是强力地证明了一个世纪前达尔文提出的一个假设：生命起源于水。在达尔文写给植物学家约瑟夫·胡克（Joseph Hooker）的一封信里，他曾设想生命最初一定是出现在一个小小的，但是却温度适宜的水塘里。他还设想在那个水塘里一定存在：各种氨、磷酸盐、光、热、电。后来出现的大部分关于生命起源的理论中，或多或少都包括了达尔文假设的“原始汤”理论。该理论认为，液体的自然波动和起伏翻滚可以帮助一些新的化学运动出现，并出现新的化学反应。诚然，碳是一个天才的连接者，但如果没有一个环境允许它自由自在地移动，随意地遇到或撞到其他的化学元素，碳的超强连接能力也将无从施展，那些壮观且奇妙的各种聚合物链就无法生成，只能永远地“躲”在相邻可能里，找不到打开空间大门的钥匙。
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与碳原子一样，水分子也具备几种超常的特性。因此，水作为一种媒介物质，非常适合在生命起源的最初阶段帮助维持生命的存在。从水分子里分离出来的氢键比存在于“一般液体”里的价键要更稳定10倍，因此，当水作为一种媒介存在时，它就具备了更多的优势。首先，水作为液体存在的温度区间为0℃～100℃，这是一个非常大的空间，比其他任何一种液态物质都具备优势。由于氢键的这些优势，当地球上出现了最初的生命体后，避免了海洋里的水因为温度太高而全部蒸发得无影无踪。其次，水还具备一种超常的功能，那就是溶解能力（举一个例子，黄金的稳定性是众所周知的，但如果把黄金放在水里，只要时间足够久，它也会被水慢慢地溶解）。由于水的流动性和溶解性，当水里面的元素慢慢地移动、前行时，它们更容易相互碰撞，也能更轻易地创造新的网络连接。最后，因为氢键的超强稳定性，当一些新的化合物组织出现后（部分化合物组织与碳原子有关）便具备了更强的稳定能力，并在“原始汤”里寻找机会与其他化合物连接生成新的化合物。
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因此，当回顾生命起源的历史时，我们发现生命起源的创新动力具备两个基本的特性：首先，能够与尽可能多的其他元素建立新连接的能力；其次，可以促进系统里各种元素之间活动与碰撞的“随机性”环境。至少在地球上，生命起源的故事背景一定是一个液态的、超高密度的网络系统：“原始汤”里的碳原子不停地与其他元素相遇并连接。一旦经过这些原子的活动与连接，并组成了一些新的分子，地球上就不只是存在一些化学和物理反应了，生物进化的开端也就出现了。当第一份脂质因为分子的自发组合活动而在地球上出现后，一扇生物进化过程中的相邻可能之门就打开了，并最终形成了细胞膜；当第一种核苷酸生成以后，又一扇相邻可能之门打开了，并最终慢慢地进化、演变并生成了DNA。这些都是生命起源故事里的一些关于创新的小情节。
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混沌的边缘与信息外溢
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数十年前，计算机科学家克里斯托弗·兰顿（Christopher Langton）曾注意到一个现象，他发现适于创新的系统环境一般都倾向于靠近“混沌边缘”（edge of chaos），也就是处于太多的规则与无规则之间的一个有利的系统空间（他的这个观点也是斯图尔特·考夫曼提出的相邻可能的核心）。兰顿有时利用物质的三种物理状态——气态、液态、固态来进行比拟，以更加形象地说明各种系统网络环境的特点。
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试想一下分子在这三种不同物理状态下的活动特点。在气态的环境里，到处都是混乱与无规则。新的连接组合虽然较易生成，但因为所在环境的易变性和不稳定性，这些新生成的组织结构又会再次受到冲击，并分裂开来。在固态的环境里，则是另外一种完全相反的情形。新生成的组织结构虽然具备足够的稳定性，但却不能轻易改变。一经比较就会发现，只有在液态的环境里面，才能更容易地去开发相邻可能。分子之间不断地自由组合成新的连接，而所处的环境又相对稳定，不会破坏那些新生成的结构。“原始汤”里的碳原子们不断地移动，形成了一种高密度的液态网络系统。人脑里的数千亿个神经元细胞则组建了另一种形式的液态网络：网络之间进行了高密度的连接，持续地去开发相邻可能，同时，又能把新生成的有用的连接长期保存。
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在关于液态网络的推论中，存在着一个假设性的推测（虽然前提是要通过追溯历史才能发现），那就是在不同规模和不同发展阶段的创新环境都有一个共同的特点，即人类一旦开始自行组成一种类似液态网络的组织，创新与发明就会不断地涌现。早期人类组成的社会组织类似于一种气态网络。一小群人聚集在一起形成一个部落，但各部落之间是分散的，与其他部落几乎没有接触。农业改变了这一切。人类第一次形成了较大规模的群居组织。有时群居的人数可达上千人，甚至上万人。在这样大规模的群居组织存在并发展了一千多年之后，人类便逐渐开始了一种新的生活状态，即与陌生人分享生存空间。随着人口的增加，相互联系的人们之间可能会产生更多的连接。好创意更容易被其他人知道和利用，于是新的协作模式更有可能成形。
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对于在人口众多的社会组织里出现的信息分享，经济学家们有一个比较形象的术语：“信息外溢”（information spillover）。一旦某个好创意的发明者与成千上万的人共同生存在一种文化环境里，那么，他的好创意就更倾向于在这个环境里慢慢地传播开来。即使发明者希望保密，这些创意也一样会慢慢地扩散与流传。“外溢”这个词是准确的。它能形象且具体地描述在那些人口密集的群体里，流通的信息呈现的一种“液态”的特点。随着地球上物种的演变，智人（Homo Sapiens，现代人的学名）在数百万年的时间不断地进化与发展，且取得了巨大的进步。最终智人发明了农业，创造了语言、艺术，以及用于捕猎的精巧的工具，并且学会了烹饪食物。然而，在他们定居于城市之前，他们并不知道如何在一种“高密度的液态网络”里生活。
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当他们生活在这种社会环境里时，将会出现一些什么样的新变化呢？要真正了解这种变化的深度与广度，我们可以采用这样一种视角来看问题，即先去“测量”一下城市出现以前的创新速度。
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为了方便分析与看清问题的实质，我们把人类大约7万年的发明创新史压缩到一条简化的时间轴上，这条时间轴到公元前2000年左右结束，也就是第一座城市出现后的几千年。
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