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伟大创意的诞生：创新自然史 从葡萄酒榨汁机到古腾堡印刷机
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古罗马传奇性的历史学家和学者老普林尼（Pliny the Elder），在维苏威火山爆发后，因为勇敢抢救一位朋友而死；在他去世前两年，完成了《博物志》（Naturalis Historiae）的创作，堪称古代最流行的百科全书。在那本书中，他谈到了一种由本国酿酒师新发明的设备，类似于榨汁机，靠螺旋状杆来“对放在葡萄上方的木板施加压力，木板上方也有重物覆盖”。学者们争论，老普林尼认为这个设备是同胞发明的是否出于爱国心态，因为用螺旋榨汁机生产葡萄酒和橄榄油的历史可以追溯到几个世纪前的希腊。然而，无论螺旋榨汁机究竟何时问世，它的实用性使自己熬过了黑暗时代（Dark Ages）完好地存活了下来。希腊—罗马时期的其他伟大想法就没有那么幸运了。
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当文艺复兴时代到来时，老普林尼已经过世1 000多年了，欧洲人不得不重新发现托勒密（Ptolemy）的天文学和修建沟渠的秘密。但是，他们不用重新学习如何压榨葡萄。事实上，一直以来，他们都在不断地对螺旋榨汁机进行改良，以实现大规模的生产。15世纪中叶，气候恶劣的德国莱茵河左岸地带也搭起了葡萄架。在高效螺旋榨汁机的推动下，德国葡萄园于1 500年达到颠峰，占地面积大约是现在的4倍。那时，在遥远的北方生产葡萄酒是一项艰苦的工作，但人们还是无法抗拒螺旋榨汁机带来的经济效益。
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1440年左右，一位年轻的莱茵兰企业家开始改良葡萄酒榨汁机的设计。他以前是经营镜子制造生意的，他打算把镜子卖给宗教朝圣者，结果经历了一场灾难性的失败（受鼠疫的影响，朝圣者的人数大大减少了）。然而，饰品生意的失败只是偶然，因为这位企业家又有了一个更加远大的目标，他开始潜心研究莱茵兰葡萄酒技术。但约翰内斯·古腾堡（Johannes Gutenberg）对葡萄酒并不感兴趣，他的兴趣在于印字。
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正如许多学者曾指出的，古腾堡的印刷机是一个经典的组合式创新，更像是一种拼装而不是突破。早在古腾堡印制第一本《圣经》前，印刷机这项独立发明所需要的关键元素——活字印刷术、油墨、纸张和印刷机本身，就已经被发明出来了。例如，活字印刷术是在公元前4世纪，由中国北宋发明家毕昇发明的。但是，中国没能利用这一技术实现大规模的文字印刷，很大程度上是因为他们是用手来刻字的，这种方法只是比中世纪的抄写员更高明一些。古腾堡曾当过金匠，凭借这一经历他又对活字印刷系统进行了一些更新，但如果没有螺旋压榨技术，他那一丝不苟的铅字刻板还是无法大规模印制《圣经》。
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古腾堡并不是从无到有地发明了一种全新的技术，而是从一个不同的新领域借用了一种成熟的技术，并用它来解决一个完全不相干的问题。我们并不知道到底是什么事件使他联想到了这种技术。古腾堡在1440—1448年间完成了这一重要发明的组合，但现有资料很少有关于这一发明的记录。不过可以肯定，古腾堡没有榨葡萄汁的经历。是莱茵河左岸地带螺旋榨汁机的普及和他跨越自己专业领域为旧技术开发出新用途的能力，造就了这一颠覆式的突破。他把一台会让人喝得醉醺醺的机器，变成了一个大规模传播的引擎。
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功能变异与进化创新
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进化生物学家用这样一个词语来形容这种借用：功能变异（exaptation）。这一词语最初见于斯蒂芬·杰伊·古尔德和伊丽莎白·弗尔巴（Elisabeth Vrba）在1971年发表的一篇论文中。生物会针对特定的用途开发一种特性，但随后这种特性就会变成一种完全不同的功能。在古尔德和弗尔巴的论文中，鸟的羽毛就是这样一个典型的例子，最初我们认为鸟的羽毛是为了适应气温的变化而进化出来的。这样一来，白垩纪时期的那些不会飞的恐龙就能抵御寒冬。然而，当它们的后代开始尝试飞行时，包括我们现在称之为始祖鸟（Archaeopteryx）的一种生物，羽毛会帮助它们控制气流，它们就能自由滑行。
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最初的变异几乎都是偶然发生的：因为进化压力而开发的工具最终会具备令人意想不到的功能，生物体就能以一种全新的方式生存。然而，一旦这种新功能被投入使用，即始祖鸟开始用它的羽毛控制下滑速度时，这种特性就会按照一套完全不同的标准发生演变。举例来说，所有用于飞行的羽毛都具有显著的不对称性：中心轴一侧的羽片要比另一侧的羽片大。这样，羽毛就会像机翼一样，在飞行期间提供升力。像老鹰这种飞行速度快的鸟类，它们的翅膀的不对称性要比飞行速度慢的鸟类高。但是，仅仅用于御寒的羽毛却是完全对称的。当羽毛仅仅作为一种御寒工具时，平衡性欠佳的羽毛并没有优势。基因库中的突变或其他一般变异不可避免地会产生一些不太对称的羽毛，但这些性状不会加剧，也不会蔓延至后代，因为与正常的羽毛相比，它们并不具备任何繁殖优势。但是，飞行速度一旦成为鸟类攸关生死的特性时，这种特征的巨大优势就会凸显出来。当不对称性在基因库来回进出时，自然选择就会开始塑造一些更符合空气动力学常识的羽毛。那些用于御寒的羽毛现在也开始具备一些支配平衡的特性。
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功能变异这一概念非常重要，可以强力反驳上帝创世论（现在通常被称为“智能设计论”［intelligent design］）对达尔文主义的否定。达尔文的《物种起源》甫一出版，就引起了一阵批判狂潮：如果眼睛和翅膀这样的自然工程并不是智能创造者发明的产物，那么这些特征是如何挺过那段显著的功能无用性时期而保留下来的呢？要知道，翅膀的进化需经过一段漫长的时间，在这期间翅膀根本不适宜飞行——“5%的翅膀管什么用呢”？因为自然选择并不“知道”它要开发这样一种翅膀，它就不可能推动这些新翅膀走向飞行的终极目标。如果翅膀不利于飞行，也不能帮助鸟类战胜天敌或发现新食物来源，这种多翼状的新基因突变就不会在种群中传播……自然选择并不会因为你付出了努力就给你高分。
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然而，当你从功能变异的角度来考虑进化的创新时，这个故事就没那么神秘了。或者说，机遇和快乐才是我们的核心任务：随机突变会产生一些用以御寒的羽毛，这些羽毛很可能还会变得更适宜飞行。有时，这些功能变异之所以能够成功，是因为种群内正在发生一些其他的功能变异：翅膀起初被认为是恐龙的腕骨变异而来的，后来为了适应飞行的灵活性进化成了翅膀。当古尔德提出轮胎和凉鞋的比喻时，他其实是在谈论功能变异是如何决定进化创新的路径的：新能力和特性的出现并不是因为生物圈的复杂性，而是如同内罗毕鞋匠一样，自然选择是将旧的零件用于新的用途。
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在通常情况下，这些新用途是由于生物外部环境的变化而产生的。4亿年前，当肉鳍鱼（Sarcopterygii）开始在水边探索生命时，这种生物的鳍的末端有一个小小的扇状物，由骨头上的窄线条支持。由于后代逐渐走出水域，并开始猎食陆生植物和节肢动物，肉鳍鱼通过进化产生了一种水生动物难以想象的特性：走路。没过多久，自然选择就将这种扇状物植入肢体末梢，形成了哺乳动物的脚踝和脚的基本架构。随着时间的推移，肢体末梢本身也会发生许多变化：出现了用于抓取东西的手和手指，或者始祖鸟的翅膀。在某些情况下，肢体末梢甚至会恢复之前的扇状结构，如海豹和海狮的鳍足。
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功能变异在人类创新史中比比皆是
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如果说是突变、错误和意外发现帮助我们打开了相邻可能的大门，那么功能变异会帮助我们探索潜伏在这些门背后的新的可能性。当你打开一扇门，发现里面有一堆木头和一个壁炉时，那些用以照亮黑暗房间的火柴就有了一个完全不同的功能，这种可以帮助你看清事物的工具最终却给你带来了温暖。这就是功能变异的精髓。
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比起在树梢间跳跃的始祖鸟，并发现它的羽毛不仅仅是一件用以御寒的“羽绒衣”，人们更容易认为文化创新的机械原理更接近于工程师的飞机模型。没有人会质疑智能设计在人类文化史上的作用。但是，人类的创造史充满了功能变异。19世纪初，法国织工约瑟夫–玛丽·雅卡尔（Joseph-Marie Jacquard）发明了一种穿孔卡片，在织布机的协助下，这种穿孔卡片可以用来织出复杂的图案。几十年后，查尔斯·巴贝奇将雅卡尔的发明用于研制分析机。直至20世纪70年代，穿孔卡片对于可编程计算机来说仍然是一种至关重要的工具。
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李·德福雷斯特发明了三极管，他的目标就是要制造一种能检测并放大电磁信号的装置。就进化而言，真空管发明的最初目的是为了使信号变得更加响亮，但它最终却把信号转换成了信息：由0和1组成，以一种令人惊讶的方式进行操作。那种依靠真空管来提高摇滚信号的芬达（Fender）吉他音箱，最终被证明是德福雷斯特发明的放大器的变体。ENIAC 计算机里有17 000根真空管，可以为氢弹提供数学计算服务——这种功能是德福雷斯特从来没有想到过的。如今，新兴专利交易市场，如耐克公司的GreenXchange，正在促使商业发生一种功能变异，这在传统研发实验室的设防环境中是不可想象的。
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从某种意义上来说，万维网的历史就是一个持续发生功能变异的典型故事。蒂姆·伯纳斯–李出于学术环境的考虑，设计出了一种原始协议，在超文本格式中创建了一个共享研究平台。但是，当第一批网页设计出来，并开始融入到普通消费者中时，结果证明伯纳斯–李的发明拥有许多意料之外的特性。奖学金平台同样也适用于购物、分享照片、看电影——还有1 000多种其他用途。20世纪90年代初期，当伯纳斯–李创建了第一个基于HTML的目录时，他也没想到会出现这种情况。当谢尔盖·布林（Sergey Brin）和拉里·佩奇（Larry Page）决定使用网页之间的链接，作为对这些内容的投票工具时，他们所做的就是对伯纳斯–李的原始设计的一种改善：他们拿出一个导航特征——超文本链接，并将它作为车辆质量评估的一个工具。结果就产生了PageRank，一种铸就谷歌辉煌史的原始算法。
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文学史家弗朗哥·莫雷蒂（Franco Moretti）已经在小说的演变中证明了功能变异的作用。一名作家设想出了一种新的叙事技巧，以解决手上作品的具体或局部需求。这种技巧引起了其他作家的共鸣，并开始在文学基因库中流通起来。然后，随着文学环境的改变，人们急需一种新的创新，这种技巧开始呈现出不同的功能，原始用途早已被人们淡忘。1888年，法国小说家爱德华·杜雅尔丹（Edouard Dujardin）在他的小说《月桂树倒了》（Les Lauriers sont coupés）中，使用了“意识流”技巧。按照杜雅尔丹的解释，这种技巧仅限于故事主要情节中短暂的自省。然而30年后，詹姆斯·乔伊斯（James Joyce）采纳了这一建议，将这种技巧转化成了一种难忘而又迷人的感性模式，并应用在他的小说《尤利西斯》（Ulysses）中，确切捕捉到了繁华城市中流失的精神生活。在《荒凉山庄》（Bleak House）中，狄更斯（Dickens）把督察巴克特（Bucket）的形象与大都市的背景联系起来时，他并不知道这种技巧会开创侦探小说的新流派。从威尔基·柯林斯（Wilkie Collins）的《月光石》（The Moonstone）到夏洛克·福尔摩斯，再到《她书写谋杀》（Murder，She Wrote）。新流派需要旧技巧。
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修辞或象征性的功能变异[1]并非艺术界专有。这类例子在科技创新史中也时有发生。在《创造的艺术》一书中，阿瑟·库斯勒认为：“科学思想史中的所有决定性事件，都可以用不同学科之间的心理交流来描述。”一个领域的概念可以以一种隐喻的方式用于另一个领域，从而打开一些隐藏在视线外的秘密之门。在他的回忆录中，弗朗西斯·克里克（Francis Crick）报告说，关于DNA的碱基互补复制系统的灵感——碱基A与T配对，碱基C与G配对，来源于雕塑作品的复制法：在石膏上压出形状，干燥后，用作复制作品的模具。约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler）用宗教引进的一个比喻来形容这种行星运动，他将太阳、星星，以及它们之间的黑暗空间想象为圣父、圣子、圣灵。当计算机科学先驱道格·恩格尔巴特和艾伦·凯（Alan Kay）发明了图形界面，他们从真实的办公环境中引入了一个比喻：不像程序员将屏幕上的信息视为一系列的命令输入行，他们借用了堆着一叠纸的桌面图像。凯库勒并没有想到苯分子的结构实际上就是希腊神话中的蛇的形状，但他对古神话中的象征意义有很深的了解，这就帮他解决了有机化学的一大基本问题。
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伟大创意的诞生：创新自然史 [:1701089155]
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城市、第三空间与功能变异
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20世纪70年代初期，伯克利分校的社会学家克劳德·菲舍尔（Claude Fischer），开始研究在人口密集的城市中心生活的社会效应。城市理论家一直都对这个话题很感兴趣，其中最著名的就是路易斯·沃思（Louis Wirth）1938年发表的一篇经典论文《作为一种生活方式的城市性》（Urbanism as a Way of Life），他认为，大城市的生活会引发社会混乱和异化，大城市的喧嚣打破了小群体的社会关系和舒适度。沃思提出的这种观点并不过时——事实证明，人口稠密的居民区有着非常复杂和丰富的社会关系。因此，菲舍尔开始研究大城市的环境会导致怎样的社会形态。最终，他得出了一个压倒性的结论，这个结论也发表在1975年他的那篇著名论文中：与郊区或小城镇相比，大城市能更有效地培育亚文化。