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机会总是垂青于那些具备关联性思维的人
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许多历史上伟大的创新者都能成功地在日常工作中建立一个跨学科的咖啡馆环境。达尔文之所以推迟发布他的进化论，最受认可的说法是他担心理论发布之后引发的争议会影响家人，因为心爱的女儿安妮死后，他那信仰虔诚的妻子艾玛精神状况不佳。但是，达尔文有很多业余爱好，他分散了自己对进化论的注意力，开始研究珊瑚礁，养鸽子，对甲虫和藤壶进行分类研究，写了许多关于南美洲地质学的重要论文，还花了几年时间来研究蚯蚓对土壤的影响。所有这些兴趣都不是他的工作重点，但那些兴趣为进化这个问题提供了一些有用的关联，促使他最终发表了《物种起源》。
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这种情况也出现在其他无数的传记中。约瑟夫·普利斯特里曾在化学、物理、神学和政治理论等领域徘徊。在成为政治家的前几年，本杰明·富兰克林还在开展电学实验，研究墨西哥湾暖流（Gulf Stream），设计暖炉，还当印刷商赚了一笔钱。19世纪50年代，约翰·斯诺（John Snow）还在伦敦街头揭示霍乱之秘，他还发明了保存乙醚的先进设备，出版有关铅中毒和死胎复活的研究论文，此外，他还以全科医生的身份照顾病人。像富兰克林、斯诺和达尔文这样举世闻名的创新者，都具备一些共同的智力素质——思维敏捷，好奇心强。他们还有一些其他的特征：兴趣广泛。
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历史学家霍华德·格鲁伯喜欢将这种并行工程称为“企业网络”（networks of enterprise），但我更喜欢用一个备受诟病的当代术语来形容它们：“多重任务处理”（multitasking）。当然，这并不是指现代计算机屏幕的多重任务处理：只需在几秒钟内就能从电子邮件切换到电子表格和Twitter。我描述的事物不像数字时代那么疯狂；个人任务在向下一个项目推进时可能会留滞几天或几周。然而，仍然会出现一些稳定的变化，这种变化不是主题的变化，而是各项任务中执行工作的变化。
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对于约翰·斯诺来说，他参与的这些项目包含了一些完全不同的智力活动模式：要设计一种控制氯仿温度的机械装置需要用到不同的技能，治疗病人以及为《柳叶刀》（The Lancet）写论文也需要不同的思维方式。用“多重任务”来形容这种工作模式最合适不过了，因为项目会一个接一个地出现，但这种对工作连续性的强调掩盖了这种心理环境的一个重要方面：在缓慢的多重任务模式下，一个项目会在数小时或数天后才会占据舞台的中心，而其他项目则会在意识的边缘徘徊。认知性的重叠使得这种模式具备创新性。当前的项目可以从边缘项目中获得灵感，从而建立新的连接。这并不是一个跳出思维框架的问题，因为思维可以在不同领域来回走动。从一个领域移至另一个领域会迫使思维从新的角度考虑，从而打破视野盲点，或从一门学科中借用一种工具来解决另一个学科的问题。
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斯诺的故事是这样的：1854年苏荷疫情爆发期间，他实地探查这场流行病的根源，解决了霍乱的水源传播之秘。事实是，早在1854年前，他就对水源理论作出了令人信服的解释。斯诺之所以能够看到盛行的“毒气”理论（miasma）周围的观点——霍乱是由有毒气体的吸入而引起，其中一个原因是他曾从事过麻醉工作，这方面的实践使他了解到气体是如何扩散到大气中的。斯诺认为如果疾病是通过有毒气体传播的，那么死亡率的地理分布也会表现出独特性：大规模的死亡人数会产生有毒气体，导致紧邻地区出现大量的死亡，当距离病源区域越来越远时，死亡率也会大幅降低。出于同样的原因，医生的经历使斯诺摆脱了“毒气”理论的盲点。通过对患霍乱病人的治疗，斯诺指出，疾病对人体的影响表明病源已被人体吸收，而不仅仅是吸入体内，因为疾病会直接损害消化系统，而病人的左肺部基本未受任何影响。从真正意义上来说，对于斯诺而言，要想在霍乱方面取得重大突破，他就必须像分子化学家和医生那样思考。因为一再缓慢地执行多重任务，在将注意力转向霍乱之秘时，手上就有了许多解释性系统可用。正如我们看到的始祖鸟的羽毛，斯诺万万没有想到，他设计的氯仿吸入器竟能使现代世界摆脱致命细菌的威胁。这正是功能变异的一种不可预知的力量,机会总是垂青于那些具备关联性思维的人。
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[1] 功能变异（exaptation），在生物学上又称为“联适应”，指在某一环境中进化的而又适应于其他功能。如进化中鸟类蜂窝状的骨骼很轻，适应了未来的飞行。联适应是通过一系列的中间阶段逐渐生成新结构的一种机制，每种结构在其进化的每一阶段的环境中都有某种功能。——编者注
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伟大创意的诞生：创新自然史 一座珊瑚礁就是一个平台
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1836年4月12日，皇家海军潜艇“小猎犬号”向基林群岛告别。在历经了两周惬意的田园生活后，达尔文得到了关键证据，以支持他早期职业生涯中的第一个伟大想法。船离开了波澜不惊的绿色澙湖[1]水域，经毛里求斯岛返回英格兰。菲茨罗伊船长沿着2 000多米长的航线，探测了环礁外围海域的深度。他发现那儿深不见底，用达尔文的话来说，菲茨罗伊的测量证实了“岛屿形成了巍峨的海底高山，高山的两侧甚至比最为陡峭的火山锥还要陡”。这个数据对达尔文来说至关重要，因为他正在脑海中创建关于“巍峨的海底高山”以及其地质遗产的理论。
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早在几年前，这个理论就已经作为一个灵感浮现出来：他的导师查尔斯·莱尔的环礁形成论有个重大的缺陷，即没有解释一座山刚好下沉到只露出海平面几十厘米的概率有多高。火山岛屿的海拔变化是巨大的：有些逐渐下陷，只露出海平面几米；还有一些，如莫纳克亚山（Maunakea），则猛增上千米直入云霄。大多数火山峰位于海面以下数百米。然而，达尔文与那个时代的大多数地质学家一样，都知道海洋中居住了数量庞大的热带环礁，且都不同程度地高于海平面几十厘米。就像100个足球越界散射，其中有20个准确地聚集在39米线上。达尔文并不了解板块构造理论，但他明白，世界上的陆地有的在上升，有的在下沉。但令人不解的是，这些强大的力量，有很多都莫名地被海平面分界线遏止了。一座因地球传送带的强大力量而向上隆起的火山，本应该迅速冲出海面并继续攀升，就像莫纳克亚山和无数的其他火山岛那样；同理，一座向海底下沉的山也应该持续下沉。为什么这么多山的活动卡住了？
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至于达尔文何时有了答案，我们并不清楚。也许站在基林群岛的白色沙滩上时，他就已经有了想法。甚至，当站在那片绿色的水域时，这个创意就渐渐地、缓缓地涌上来，其中一些小片段已逐渐清晰。创意很简单，但却难以具体化。它以一个关键原理作为开始：达尔文脚下的陆地并非地质力量的产物，而是由一种生物构成。
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这种生物就是石珊瑚（Scleractinia），俗称造礁珊瑚。一条活着的石珊瑚虫是柔软的水螅体，长度不超过几毫米。石珊瑚群居生长，新的珊瑚虫会出现在“父母”两侧的肉芽上。珊瑚对海洋生态系统的重要贡献发生在死亡之后，这是海洋生物的一种奇特而又出乎意料的结果。珊瑚虫活着的时侯，建立钙质骨骼，生成一种被称为霰石的矿物质，非常坚固，在宿主死亡几个世纪之后，仍然可以完好无缺。珊瑚礁就像是一座巨大的水下陵墓：上百万块骨骼组合成了满是凹痕、复杂蔓生的礁石。
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待在基林群岛的那两个星期，达尔文观察到，岛上的土壤中根本没有传统的岩石。他在日记里写道：“纵观整个群岛，每一个原子，从最微小的颗粒到大型的岩石碎片，都带着曾被有机物布局的力量影响过的印记。”这些岩石和颗粒绝大多数是霰石骨骼，是几十或几百年前死亡的珊瑚虫遗体。只是这一点就可以证明莱尔的理论是有缺陷的：如果达尔文站在休眠的海底火山的顶峰，脚下的岩石就会是由冷却的熔岩形成的玄武岩、黑曜石或浮石。这些岩石是在炽热的岩浆核心中被锻造出来的，而不是由微小的珊瑚虫分泌出来的。
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事实上，印度洋环礁的土壤成分是有机的，由珊瑚礁演变而成，并非火山活动的产物，它本身没有为环礁的存在之谜提供一个令人满意的答案。为什么珊瑚群能在距离陆地数百公里，在广阔的海洋之中形成如此完美的椭圆形状？为了解开这个谜，达尔文引用莱尔的原始理论，但增加了一个重要的转折。他使静止的图像变成了一幅动人的画面。为了了解环礁的形成过程，达尔文发现，你得想象一座火山岛缓慢地沉入大海。当火山堤岸消失在海浪之下，水中的斜坡会成为珊瑚群繁殖的主要温床，它们在约45米深的浅水区繁殖生息（珊瑚虫主要以进行光合作用的藻类为食，而这些藻类无法生存在距离阳光太远的地方）。最终，山顶沉入大海，留下了由火山口边缘界定的浅水域。因为山的沉没如此缓慢，珊瑚礁成形的速度要快于山体下沉的速度。就像过分热心的开发商一样，珊瑚群在结构上不断层叠增长，已经能够直立于火山顶端，却受到水面的限制。当最初的山峰逐渐沉入海中，老一代珊瑚礁相继死亡，却继续为生长在老珊瑚礁之上的、欣欣向荣的新珊瑚礁提供结构支撑。达尔文无法精确测量这些珊瑚礁的厚度，但他预测珊瑚化石底部的火山根基距离海面大概1 500米。100多年后，现代钻井技术证实了这个数字。
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“小猎犬号”出发时，达尔文在日记中记录并解释了这一神奇的自然习性。“我们必须将环礁视为由无数微小的建筑师打造的不朽作品，”他写道，“为了纪念那埋葬在海洋深处的、之前存在过的陆地。”
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几年后，达尔文以专题论文的形式发表了关于环礁形成的理论，这是他在科学方面的首个重大贡献，且很大程度上经受住了时间的考验。这个创意本身就是在汇集多门学科的咖啡馆里孕育出来的：为了解开谜题，他不得不同时以博物学家、海洋生物学家和地质学家的角度来思考。他必须了解珊瑚群的生命周期，观察基林群岛的岩石上有机物雕琢的微小证据，还要思考火山在海里上升与下沉的巨大时间跨度。当然，他也需要菲茨罗伊的技术专长以测量航线深度。要理解这个创意的所有复杂环节，需要一种追根究底的智慧，愿意跨越不同的学科和范围进行思考。达尔文的《乘小猎犬号环球航行》一书，记载基林群岛调查的章节描述得最棒：“当旅行家告诉我们金字塔和其他令人惊叹的、巨大规模的历史遗址时，我们感到惊讶，但与那些由各种渺小而脆弱的动物汇聚而成的山石相比较，即使是最伟大的建筑也显得微不足道。这是一个奇迹，它并没有第一时间冲击肉眼，却在沉思片刻后，冲击了理性的双眼。”
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在达尔文看来，那些“渺小而脆弱的动物”建造了一个平台。达尔文是走在碟状的山顶上，而不是踩在印度洋的海水里，因为那些动物已为他建造了可以站立的平台。但是从更深远的意义上来说，一座珊瑚礁就是一个平台：沙堤、岩面、暗礁的裂缝，创造了数以百万计的物种的栖息地，成为了一座具有无限多样性的海底都市。至今，企图精确地测算珊瑚礁生态系统所有生物种类的尝试，皆因栖息地的复杂性而遭到失败。科学家们现在相信，世界各地的珊瑚礁上生存着100万至1 000万不同种类的生物，但这些珊瑚礁仅占地球表面的1‰。这就是“达尔文的悖论”：在这些营养贫乏的水域里，竟然能够造就出这么多令人惊叹、不可思议和多种多样的生命。
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40年前，生态学家们使用“关键物种”（keystone species）这个术语，意指一种在生态系统中具有重大影响力的生物。例如，一种食肉动物是其他物种的唯一捕食者，如果它消失了，其他物种会以无法遏制的繁殖速度淹没栖息地。移走关键捕食者，栖息地就会瓦解。大约20年前，美国卡里生态系统研究所（Cary Institute of Ecosystem Studies）的科学家克莱夫·琼斯（Clive Jones）认定，生态学需要另一个术语来表述一种非常特殊的关键物种：实际创造了栖息地的物种。琼斯称这些有机物为“生态系统工程师”（ecosystem engineer）。海狸就是“生态系统工程师”的典型例子。通过啃断杨树、柳树以建造堤坝，海狸独自将温带森林转变成湿地，然后吸引并支援了一大批出色的邻居：红冠黑尾啄木鸟钻洞，将巢穴筑在枯死的树干上；林鸳鸯和加拿大雁定居到被遗弃的海狸巢穴；苍鹭、翠鸟和燕子享受着“人造”池塘的好处；连同青蛙、蜥蜴和其他缓流（slow-water）物种，如蜻蜓、蚌类和水生甲虫住在一起。就像水下的珊瑚群一样，海狸打造了一个生命体聚集的平台，能够维持惊人的多样化物种。
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平台建设，就本身而言，是一种生成性（emergent）的行为。微小的珊瑚虫并没有主动尝试创造一个水下拉斯维加斯，但尽管如此，由于稳定地劳作——以水藻为食，建造霰石骨骼，一种更高级的系统出现了。这一大片荒凉而贫瘠的海水已转化成为闪亮的活动中心。海狸建造了一座大坝，以更好地保护自己远离天敌，但这项工程又带来了新的影响，为翠鸟、蜻蜓、甲虫建设了新家。平台建造者和生态系统工程师不仅打开了相邻可能的大门，更打造了全新的场所。
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