第21章 趨同性(1)

“趨同進化”有兩個維度,一個是歷史進程,它呈現出必然性;另一個是在空間的橫截面上,它呈現出“同時性”。在上一章考察了趨同進化在歷史進程中的必然性之後,本章凱文·凱利的注意力集中在“同時性”上。

在過去的100~200年裡,重大發明、發現層出不窮。電話、電報、皮下注射器、疫苗、打字機等,這些發明的一個共同特點是,“同一時間獨立產生的相同發明實例如此普遍,表明科技進化的趨同方式與生物進化一樣”。

“同步”是一個迷人的問題。

如此多的巧合、偶然,似乎在反覆暗示人們,即便不同地區、不同文化背景、不同社會環境的人相互隔絕,但思想和情感所關注之事,似乎並不遙遠。

然而,這種貌似巧合的“同步”所隱喻的“必然性”,卻遭到廣泛的誤解。“承認任何事物都是‘必然的’,就像逃避我們無法企及的不可見的非人類力量,在它面前舉手投降。”

還有一種錯誤思想,認爲這只不過是“科技宿命論”的翻版。

在飽覽近現代天才發明家的真實歷程之後,凱文·凱利指出,必然性並不意味着機械、刻板的重複,也不意味着懶漢思想,即你什麼都不做,它會自動發生。在考察不同文明的進化歷程後,凱文·凱利意味深長地寫道:“任何物種的誕生,有賴於其他物種組成的生態系統是否準備好養分和生存空間。”

是否善於捕捉和傾聽生命進化中的強勁呼聲,積極投身和參與到進化的洪流中,纔是“必然性”的最佳腳註,這一“趨同進化”的瑰麗圖景纔會得以顯現。

“我們事實上無法實現想要的跳躍式發展。”

2009年,全世界紀念查爾斯·達爾文誕辰200週年,表彰他的理論對人類科學和文化產生的影響。紀念慶典忽視了阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士(AlfredRusselWallace),他在幾乎相同的時期——150年前——創立了同樣的進化理論。奇怪的是,華萊士和達爾文都是在閱讀托馬斯·馬爾薩斯關於人口增長的著作後創建自然選擇理論。在華萊士的相似發現公佈後,達爾文受到鼓勵,才發表他的成果。如果達爾文在其著名的航海旅行途中死去(在那個時代,這樣的命運並不少見),或者在倫敦研究期間染病而死,我們將紀念華萊士的誕辰,他會成爲創建這個理論的唯一天才。華萊士是一位生活在東南亞的自然學家,同樣經受多種惡疾的折磨。事實上,他在閱讀馬爾薩斯的著作時身染一種使人體衰弱的叢林熱。即便貧窮的華萊士被這種印度尼西亞傳染病徹底擊垮,而達爾文也與世長辭,但從其他自然學家的筆記來看,顯然還會有人得出自然選擇導致進化的理論,即使他們從來不讀馬爾薩斯的著作。有人認爲馬爾薩斯本人已接近產生這種思想。這些人不會以同樣的方式論述這一理論,不會提出同樣的論點,也??會引用同樣的證據,但是無論如何今天我們都會紀念自然進化論誕生150週年。

看似巧合的事物在科技發明和科學發現領域反覆出現很多次。亞歷山大·貝爾和伊萊沙·格雷(ElishaGray)都在1876年2月14日這一天申請電話專利。這種不大可能發生的同步性(格雷比貝爾提前3小時申請)導致兩人相互指責對方存在間諜、剽竊、賄賂和欺詐行爲。格雷聽信了其專利律師的草率建議,搶先一步遞交申請,因爲電話技術“不值得嚴肅對待”。可是不論獲勝的是貝爾王朝還是格雷王朝,我們都會在大街小巷佈滿電話線,因爲儘管貝爾獲得了專利權,但在格雷之外還有發明家若干年前已經研製出可工作的電話模型。事實上,早在十多年前,也就是1860年,安東尼奧·梅烏奇(AntonioMeucci)已經爲他的“遠距離傳音”技術申請了專利,採用的原理與貝爾和格雷的相同,但是因爲他英語很差,家中貧困,又缺乏商業頭腦,1874年他未能延長專利期限。在他們之後不久,無可匹敵的托馬斯·愛迪生登上歷史舞臺,雖然因爲無法說明的原因,他沒有在電話競賽中獲勝,但在1877年發明了可用於電話的麥克風。

1901年,《電的時代》(TheAgeofElectricity)的作者帕克·本傑明(ParkBenjamin)評論道:“重點不是一項重要的電器發明誕生了,而是多人宣稱發明電話的榮譽應歸於他。”對於任何領域的任何類型探索的歷史,只要深入挖掘足夠的資料,就會發現申請第一優先權的不止一人。實際上,人們很有可能發現,每一件新生事物都有很多“父母”。第一次觀察到太陽黑子的不是兩個人,而是4名獨立觀測者,包括伽利略,時間都在1611年。我們知道溫度計有6位不同的發明人,皮下注射針頭有3位。愛德華·詹納(EdwardJenner)之前有4位科學家各自獨立地發現了接種疫苗的功效。腎上腺素有4次被“首次”分離。3位不同的天才發現(或者說發明)了小數。電報被約瑟夫·亨利(JosephHenry)、塞繆爾·莫斯(SamuelMorse)、威廉·庫克(WilliamCooke)、查爾斯·惠斯頓(CharlesWheatstone)和卡爾·施泰因海爾(KarlSteinheil)反覆發明。法國人路易·達蓋爾(LouisDaguerre)以攝影技術發明者著稱,但還有3人——尼塞福爾·涅普斯(NicephoreNiepce)、赫爾克里士·弗洛倫斯(HerculesFlorence)和威廉·亨利·福克斯·塔爾博特(WilliamHenryFoxTalbot)——也各自研究出同樣的技術。對數的發明通常歸功於兩位數學家——約翰·內皮爾(JohnNapier)和亨利·布里格斯(HenryBriggs),可事實上,第三位數學家約斯特·比爾吉(JoostBurgi)比他們早3年發明對數。英美兩國都有若干發明家同時製造出打字機。兩位科學家於1846年分別預測出第八顆行星海王星的存在。再看3個化學例子,氧的液化、鋁的電解和碳的立體化學分別被多人發現,這3個例子中每一項同步發現的時間相差大約不到1個月。

哥倫比亞大學社會學家威廉·奧格本和多蘿西·托馬斯梳理了科學家的傳記、通信和筆記,收集能夠找到的1420~1901年間的全部相似發現和發明。他們寫道:“蒸汽輪船被認爲是富爾頓、茹弗魯瓦、拉姆齊、史蒂文斯和西敏頓的‘獨家’發明。至少有6人,分別是戴維森、雅各比、莉莉、達文波特、佩吉、霍爾,宣稱獨立研發出鐵路電氣化技術。有了鐵路和電力機車,鐵路電氣化難道不是必然要出現的嗎?”

必然!這個詞再次出現。同一時間獨立產生的相同發明實例如此普遍,表明科技進化的趨同方式與生物進化一樣。假如的確這樣,現在如果我們倒回歷史的錄像帶並重放,那麼每次重播時,原本完全相同的發明序列應該按照極其相似的順序依次展開。所有科技發明將必然出現。典型表現形式的產生進一步表明,這樣的技術創新是有方向的,帶有傾向性。這種傾向性一定程度上獨立於人類發明者。

確實,在所有科技領域,我們常常看到獨立的、相同的、同時出現的發明。如果這種趨同性標誌着新發明具有必然性,那麼發明家便只是必然出現的發明的媒介。那樣我們就會認爲,這些發明家即便不是隨機出現的,至少也是可替換的。

這正是心理學家迪安·西蒙頓的研究結果。他根據奧格本和托馬斯製作的1900年之前的同步發明目錄,加入其他幾份相似的列表,從中總結1546件發明的相似模式。西蒙頓標示出2人同步發明的數量,接着是3人、4人、5人、6人。6人同步發明的數量自然較少,而這些多人發明之間的精確比率構成了統計學所謂的泊松分佈模式。這個模式也是DNA染色體變異和其他小概率事件在大量可能事件中分佈的模式。泊松曲線表明,“誰發明了什麼”這個系統本質上是隨機分佈的。

當然,天賦是不對等分佈的。有些創新家(例如愛迪生、牛頓和威廉·湯姆森·開爾文)的確比其他人更優秀。但是,如果這些更優秀的發明家的天才不能把必然性遠遠甩在身後,那麼他們如何成爲偉大人物?西蒙頓發現,越有聲望的科學家(根據他的生平介紹在百科全書所佔頁數判斷),參與的同步發明數量越多。開爾文擁有30項與其他人同時發現的科技成果。偉大的探索者不僅獨自貢獻了多於平均數的“未來”事物,而且還參與研究影響力最大的事物,這些事物自然涉及那些吸引了很多參與者因此導致多人同步發明的研究領域。如果說探索相當於買彩票,那麼成就最大的那些探索者花了很多錢下注。

西蒙頓的歷史案例系列揭示了這樣的現象:重複創新的數量隨時間推移而日益增加,也就是說同步發現新事物的頻率越往後越高。幾個世紀以來,新觀念產生的速度越來越快,也造成同步發現加速。同步性程度也在提高。多人同步發現的第一次和最後一次之間的時間差幾百年來不斷縮小。過去,從公開宣佈一項發明或發現到最後的相關研究者聽到這個消息,可能已經過去10年。這樣的時代早已遠離。

同步性不是過去通信手段落後時獨有的現象,現今依然大量存在。美國電話電報公司貝爾實驗室的科學家1948年發明晶體管,後來因此獲得諾貝爾獎,而兩位德國物理學家比貝爾實驗室的科學家晚兩個月在巴黎的西屋實驗室獨立發明晶體管。大衆將“二戰”最後幾年發明可編程二進制計算機的榮譽授予約翰·馮·諾伊曼,可是該發明的理念和投入使用的穿孔紙帶樣機幾年前——即1941年——由康拉德·楚澤(KonradZuse)在德國完全獨立地開發出來。作爲現代同步性一個可證實的例子,楚澤開創性的二進制計算機在美國和英國被完全忽視,直到幾十年後才引起注意。噴墨打印機兩次被髮明:一次在日本,發明者是佳能實驗室;一次在美國,發明者是惠普公司。1977年這兩家公司在數月內分別申請關鍵技術的專利。“整個發明史就是由一連串無休止的同步性案例組成的,”人類學家阿爾弗雷德·克羅伯(AlfredKroeber)寫道,“也許有人從這些定期發生的事件中看到的只是反覆無常的意外事件無目的地上演,但也有人開始從這些事件中領悟能夠激發靈感的偉大的必然性,它凌駕於個人命運之上。”

“二戰”期間與核反應堆相關的嚴格的戰時保密政策爲回顧科技必然性提供了堪稱典範的研究材料。全世界各自獨立的核科學家小組爲駕馭核能而相互競賽。因爲這種能源具有明顯的軍事戰略優勢,各小組要麼作爲敵人互不往來,要麼作爲謹慎的盟友而裝聾作啞,要麼雖在同一國家,但因爲“按需知密”的保密政策而相互隔離。換句話說,開發核反應堆的歷史在7個小組中間同步展開。每個獨立小組內部高度協同完成的工作成果被完整記錄下來,而且他們成功通過技術開發的多個階段。回顧歷史,研究者可以追蹤相同發現所經歷的同步過程。說一個具體的例子。物理學家斯賓塞·沃特(SpencerWeart)研究了其中6個小組如何相互獨立地發現製造核彈的一個重要公式。這是四因子公式,幫助工程師計算鏈式反應所需的臨界質量。法國、德國、蘇聯的小組以及美國的3個小組同步但又獨立地開展研究,並同時發現這個公式。日本已經接近,但未能完成。這種高度同步性——6人同步發現——有力地證明在當時這個公式的發現是必然事件。

然而,當沃特分析每個小組最後得出的公式時,發現它們有所區別。不同國家使用不同數學符號表示這個公式,強調不同的因子,假設條件和對結果的說明不同,對小組的總體科研水平的重視程度也不同。事實上,有4個小組認爲該公式是純理論的,基本予以忽視。只有兩個小組把這個公式整合到實驗工作中,其中一個小組成功地製造出了核彈。

這個公式的精華部分具有必然性。無可爭議的是,如果一個小組沒有發現這個公式,其他五個小組也會發現。可是公式的具體表述並不都是必然的,主觀描述可能產生很大差異。(美國將該公式付諸實踐,它的政治命運與那些未能運用這項成果的國家迥然不同。)

牛頓和萊布尼茲被譽爲微積分的發明人(或發現人),可事實上他們的計算方法不同,只是隨着時間流逝兩種方法殊途同歸。約瑟夫·普里斯特利(JosephPriestley)產生氧氣的方法與卡爾??舍勒(CarlScheele)的不同,他們採用不同的邏輯開啓了同一個必然的新階段。兩位天文學家(約翰·柯西·亞當斯和於爾班·勒維耶)正確預測到海王星的存在,實際上他們計算的行星軌道並不相同。1846年兩條軌道恰好重疊,因此他們通過不同的方式找到同一個主體。

不過,從統計學看,此類軼事難道不更像是巧合嗎?考慮到發明冊上的數百萬條記錄,難道我們不應該預計到總有一些發明會同時發生嗎?問題在於,大多數多人同步發明沒有被報道。社會學家羅伯特·默頓(RobertMerton)說:“所有單人發明都是即將產生的多人發明。”他的意思是,當第一個成果問世的消息公之於衆時,很多潛在的多人發明就被放棄了。1949年在數學家雅克·阿達馬(JacquesHadamard)的筆記中發現這樣一條典型的記錄:“在啓動對一組特定問題的研究後,看到幾位學者已經開始涉足同一課題,我就放下它,轉而研究其他問題。”科學家要麼是記錄了他們的發現和發明,但因爲忙碌而沒有發表,要麼是自己對結果不滿意。只有傑出人物的筆記經過仔細分析,因此除非你是卡文迪許或高斯(兩者的筆記披露了若干未公佈的多人發明),否則你的未經報道的理念絕不會載入史冊。更深入的同步研究被隱藏在公司或國家級秘密工作中。因爲害怕競爭者竊密,很多成果沒有發佈。直到最近,很多重複發現和發明的案例仍然鮮爲人知,因爲它們是用晦澀難懂的語言發表的。一些同時產生的發明不被認可,是因爲發明者用難以理解的技術語言進行描述。有時,一項發現與大衆認知背道而馳,或者政治立場不正確,於是被人們忽視。

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