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第21章 趋同性(1)

“趋同进化”有两个维度,一个是历史进程,它呈现出必然性;另一个是在空间的横截面上,它呈现出“同时性”。在上一章考察了趋同进化在历史进程中的必然性之后,本章凯文·凯利的注意力集中在“同时性”上。

在过去的100~200年里,重大发明、发现层出不穷。电话、电报、皮下注射器、疫苗、打字机等,这些发明的一个共同特点是,“同一时间独立产生的相同发明实例如此普遍,表明科技进化的趋同方式与生物进化一样”。

“同步”是一个迷人的问题。

如此多的巧合、偶然,似乎在反复暗示人们,即便不同地区、不同文化背景、不同社会环境的人相互隔绝,但思想和情感所关注之事,似乎并不遥远。

然而,这种貌似巧合的“同步”所隐喻的“必然性”,却遭到广泛的误解。“承认任何事物都是‘必然的’,就像逃避我们无法企及的不可见的非人类力量,在它面前举手投降。”

还有一种错误思想,认为这只不过是“科技宿命论”的翻版。

在饱览近现代天才发明家的真实历程之后,凯文·凯利指出,必然性并不意味着机械、刻板的重复,也不意味着懒汉思想,即你什么都不做,它会自动发生。在考察不同文明的进化历程后,凯文·凯利意味深长地写道:“任何物种的诞生,有赖于其他物种组成的生态系统是否准备好养分和生存空间。”

是否善于捕捉和倾听生命进化中的强劲呼声,积极投身和参与到进化的洪流中,才是“必然性”的最佳脚注,这一“趋同进化”的瑰丽图景才会得以显现。

“我们事实上无法实现想要的跳跃式发展。”

2009年,全世界纪念查尔斯·达尔文诞辰200周年,表彰他的理论对人类科学和文化产生的影响。纪念庆典忽视了阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士(Alfred Russel Wallace),他在几乎相同的时期--150年前--创立了同样的进化理论。奇怪的是,华莱士和达尔文都是在阅读托马斯·马尔萨斯关于人口增长的著作后创建自然选择理论。在华莱士的相似发现公布后,达尔文受到鼓励,才发表他的成果。如果达尔文在其著名的航海旅行途中死去(在那个时代,这样的命运并不少见),或者在伦敦研究期间染病而死,我们将纪念华莱士的诞辰,他会成为创建这个理论的唯一天才。华莱士是一位生活在东南亚的自然学家,同样经受多种恶疾的折磨。事实上,他在阅读马尔萨斯的著作时身染一种使人体衰弱的丛林热。即便贫穷的华莱士被这种印度尼西亚传染病彻底击垮,而达尔文也与世长辞,但从其他自然学家的笔记来看,显然还会有人得出自然选择导致进化的理论,即使他们从来不读马尔萨斯的著作。有人认为马尔萨斯本人已接近产生这种思想。这些人不会以同样的方式论述这一理论,不会提出同样的论点,也??会引用同样的证据,但是无论如何今天我们都会纪念自然进化论诞生150周年。

看似巧合的事物在科技发明和科学发现领域反复出现很多次。亚历山大·贝尔和伊莱沙·格雷(Elisha Gray)都在1876年2月14日这一天申请电话专利。这种不大可能发生的同步性(格雷比贝尔提前3小时申请)导致两人相互指责对方存在间谍、剽窃、贿赂和欺诈行为。格雷听信了其专利律师的草率建议,抢先一步递交申请,因为电话技术“不值得严肃对待”。可是不论获胜的是贝尔王朝还是格雷王朝,我们都会在大街小巷布满电话线,因为尽管贝尔获得了专利权,但在格雷之外还有发明家若干年前已经研制出可工作的电话模型。事实上,早在十多年前,也就是1860年,安东尼奥·梅乌奇(Antonio Meucci)已经为他的“远距离传音”技术申请了专利,采用的原理与贝尔和格雷的相同,但是因为他英语很差,家中贫困,又缺乏商业头脑,1874年他未能延长专利期限。在他们之后不久,无可匹敌的托马斯·爱迪生登上历史舞台,虽然因为无法说明的原因,他没有在电话竞赛中获胜,但在1877年发明了可用于电话的麦克风。

1901年,《电的时代》(The Age of Electricity)的作者帕克·本杰明(Park Benjamin)评论道:“重点不是一项重要的电器发明诞生了,而是多人宣称发明电话的荣誉应归于他。”对于任何领域的任何类型探索的历史,只要深入挖掘足够的资料,就会发现申请第一优先权的不止一人。实际上,人们很有可能发现,每一件新生事物都有很多“父母”。第一次观察到太阳黑子的不是两个人,而是4名独立观测者,包括伽利略,时间都在1611年。我们知道温度计有6位不同的发明人,皮下注射针头有3位。爱德华·詹纳(Edward Jenner)之前有4位科学家各自独立地发现了接种疫苗的功效。肾上腺素有4次被“首次”分离。3位不同的天才发现(或者说发明)了小数。电报被约瑟夫·亨利(Joseph Henry)、塞缪尔·莫斯(Samuel Morse)、威廉·库克(William Cooke)、查尔斯·惠斯顿(Charles Wheatstone)和卡尔·施泰因海尔(Karl Steinheil)反复发明。法国人路易·达盖尔(Louis Daguerre)以摄影技术发明者著称,但还有3人--尼塞福尔·涅普斯(Nicephore Niepce)、赫尔克里士·弗洛伦斯(Hercules Florence)和 威廉·亨利·福克斯·塔尔博特(William Henry Fox Talbot)--也各自研究出同样的技术。对数的发明通常归功于两位数学家--约翰·内皮尔(John Napier)和亨利·布里格斯(Henry Briggs),可事实上,第三位数学家约斯特·比尔吉(Joost Burgi)比他们早3年发明对数。英美两国都有若干发明家同时制造出打字机。两位科学家于1846年分别预测出第八颗行星海王星的存在。再看3个化学例子,氧的液化、铝的电解和碳的立体化学分别被多人发现,这3个例子中每一项同步发现的时间相差大约不到1个月。

哥伦比亚大学社会学家威廉·奥格本和多萝西·托马斯梳理了科学家的传记、通信和笔记,收集能够找到的1420~1901年间的全部相似发现和发明。他们写道:“蒸汽轮船被认为是富尔顿、茹弗鲁瓦、拉姆齐、史蒂文斯和西敏顿的‘独家’发明。至少有6人,分别是戴维森、雅各比、莉莉、达文波特、佩吉、霍尔,宣称独立研发出铁路电气化技术。有了铁路和电力机车,铁路电气化难道不是必然要出现的吗?”

必然!这个词再次出现。同一时间独立产生的相同发明实例如此普遍,表明科技进化的趋同方式与生物进化一样。假如的确这样,现在如果我们倒回历史的录像带并重放,那么每次重播时,原本完全相同的发明序列应该按照极其相似的顺序依次展开。所有科技发明将必然出现。典型表现形式的产生进一步表明,这样的技术创新是有方向的,带有倾向性。这种倾向性一定程度上独立于人类发明者。

确实,在所有科技领域,我们常常看到独立的、相同的、同时出现的发明。如果这种趋同性标志着新发明具有必然性,那么发明家便只是必然出现的发明的媒介。那样我们就会认为,这些发明家即便不是随机出现的,至少也是可替换的。

这正是心理学家迪安·西蒙顿的研究结果。他根据奥格本和托马斯制作的1900年之前的同步发明目录,加入其他几份相似的列表,从中总结1546件发明的相似模式。西蒙顿标示出2人同步发明的数量,接着是3人、4人、5人、6人。6人同步发明的数量自然较少,而这些多人发明之间的精确比率构成了统计学所谓的泊松分布模式。这个模式也是DNA染色体变异和其他小概率事件在大量可能事件中分布的模式。泊松曲线表明,“谁发明了什么”这个系统本质上是随机分布的。

当然,天赋是不对等分布的。有些创新家(例如爱迪生、牛顿和威廉·汤姆森·开尔文)的确比其他人更优秀。但是,如果这些更优秀的发明家的天才不能把必然性远远甩在身后,那么他们如何成为伟大人物?西蒙顿发现,越有声望的科学家(根据他的生平介绍在百科全书所占页数判断),参与的同步发明数量越多。开尔文拥有30项与其他人同时发现的科技成果。伟大的探索者不仅独自贡献了多于平均数的“未来”事物,而且还参与研究影响力最大的事物,这些事物自然涉及那些吸引了很多参与者因此导致多人同步发明的研究领域。如果说探索相当于买彩票,那么成就最大的那些探索者花了很多钱下注。

西蒙顿的历史案例系列揭示了这样的现象:重复创新的数量随时间推移而日益增加,也就是说同步发现新事物的频率越往后越高。几个世纪以来,新观念产生的速度越来越快,也造成同步发现加速。同步性程度也在提高。多人同步发现的第一次和最后一次之间的时间差几百年来不断缩小。过去,从公开宣布一项发明或发现到最后的相关研究者听到这个消息,可能已经过去10年。这样的时代早已远离。

同步性不是过去通信手段落后时独有的现象,现今依然大量存在。美国电话电报公司贝尔实验室的科学家1948年发明晶体管,后来因此获得诺贝尔奖,而两位德国物理学家比贝尔实验室的科学家晚两个月在巴黎的西屋实验室独立发明晶体管。大众将“二战”最后几年发明可编程二进制计算机的荣誉授予约翰·冯·诺伊曼,可是该发明的理念和投入使用的穿孔纸带样机几年前--即1941年--由康拉德·楚泽(Konrad Zuse)在德国完全独立地开发出来。作为现代同步性一个可证实的例子,楚泽开创性的二进制计算机在美国和英国被完全忽视,直到几十年后才引起注意。喷墨打印机两次被发明:一次在日本,发明者是佳能实验室;一次在美国,发明者是惠普公司。1977年这两家公司在数月内分别申请关键技术的专利。“整个发明史就是由一连串无休止的同步性案例组成的,”人类学家阿尔弗雷德·克罗伯(Alfred Kroeber)写道,“也许有人从这些定期发生的事件中看到的只是反复无常的意外事件无目的地上演,但也有人开始从这些事件中领悟能够激发灵感的伟大的必然性,它凌驾于个人命运之上。”

“二战”期间与核反应堆相关的严格的战时保密政策为回顾科技必然性提供了堪称典范的研究材料。全世界各自独立的核科学家小组为驾驭核能而相互竞赛。因为这种能源具有明显的军事战略优势,各小组要么作为敌人互不往来,要么作为谨慎的盟友而装聋作哑,要么虽在同一国家,但因为“按需知密”的保密政策而相互隔离。换句话说,开发核反应堆的历史在7个小组中间同步展开。每个独立小组内部高度协同完成的工作成果被完整记录下来,而且他们成功通过技术开发的多个阶段。回顾历史,研究者可以追踪相同发现所经历的同步过程。说一个具体的例子。物理学家斯宾塞·沃特(Spencer Weart)研究了其中6个小组如何相互独立地发现制造核弹的一个重要公式。这是四因子公式,帮助工程师计算链式反应所需的临界质量。法国、德国、苏联的小组以及美国的3个小组同步但又独立地开展研究,并同时发现这个公式。日本已经接近,但未能完成。这种高度同步性--6人同步发现--有力地证明在当时这个公式的发现是必然事件。

然而,当沃特分析每个小组最后得出的公式时,发现它们有所区别。不同国家使用不同数学符号表示这个公式,强调不同的因子,假设条件和对结果的说明不同,对小组的总体科研水平的重视程度也不同。事实上,有4个小组认为该公式是纯理论的,基本予以忽视。只有两个小组把这个公式整合到实验工作中,其中一个小组成功地制造出了核弹。

这个公式的精华部分具有必然性。无可争议的是,如果一个小组没有发现这个公式,其他五个小组也会发现。可是公式的具体表述并不都是必然的,主观描述可能产生很大差异。(美国将该公式付诸实践,它的政治命运与那些未能运用这项成果的国家迥然不同。)

牛顿和莱布尼兹被誉为微积分的发明人(或发现人),可事实上他们的计算方法不同,只是随着时间流逝两种方法殊途同归。约瑟夫·普里斯特利(Joseph Priestley)产生氧气的方法与卡尔??舍勒(Carl Scheele)的不同,他们采用不同的逻辑开启了同一个必然的新阶段。两位天文学家(约翰·柯西·亚当斯和于尔班·勒维耶)正确预测到海王星的存在,实际上他们计算的行星轨道并不相同。1846年两条轨道恰好重叠,因此他们通过不同的方式找到同一个主体。

不过,从统计学看,此类轶事难道不更像是巧合吗?考虑到发明册上的数百万条记录,难道我们不应该预计到总有一些发明会同时发生吗?问题在于,大多数多人同步发明没有被报道。社会学家罗伯特·默顿(Robert Merton)说:“所有单人发明都是即将产生的多人发明。”他的意思是,当第一个成果问世的消息公之于众时,很多潜在的多人发明就被放弃了。1949年在数学家雅克·阿达马(Jacques Hadamard)的笔记中发现这样一条典型的记录:“在启动对一组特定问题的研究后,看到几位学者已经开始涉足同一课题,我就放下它,转而研究其他问题。”科学家要么是记录了他们的发现和发明,但因为忙碌而没有发表,要么是自己对结果不满意。只有杰出人物的笔记经过仔细分析,因此除非你是卡文迪许或高斯(两者的笔记披露了若干未公布的多人发明),否则你的未经报道的理念绝不会载入史册。更深入的同步研究被隐藏在公司或国家级秘密工作中。因为害怕竞争者窃密,很多成果没有发布。直到最近,很多重复发现和发明的案例仍然鲜为人知,因为它们是用晦涩难懂的语言发表的。一些同时产生的发明不被认可,是因为发明者用难以理解的技术语言进行描述。有时,一项发现与大众认知背道而驰,或者政治立场不正确,于是被人们忽视。

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