創意從何而來:讓好點子源源不絕的7大模式
Where Good Ideas Come From: The Natural History of Innovation
活動訊息
內容簡介
提到創意和創新,我們的腦海裡難免會浮現這樣的畫面:一名科學家獨自守在實驗室裡,弓著背,扶著顯微鏡,意外獲得重大的新發現。然而事實是,那些獨自經歷的「靈光閃現」的時刻,其實很罕見。作者從近代創新史中,分析了跨領域的諸多例子,揭示出獨特創新背後的七個關鍵模式:
1 比鄰的可能性──人們需要更多工具,以探索更多邊界
2 液態網絡──點子喜歡能流動、碰撞、彼此連結的環境
3 緩慢的預感──點子需要養分和時間,才能完整成形
4 機緣巧合──結合幸運與智慧,發現原本沒有特別探究的事物
5 生成性錯誤──從錯誤中汲取養分,雜訊讓人變得更有創意
6 功能變異──借助其他領域的點子,產生意料之外的新用途
7 堆疊平台──其他使用者能在前人建立的結構性基礎上,創造新作品
藉由作者提出的「長變焦」觀察法──即以不同的尺度來觀察,優點是能發現只用單一尺度觀察時容易忽略或低估的模式──可以了解,資源共享、多人共同協做的環境,最有利於創意和創新。不論您從事什麼行業、擔任何種職位,只要掌握本書的七大模式,不僅能提昇自己的創意能力,更能創造出可促成更多好點子的優勢環境。
1 比鄰的可能性──人們需要更多工具,以探索更多邊界
2 液態網絡──點子喜歡能流動、碰撞、彼此連結的環境
3 緩慢的預感──點子需要養分和時間,才能完整成形
4 機緣巧合──結合幸運與智慧,發現原本沒有特別探究的事物
5 生成性錯誤──從錯誤中汲取養分,雜訊讓人變得更有創意
6 功能變異──借助其他領域的點子,產生意料之外的新用途
7 堆疊平台──其他使用者能在前人建立的結構性基礎上,創造新作品
藉由作者提出的「長變焦」觀察法──即以不同的尺度來觀察,優點是能發現只用單一尺度觀察時容易忽略或低估的模式──可以了解,資源共享、多人共同協做的環境,最有利於創意和創新。不論您從事什麼行業、擔任何種職位,只要掌握本書的七大模式,不僅能提昇自己的創意能力,更能創造出可促成更多好點子的優勢環境。
名人推薦
《經濟學人》年度最佳書籍之一
由「數位未來十大思想家」傳授
一堂非懂不可的凡人創意學
==========
光芒四射……強森是後分類時代的模範……「長變焦」法使強森的著作成為了解我們今日之立足點的有力工具,使本書的論點深富說服力。──《紐約時報書評》(The New York Times Book Review)
富啟發性、破除因襲、極具獨創性。──《大西洋月刊》(The Atlantic Monthly)
史蒂文.強森是科技界的達爾文。他以引人入勝的觀察與見解引領我們認識創意的起源。如何建造能促進創新的環境與網絡?強森所發現的模式為此重要問題提供了答案。──華特.艾薩克森(Walter Isaacson),《愛因斯坦:他的人生 他的宇宙》作者
一位能振奮人心的作家……史蒂文.強森是二十一世紀公共知識分子中的罕品……他有一顆時時在探索的靈活頭腦,勤於考量相反的論點,探勘新的領域,察覺以前沒注意到的潛在模式。──Salon.com
凡欲了解此文化者必讀之作。──法蘭克.李奇(Frank Rich),《紐約時報》(The New York Times)專欄作家
史蒂文.強森是博學之士……隨著他難以預料的思路而行的過程極為有趣。為了解釋某些點子之所以能改變世界的緣由,他援引了眾多學科領域的實例:化學、社會史、地理,乃至生態系科學。──《洛杉磯時報》(Los Angeles Times)
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Where Good Ideas Come From
大家都認得出好點子。三次方程式、印刷機、鉛筆、沖水馬桶、電池、Google——這些都是絕妙的點子。然而,它們是如何產生的?被喻為「科技界的達爾文」的作者,在本書中提供了深具啟示以及有論據證實的答案。他以深具感染力、包羅萬象的風格悠遊於多重領域,從神經生物學、都市研究到網際網路文化,找出獨特創新背後的七個關鍵模式,深入創新的自然史,找尋它們的蹤跡。作者檢視了特定情境如何加速創新過程、實體環境如何使眾人與點子齊聚一堂而造就出偉大的點子。從達爾文到蘋果(Apple),作者審究了近代的創新樞紐,汲取出適用法則以及出現在創新過程的共通特點。他的發現不但引領我們重新認識創新的根源,也提供了許多有用的策略,以培養突破性的創意。
由「數位未來十大思想家」傳授
一堂非懂不可的凡人創意學
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光芒四射……強森是後分類時代的模範……「長變焦」法使強森的著作成為了解我們今日之立足點的有力工具,使本書的論點深富說服力。──《紐約時報書評》(The New York Times Book Review)
富啟發性、破除因襲、極具獨創性。──《大西洋月刊》(The Atlantic Monthly)
史蒂文.強森是科技界的達爾文。他以引人入勝的觀察與見解引領我們認識創意的起源。如何建造能促進創新的環境與網絡?強森所發現的模式為此重要問題提供了答案。──華特.艾薩克森(Walter Isaacson),《愛因斯坦:他的人生 他的宇宙》作者
一位能振奮人心的作家……史蒂文.強森是二十一世紀公共知識分子中的罕品……他有一顆時時在探索的靈活頭腦,勤於考量相反的論點,探勘新的領域,察覺以前沒注意到的潛在模式。──Salon.com
凡欲了解此文化者必讀之作。──法蘭克.李奇(Frank Rich),《紐約時報》(The New York Times)專欄作家
史蒂文.強森是博學之士……隨著他難以預料的思路而行的過程極為有趣。為了解釋某些點子之所以能改變世界的緣由,他援引了眾多學科領域的實例:化學、社會史、地理,乃至生態系科學。──《洛杉磯時報》(Los Angeles Times)
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Where Good Ideas Come From
大家都認得出好點子。三次方程式、印刷機、鉛筆、沖水馬桶、電池、Google——這些都是絕妙的點子。然而,它們是如何產生的?被喻為「科技界的達爾文」的作者,在本書中提供了深具啟示以及有論據證實的答案。他以深具感染力、包羅萬象的風格悠遊於多重領域,從神經生物學、都市研究到網際網路文化,找出獨特創新背後的七個關鍵模式,深入創新的自然史,找尋它們的蹤跡。作者檢視了特定情境如何加速創新過程、實體環境如何使眾人與點子齊聚一堂而造就出偉大的點子。從達爾文到蘋果(Apple),作者審究了近代的創新樞紐,汲取出適用法則以及出現在創新過程的共通特點。他的發現不但引領我們重新認識創新的根源,也提供了許多有用的策略,以培養突破性的創意。
編輯推薦
達爾文根本不會發明天擇說,如果他不寫筆記。
印刷機、鉛筆、況水馬桶、電池、Google……這些都是絕妙的好點子,但你知道它們是如何產生的嗎?被喻為「科技界的達爾文」的作者史蒂文.強森,在本書中即提供了深具啟示及有論據證實的答案。他以深具感染力、也羅萬象的風格悠遊於多重領域,從神經生物學、都市研究到網際網路文化,找出獨特創新背後的七個關鍵模式──像是「比鄰的可能性」人們需要更多工具,以探索更多邊界;「液態網絡」點子喜歡能流動、碰撞、彼此連結的環境;「緩慢的預感」點子需要養分和時間,才能完整成形……等等,讀者只要能掌握本書的七大模式,不僅能提升自己的創意能力,更能創造出可促成更多好點子的優勢環境。(文/編輯部)
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「創意」給予眾人的印象,常是靈光一閃、從天而降,只有受到眾神眷顧的幸運者,才能在腦海中浮現這來自天上的福音。作者史蒂文.強森(Steven Johnson)被喻為「科技界的達爾文」,是英國《展望》(Prospect)雜誌2010年「數位未來十大思想家」,帶領我們深入重大創新的自然史,並找出創新背後的七大模式。
強森告訴我們,好點子喜歡和其它點子碰撞,好點子需要時間醞釀,好點子也需要周遭的工具才能化為真實。這七大模式並非專為天才而設,不論您從事什麼工作,掌握這些模式都能讓您對創意的起源有更透徹的了解,進而開發自己的創意腦。(文/大塊文化編輯鄭凱達)
目錄
引言 珊瑚礁、城市、全球資訊網
1 比鄰的可能性──人們需要更多工具,以探索更多邊界
2 液態網絡──點子喜歡能流動、碰撞、彼此連結的環境
3 緩慢的預感──點子需要養分和時間,才能完整成形
4 機緣巧合──結合幸運與智慧,發現原本沒有特別探究的事物
5 生成性錯誤──從錯誤中汲取養分,雜訊讓人變得更有創意
6 功能變異──借助其他領域的點子,產生意料之外的新用途
7 堆疊平台──其他使用者能在前人建立的結構性基礎上,創造新作品
結論 第四象限──資源共享、共同協做的環境
謝辭
附錄 主要創新年表(一四○○至二○○○年)
延伸閱讀
1 比鄰的可能性──人們需要更多工具,以探索更多邊界
2 液態網絡──點子喜歡能流動、碰撞、彼此連結的環境
3 緩慢的預感──點子需要養分和時間,才能完整成形
4 機緣巧合──結合幸運與智慧,發現原本沒有特別探究的事物
5 生成性錯誤──從錯誤中汲取養分,雜訊讓人變得更有創意
6 功能變異──借助其他領域的點子,產生意料之外的新用途
7 堆疊平台──其他使用者能在前人建立的結構性基礎上,創造新作品
結論 第四象限──資源共享、共同協做的環境
謝辭
附錄 主要創新年表(一四○○至二○○○年)
延伸閱讀
序/導讀
引言
珊瑚礁、城市、全球資訊網
想像力既可生出
未知的事物,詩人的筆
就可賦予它們形貌,給予虛無事物
一個特定的居所和名字。
——莎士比亞,《仲夏夜之夢》第五幕第一景第十四至第十七行
達爾文悖論
一八三六年四月四日。在印度洋東域,吹了一整個冬天的東北季風漸漸退出,讓晴朗的夏日登場。基林群島(Keeling Islands)——由二十七個珊瑚礁嶼組成的兩座珊瑚環礁——坐落在蘇門答臘以西六百英里處,沿岸誘人親近的寧靜、溫暖的海水,在白色珊瑚碎沙的映襯下,泛盪著翠綠的光彩。在遼闊熱帶藍空下,查爾斯.達爾文(Charles Darwin)站在一段平時總有凶猛浪濤沖擊的海岸上;這一天的海水異常平靜,誘使他涉水走到環繞著島嶼的活珊瑚壁緣。
他在這場擁擠的珊瑚盛會中停停走走了數個鐘頭。二十七歲的達爾文,遠離倫敦七千英里,立於懸崖上——雙腳踩在頂部幾乎觸及水面、根基位於深不可測的海底山頂,心思徘徊在一個關於這座山峰如何形成的想法邊緣;那個想法日後被公認為達爾文第一個偉大的科學見解。他正開始探究一個預感——一個當時還有些兒隱晦、尚未成形,但終將帶他登上十九世紀知識殿堂巔峰的預感。
這座珊瑚生態系的居民在達爾文四周疾速游動,發出閃閃光澤。這群民眾的多樣性教人眼花撩亂:蝶魚、雀鯛、鸚嘴魚、龍王鯛、天使魚、金花鮨不停地啄食珊瑚花冠與海膽棘刺上以及海葵觸手間的浮游生物。達爾文的眼睛在享受這生動畫面之際,思緒已越至這表象背後更深奧的謎。他在四年後發表的小獵犬號(HMS Beagle)遊記裡寫道:「為那些充盈熱帶海洋的無數種生物、如此豐富的生命滋生出澎湃熱情,是可以理解的;然而,我得承認我的想法是:那些博物學家之所以用了眾人熟悉的詞彙描述那些裝點得千嬌百媚的水下洞穴,是因為他們沉溺於稍嫌熱情的語言。」
離開數日、數星期後,仍盤旋在達爾文腦海裡的,不是水下洞穴的美景,而是那「無數種」生物。基林群島陸地上的植物與動物實在是微不足道。除了一些「椰子」樹、地衣與雜草外,陸上沒有多少植物。「陸地動物清單,」他寫道,「比植物清單還貧乏」:少數幾隻蜥蜴,幾乎沒有真正的陸鳥,其餘就是新近隨著歐洲船隻偷渡來的老鼠。「除了豬隻外,這座島嶼沒有四足家畜。」達爾文不屑地加註道。
然而,就在這塊動植物匱乏的荒地數英尺外,那片珊瑚礁水域所擁有之生物多樣性,其壯觀程度,只有雨林能夠匹敵。這真是個謎。為什麼一座環礁邊緣的水域能供養這麼多種不同的生物?
從印度洋其它水域汲取一萬立方英尺的水,看看您能找到多少生物。結果這份清單會跟達爾文所敘述的基林群島陸地動物清單一樣「貧乏」。運氣不錯的話,您或能找到一打魚。在珊瑚礁上,保證至少有一千尾。用達爾文的話來說,在大洋中巧遇一處珊瑚礁生態系,就像在沙漠裡碰到一大片綠洲。這種現象今日被稱為達爾文悖論(Darwin’s Paradox):這麼多不同的生物型態,佔據這麼多生態席位(ecological niche),居住在原本養分極少的水域裡。珊瑚礁佔地球表面的千分之一,卻有大約四分之一的已知海洋物種棲息於此。一八三六年站在潟湖中的達爾文,沒有這些統計資料,但已隨著小獵犬號遊歷世界四年,已看得夠多,足以知曉這片擁擠的珊瑚礁水域的奇特之處。
隔天,達爾文大膽前往這座環礁的向風面。小獵犬號船長——詹姆士.費茲洛伊(James
FitzRoy)中將——與他同行。他們在那兒觀看巨浪沖擊白色的珊瑚壁壘。一般的歐洲觀眾,習慣了英吉利海峽或地中海的平靜海面,自然會被那壯觀的浪峰吸引住(在達爾文眼中,那些碎浪幾乎「跟那些在溫和海域中被一陣強風掀起的波浪一樣有力,而且從不歇緩」)。然而達爾文所注意的,不是那些凶猛的海浪,而是對抗它們的戰士——那些造出珊瑚礁的渺小生物。
用波浪鞭笞那片廣大珊瑚礁的海洋看似無法擊退、無堅不摧的敵人,我們卻看到它受到抵抗,甚且被對方以乍看之下最為軟弱且無效率的方法打敗。海洋並沒有對這些珊瑚岩手下留情;那些散布於珊瑚礁上以及堆積在長出高大椰子樹的海灘上的大塊碎片,明白指證了海浪的無情威力……可是,這些低矮、不起眼的珊瑚礁嶼仍舊搖著勝利旗幟屹立於此,因為有另一種與海浪對抗的力量參與了這場競賽。這些有機戰士將碳酸鈣原子一個個從起泡的碎浪抓出來,並使之結合成對稱的結構。就算颶風掀走它千萬塊碎片,對這些無數個建築師日積月累的工作又有何影響?
達爾文對那些微小的建築師甚感興趣,因為他相信,牠們是解開將小獵犬號引至基林群島的那道謎的關鍵。英國海軍部的備忘錄記載道:這艘軍艦受命出海五年,主要的科學任務之一是研究環礁的形成。達爾文的良師益友,也是傑出的地質學家,查理斯.萊爾(Charles Lyell)新近提出一項理論:珊瑚環礁是那些被猛烈的地殼運動拱起的海底火山所造成的;而環礁之所以會有顯著的圓圈形狀,是因為珊瑚蟲繞著火山口外圍建造珊瑚礁。關於地質轉化的深邃時間(deep time),萊爾的理解與想法對達爾文的思維影響甚鉅。然而,站在海灘上,看著碎浪拍打珊瑚,達爾文意識到,恩師的珊瑚環礁起源理論有誤。他領悟到,這不是一個單純的地質事件。這是一個為生命奮鬥的創意故事。在琢磨這個想法時,還有一點兒其它東西也鑽進他的思緒:一個更廣更深、或能解釋大規模的生物創新的理論。未知的事物正緩慢成形。
數天後,回到小獵犬號,達爾文取出他的日誌,忖思海浪與珊瑚之間令人迷惑的衝突。他寫下一句三十年後公開在《物種起源》(On the Origin of Species)最有名的章節裡的話:「我說不太上來箇中緣由,但那些環礁外圍海岸的景致在我眼中甚為壯麗。」隨著時間的流逝,他將悟出其中緣由。
超線性城市
瑞士科學家馬克斯.克萊柏(Max Kleiber)從小就懂得試探習俗常規的極限。一九一○年代,在蘇黎世當研究生時,他穿著涼鞋、敞開衣領,以令當代人士瞠目的裝扮在街頭晃蕩。服役於瑞士軍隊時,他發現上司與德國人交換情報;第一次大戰期間,瑞士當局可是宣稱保持中立的。深感驚駭的克萊柏,再度收到召集令時,沒去報到,因此被囚禁好幾個月。在決定投入農業科學時,克萊柏已受夠了蘇黎世社會諸多限制規定。所以他選了一條無數穿著涼鞋、不願順從一般公認信念習慣的反戰人士紛紛走上的路。他搬到美國加州去了。
克萊柏在加州大學戴維斯(Davis)分校的農業學院,在肥沃富庶的中央谷地(Central Valley)中心落腳。他最初的研究重點是牲口;他檢測牲畜體積對代謝率——生物消耗熱量的速率——的影響。代謝率的估計,對畜牧業有很大的實用價值,因為業者可以藉之預估他們的牲口需要多少飼料,以及屠宰後會有多少肉可賣。到戴維斯沒多久,克萊柏就在他的研究裡發現一個詭祕的模式——一個奇特的數學現象,使他開始在實驗室對多種生物進行同樣的檢測:老鼠、環頸鳩、鴿子、狗,乃至人類。
科學家與愛好動物人士早就注意到:生物體積愈大,生命進程愈緩慢。蒼蠅只能存活數小時至數日;大象的壽命有半個世紀長。禽鳥與小型哺乳動物的心臟輸送血液的速度比長頸鹿與藍鯨快得多。然而體積與速度之間的關係不像是線性的。一匹馬能比一隻兔子重五百倍,可是牠的脈搏絕沒有比兔子慢五百倍。克萊柏在戴維斯的實驗室做了一系列大量的檢測後發現:這種標度現象都有相同的數學關係——指數為四分之一的倍數的冪標度。將身體質量與代謝率的對應值畫到對數座標上,會得到一條完美的直線——從老鼠、鴿子往上延伸至公牛、河馬。
以往,物理學家習於發現他們所研究的現象潛藏著這麼漂亮的方程式,相較之下,頗為混亂的生物界則甚少體驗到數學之美。可是,克萊柏與其同事分析愈多物種,這道方程式就愈明晰:代謝率和每單位身體質量的四分之一次冪成反比。算法很簡單:一千的平方根約為三十一;三十一的平方根則約為五點五。這意味:一頭比土撥鼠重約一千倍的牛,平均壽命會比土撥鼠長五點五倍,心跳比土撥鼠慢五點五倍。科學作家喬治.強森(George Johnson)發現,克萊柏定律衍生出一項有趣的推論:所有物種都有一定的脈搏數;體積愈大的動物,會花愈久的時間用掉這定額。
接下來的數十年間,克萊柏定律的適用範圍擴展至微小細菌與細胞的新陳代謝;就連植物的成長模式也符合指數為四分之一的倍數的冪標度。凡是有生命的地方,每當有機體必須設法消耗並輸送能量至身體各個部位,其發展模式都脫離不了指數為四分之一的倍數的冪標度。
數年前,理論物理學家吉奧福瑞.韋司特(Geoffrey West)決定探究克萊柏定律是否適用於生物最大的創作之一:人類建造的超級有機體——城市。城市變大後,城市生活的「新陳代謝」速率會跟著緩慢下來嗎?大都會系統的擴張與生活步調是否有模式可循?在著名的聖塔非研究所(Santa Fe Institute)擔任所長(直至二○○九年)的韋司特,召集研究員與顧問組成一個國際團隊,蒐集世界各地數十座城市的資料,計量各種事物——包括犯罪活動、家庭用電量、新專利、汽油銷售量,等等。
他們終於處理完這些數字後,韋司特與其團隊很高興地發現,城市生活運輸與能量的擴增,也符合克萊柏的指數為四分之一的倍數的冪標度。加油站數量、汽油銷售量、公路面積、電纜長度,這些要素全都遵循那個預測有機體的能量消耗速率的冪定律。如果大象不過是一隻放大的老鼠,那麼,以能量的觀
珊瑚礁、城市、全球資訊網
想像力既可生出
未知的事物,詩人的筆
就可賦予它們形貌,給予虛無事物
一個特定的居所和名字。
——莎士比亞,《仲夏夜之夢》第五幕第一景第十四至第十七行
達爾文悖論
一八三六年四月四日。在印度洋東域,吹了一整個冬天的東北季風漸漸退出,讓晴朗的夏日登場。基林群島(Keeling Islands)——由二十七個珊瑚礁嶼組成的兩座珊瑚環礁——坐落在蘇門答臘以西六百英里處,沿岸誘人親近的寧靜、溫暖的海水,在白色珊瑚碎沙的映襯下,泛盪著翠綠的光彩。在遼闊熱帶藍空下,查爾斯.達爾文(Charles Darwin)站在一段平時總有凶猛浪濤沖擊的海岸上;這一天的海水異常平靜,誘使他涉水走到環繞著島嶼的活珊瑚壁緣。
他在這場擁擠的珊瑚盛會中停停走走了數個鐘頭。二十七歲的達爾文,遠離倫敦七千英里,立於懸崖上——雙腳踩在頂部幾乎觸及水面、根基位於深不可測的海底山頂,心思徘徊在一個關於這座山峰如何形成的想法邊緣;那個想法日後被公認為達爾文第一個偉大的科學見解。他正開始探究一個預感——一個當時還有些兒隱晦、尚未成形,但終將帶他登上十九世紀知識殿堂巔峰的預感。
這座珊瑚生態系的居民在達爾文四周疾速游動,發出閃閃光澤。這群民眾的多樣性教人眼花撩亂:蝶魚、雀鯛、鸚嘴魚、龍王鯛、天使魚、金花鮨不停地啄食珊瑚花冠與海膽棘刺上以及海葵觸手間的浮游生物。達爾文的眼睛在享受這生動畫面之際,思緒已越至這表象背後更深奧的謎。他在四年後發表的小獵犬號(HMS Beagle)遊記裡寫道:「為那些充盈熱帶海洋的無數種生物、如此豐富的生命滋生出澎湃熱情,是可以理解的;然而,我得承認我的想法是:那些博物學家之所以用了眾人熟悉的詞彙描述那些裝點得千嬌百媚的水下洞穴,是因為他們沉溺於稍嫌熱情的語言。」
離開數日、數星期後,仍盤旋在達爾文腦海裡的,不是水下洞穴的美景,而是那「無數種」生物。基林群島陸地上的植物與動物實在是微不足道。除了一些「椰子」樹、地衣與雜草外,陸上沒有多少植物。「陸地動物清單,」他寫道,「比植物清單還貧乏」:少數幾隻蜥蜴,幾乎沒有真正的陸鳥,其餘就是新近隨著歐洲船隻偷渡來的老鼠。「除了豬隻外,這座島嶼沒有四足家畜。」達爾文不屑地加註道。
然而,就在這塊動植物匱乏的荒地數英尺外,那片珊瑚礁水域所擁有之生物多樣性,其壯觀程度,只有雨林能夠匹敵。這真是個謎。為什麼一座環礁邊緣的水域能供養這麼多種不同的生物?
從印度洋其它水域汲取一萬立方英尺的水,看看您能找到多少生物。結果這份清單會跟達爾文所敘述的基林群島陸地動物清單一樣「貧乏」。運氣不錯的話,您或能找到一打魚。在珊瑚礁上,保證至少有一千尾。用達爾文的話來說,在大洋中巧遇一處珊瑚礁生態系,就像在沙漠裡碰到一大片綠洲。這種現象今日被稱為達爾文悖論(Darwin’s Paradox):這麼多不同的生物型態,佔據這麼多生態席位(ecological niche),居住在原本養分極少的水域裡。珊瑚礁佔地球表面的千分之一,卻有大約四分之一的已知海洋物種棲息於此。一八三六年站在潟湖中的達爾文,沒有這些統計資料,但已隨著小獵犬號遊歷世界四年,已看得夠多,足以知曉這片擁擠的珊瑚礁水域的奇特之處。
隔天,達爾文大膽前往這座環礁的向風面。小獵犬號船長——詹姆士.費茲洛伊(James
FitzRoy)中將——與他同行。他們在那兒觀看巨浪沖擊白色的珊瑚壁壘。一般的歐洲觀眾,習慣了英吉利海峽或地中海的平靜海面,自然會被那壯觀的浪峰吸引住(在達爾文眼中,那些碎浪幾乎「跟那些在溫和海域中被一陣強風掀起的波浪一樣有力,而且從不歇緩」)。然而達爾文所注意的,不是那些凶猛的海浪,而是對抗它們的戰士——那些造出珊瑚礁的渺小生物。
用波浪鞭笞那片廣大珊瑚礁的海洋看似無法擊退、無堅不摧的敵人,我們卻看到它受到抵抗,甚且被對方以乍看之下最為軟弱且無效率的方法打敗。海洋並沒有對這些珊瑚岩手下留情;那些散布於珊瑚礁上以及堆積在長出高大椰子樹的海灘上的大塊碎片,明白指證了海浪的無情威力……可是,這些低矮、不起眼的珊瑚礁嶼仍舊搖著勝利旗幟屹立於此,因為有另一種與海浪對抗的力量參與了這場競賽。這些有機戰士將碳酸鈣原子一個個從起泡的碎浪抓出來,並使之結合成對稱的結構。就算颶風掀走它千萬塊碎片,對這些無數個建築師日積月累的工作又有何影響?
達爾文對那些微小的建築師甚感興趣,因為他相信,牠們是解開將小獵犬號引至基林群島的那道謎的關鍵。英國海軍部的備忘錄記載道:這艘軍艦受命出海五年,主要的科學任務之一是研究環礁的形成。達爾文的良師益友,也是傑出的地質學家,查理斯.萊爾(Charles Lyell)新近提出一項理論:珊瑚環礁是那些被猛烈的地殼運動拱起的海底火山所造成的;而環礁之所以會有顯著的圓圈形狀,是因為珊瑚蟲繞著火山口外圍建造珊瑚礁。關於地質轉化的深邃時間(deep time),萊爾的理解與想法對達爾文的思維影響甚鉅。然而,站在海灘上,看著碎浪拍打珊瑚,達爾文意識到,恩師的珊瑚環礁起源理論有誤。他領悟到,這不是一個單純的地質事件。這是一個為生命奮鬥的創意故事。在琢磨這個想法時,還有一點兒其它東西也鑽進他的思緒:一個更廣更深、或能解釋大規模的生物創新的理論。未知的事物正緩慢成形。
數天後,回到小獵犬號,達爾文取出他的日誌,忖思海浪與珊瑚之間令人迷惑的衝突。他寫下一句三十年後公開在《物種起源》(On the Origin of Species)最有名的章節裡的話:「我說不太上來箇中緣由,但那些環礁外圍海岸的景致在我眼中甚為壯麗。」隨著時間的流逝,他將悟出其中緣由。
超線性城市
瑞士科學家馬克斯.克萊柏(Max Kleiber)從小就懂得試探習俗常規的極限。一九一○年代,在蘇黎世當研究生時,他穿著涼鞋、敞開衣領,以令當代人士瞠目的裝扮在街頭晃蕩。服役於瑞士軍隊時,他發現上司與德國人交換情報;第一次大戰期間,瑞士當局可是宣稱保持中立的。深感驚駭的克萊柏,再度收到召集令時,沒去報到,因此被囚禁好幾個月。在決定投入農業科學時,克萊柏已受夠了蘇黎世社會諸多限制規定。所以他選了一條無數穿著涼鞋、不願順從一般公認信念習慣的反戰人士紛紛走上的路。他搬到美國加州去了。
克萊柏在加州大學戴維斯(Davis)分校的農業學院,在肥沃富庶的中央谷地(Central Valley)中心落腳。他最初的研究重點是牲口;他檢測牲畜體積對代謝率——生物消耗熱量的速率——的影響。代謝率的估計,對畜牧業有很大的實用價值,因為業者可以藉之預估他們的牲口需要多少飼料,以及屠宰後會有多少肉可賣。到戴維斯沒多久,克萊柏就在他的研究裡發現一個詭祕的模式——一個奇特的數學現象,使他開始在實驗室對多種生物進行同樣的檢測:老鼠、環頸鳩、鴿子、狗,乃至人類。
科學家與愛好動物人士早就注意到:生物體積愈大,生命進程愈緩慢。蒼蠅只能存活數小時至數日;大象的壽命有半個世紀長。禽鳥與小型哺乳動物的心臟輸送血液的速度比長頸鹿與藍鯨快得多。然而體積與速度之間的關係不像是線性的。一匹馬能比一隻兔子重五百倍,可是牠的脈搏絕沒有比兔子慢五百倍。克萊柏在戴維斯的實驗室做了一系列大量的檢測後發現:這種標度現象都有相同的數學關係——指數為四分之一的倍數的冪標度。將身體質量與代謝率的對應值畫到對數座標上,會得到一條完美的直線——從老鼠、鴿子往上延伸至公牛、河馬。
以往,物理學家習於發現他們所研究的現象潛藏著這麼漂亮的方程式,相較之下,頗為混亂的生物界則甚少體驗到數學之美。可是,克萊柏與其同事分析愈多物種,這道方程式就愈明晰:代謝率和每單位身體質量的四分之一次冪成反比。算法很簡單:一千的平方根約為三十一;三十一的平方根則約為五點五。這意味:一頭比土撥鼠重約一千倍的牛,平均壽命會比土撥鼠長五點五倍,心跳比土撥鼠慢五點五倍。科學作家喬治.強森(George Johnson)發現,克萊柏定律衍生出一項有趣的推論:所有物種都有一定的脈搏數;體積愈大的動物,會花愈久的時間用掉這定額。
接下來的數十年間,克萊柏定律的適用範圍擴展至微小細菌與細胞的新陳代謝;就連植物的成長模式也符合指數為四分之一的倍數的冪標度。凡是有生命的地方,每當有機體必須設法消耗並輸送能量至身體各個部位,其發展模式都脫離不了指數為四分之一的倍數的冪標度。
數年前,理論物理學家吉奧福瑞.韋司特(Geoffrey West)決定探究克萊柏定律是否適用於生物最大的創作之一:人類建造的超級有機體——城市。城市變大後,城市生活的「新陳代謝」速率會跟著緩慢下來嗎?大都會系統的擴張與生活步調是否有模式可循?在著名的聖塔非研究所(Santa Fe Institute)擔任所長(直至二○○九年)的韋司特,召集研究員與顧問組成一個國際團隊,蒐集世界各地數十座城市的資料,計量各種事物——包括犯罪活動、家庭用電量、新專利、汽油銷售量,等等。
他們終於處理完這些數字後,韋司特與其團隊很高興地發現,城市生活運輸與能量的擴增,也符合克萊柏的指數為四分之一的倍數的冪標度。加油站數量、汽油銷售量、公路面積、電纜長度,這些要素全都遵循那個預測有機體的能量消耗速率的冪定律。如果大象不過是一隻放大的老鼠,那麼,以能量的觀
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