早在生命诞生之前很久,大自然就创造出来旋涡状的星系和有着热核引擎的恒星。进而创造出了复杂的有机分子,而这些存在于星际气体、陨石和深海热泉口中的分子,就是生命的基本构件。经历漫长的地质时间,单个细胞得以聚集
在一起,组成了一个个拥有数百万甚至几十亿同类的专业化团队。后来,这些多细胞生物又进化出了传感器,得以感知气味、声音和光影,开始探索大千世界。最终它们的神经系统进化出了复杂的大脑,这才能够创造、辨析各种抽象的符号。这些成就,无一不是源自大自然的创造力。
大自然与文化的创造力如此相似,其中一个原因在于凡是难题,比如怎样的捕食策略最有效等,都有一个共同的特征:有多个解决方案,只不过有些不怎么样,有些凑合能用,少数相当不错,极少数可以称得上出色。所有这些方案组合在一起形成了一个“山地景观”,那些不怎么样的方案对应着低矮的山麓,那些出色的方案则处在群山之巅。这种景观被称为“适合度景观”。在进化过程中,每一个生物种群都在孜孜不倦地寻找它们所面临的问题的解决方法,只不过这些探索都或多或少地带有盲目性。达尔文式的生物进化过程中,爬往山顶的过程是这样的:从任意一个方案开始,不管它是多么不堪一用,都在这个方案上修修补补,每走一步,都只把那些有利于生存的变异保留下来。在人与人、组织与组织之间,与自然选择最为接近的类比就是竞争,而它们的本质都是优胜劣汰。自然选择威力巨大,但有一个不容忽视的弊端:它只能执拗的一路向上,无法回头。就像一个盲人站在山脚下,想要爬到山顶但无法看到登顶的最佳路线,如果山路崎岖不平,有上有下,如果只上不下,根本无法登顶。就如同自然选择一样,大多数路径都走向了死胡同。超过90%的路径一开始都是向上的,但很快就会遇到无法进一步改善的状况。由于自然选择禁止向下的特征,进化到了一定的台阶就戛然而止。
大自然如何实现进化?遗传漂变可以帮助物种在景观中小范围漫游。就像一个非常小的种群,其基因库内只有4个等位基因,就相当于一个碗里面放着两种颜色的4颗珠子。要创建一个新的基因库,随机拿出一个珠子,记下颜色,将其放回碗里。然后闭上眼睛再那一个珠子,重复四次,一个包含4个基因的新基因库就生成了。任何颜色珠子的数量,也就是任意一种类型的等位基因数量,其变化具有随机性和不可预测性。人类基因会以一种复杂的方式进行重组,其本质还是从碗里拿珠子,4个人类基因组成的基因库对应着两个人组成的“种群”,每个人携带着一套基因的两个副本。这两个人生育了两个一男一女两个孩子后,两个孩子继续生育两个孩子,最终在高度近亲繁殖的家庭中,所有的人都会出现相同的问题,但不知道会是什么问题。在小小的加拉帕戈斯群岛上,一个由雀鸟组成的初始种群分化出了14个不同的物种,在夏威夷,吸蜜型的管舌雀至少进化出了30个物种。物种的体形越大,遗传漂变的力量也越大,日积月累,遗传漂变就会逐渐改变生物体的遗产基质,进而激活大自然的创造力:基因组的结构天生就为创新准备的,而遗传漂变所塑造的恰恰就是基因组。遗传漂变以两种基本方式影响着生命的进化。短期内,遗传漂变有助于进化在遗传学景观中登上新的山头,同时加速具有独特习性的新物种的诞生。从长远来看,遗传漂变改变了基因组的结构,提升了它们未来创新的潜力。只有当进化可以暂时从自然选择的短视中解放出,不再一味的埋头上坡时,只有当进化可以自由地探索大自然的创造性景观时,生命才可能会突破限制,创造力才能大放异彩。基因重组可以帮组物种在合适度景观内远距离跳跃。一个孩子的每个染色体对之中,一支来自父亲,和父母的基因组没有区别,另外一支来自母亲,与父亲的差异约300万个字母。孩子的基因组与父母的基因组的差异大约为150万个字母,与母亲的差异也是约150万个字母。适合度景观将可以帮助我们体会其真实的尺度大小。如果将景观中行走一步,也就是基因组中一个字母的变化,看作平常人行走一步的距离,通过基因组交换过程,就相当于将一个孩子远距离传送1000多千米以外的地方。双亲的DNA差异越大,重组后的瞬移距离就越远,其创造性后果也就越明显。物种间的杂交重组带来的效果堪比飞跃。也有些杂交会陷入进化的死胡同。就像马和驴之间的杂交产生的骡子,无法繁殖下一代。杂交水稻抗病、高产。有些杂交的鸟类繁殖能力更强。大自然重组基因不会以完全随机的方式改变DNA,只针对那些已经运转良好的生物体或者
分子--否则它们也不会存活到现在,实施重组混合的操作。适合度景观的高纬度和景观高处的山脊网络,都可以帮助我们理解重组的潜能有多大。山脊的存在意味着物种在进行远距离跳跃后可以在高处着陆,并保持适应性。它们只需用降落在山脊就可以了。自然选择没有远见,而遗传漂变、DNA重组以及延展的适应性山脊网络三者叠加在一起,抵消了这种短视。遗传漂变步伐温和,既有上坡也有下坡;DNA重组则在景观里一跃千里;适应性山脊网络不仅保障了重组后的软着陆,开启了新颖的前景,促成了群体的多样性,还使得部分个体得以登上更高的山峰。
用生物进化的力量来解决复杂问题。例如旅行推销员问题,拜访3个客户6条路线。拜访4个客户24条路线,拜访5个客户120条路线,10个客户300条路线,15个客户超过1万亿条路线。问题开始变得复杂,飞升的数字让人害怕。复杂问题处处都有,而复杂问题的本质是它需要最具有创新性的解决方案。这种旅行的最终目标是找到最深的山谷。任意选择一条路径,不管多长、多么低效,然后随意交换连个客户。如果路径变短就留下,反之则回到原点。重复这个步骤。一步接一步,最终将得到一条不能再通过交换而缩短的路径。最终面临自己的贪婪算法:自然选择。当在贪婪算法失败的地方,其他的算法还能够完成接力--模拟退火算法。如果把模拟算法看做重力在向下拉一颗珠子,模拟的加热过程都和使珠子逃离重力作用的抖动一样。通过加热,粒子的剧烈抖动就像能量景观里的上坡运动。珠子一旦落入山谷,抖动很快把它从那里拽出来,不管山谷有多深。随着冷却的进行,景观内的抖动将会逐渐变弱。在崎岖的景观中,最神的山谷往往还包含着较浅的山谷,随着抖动变弱这颗珠子可能从较浅的山谷跳出来滚到下一个山谷中。只有到最后,珠子才会被限定子一个山谷中,它将达到这个山谷的底部--最后的安息之地。模拟退火算法在于一个简单的数学事实:只要冷却的足够慢,就肯定可以找到最深的山谷,也就是最短的旅行路线。毕加索名画《格尔尼卡》在创作出来之前,先绘制出了45副不同的草图,尝试了多个与最终画作不一样的结构,在最终的画作中,有些草图的影子仍可辨认,有些则面目全非,有些被弃之不用了。人类的创造力是达尔文进化论的一个缩影,只是不在大自然中,而是在人类的思维当中不断地逐渐推进的。创造的过程不是一马平川也不是一路向上,需要不断的练习试。就像“恒定的失败概率”:你淘的沙子越多,淘出的没用的碎石头就越多。就像名气大的诗人写的烂诗比名气小的多得的。因为名气大的诗人会写更多的诗,所以写的烂诗的概率更高。另一方面,成功的概率也是恒定的。因为淘出的沙子越多,淘出的金子也就越多。一个创造者头脑里偶然产生的想法会晃动不已,激动不安,形成大量不稳定的聚合体,这些不稳定的聚合体不断自我毁灭,组中停在那些最简单、最坚固的组合上。我们经常听到创造力强的人说他们的工作很好玩,游戏拓宽了动物的行为模式,能帮助它们更加灵活地适应变化的环境。游戏对于创造,就如同遗传漂变对于生物进化。游戏的一个关键特征就是不做评判,不用去关注选择什么,放弃什么,完全可以先下行到山谷,再爬上登峰。同样做梦也可以让意识从低矮的山丘上爬下来。走神可以让我们进入创造力孵化期。一个人不断积累不同寻常的经验和专业知识,形成知识的交叉融合,就像进化中的重组一样,一跃千里。杰出的创造者从小就有这广泛的兴趣,这帮助拓宽了他们的知识面,从而将科学或艺术的不同领域融合在一起。人类所有的创造力其背后的能力源泉是幽默、艺术和科学三者的结合。
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