專家導讀
「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，認為這只不過是「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，必然性並不意味著機械、刻板的重複，也不意味著懶漢思想，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，才是「必然性」的最佳腳注，這一「趨同進化」的瑰麗圖景才會得以顯現。
「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（Alfred Russel Wallace），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，他會成為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。有人認為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，也不會引用同樣的證據，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（Elisha Gray）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、賄賂和欺詐行為。格雷聽信了其專利律師的草率建議，搶先一步遞交申請，因為電話技術「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，因為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（Antonio Meucci）已經為他的「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，但是因為他英語很差，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·愛迪生登上歷史舞台，雖然因為無法說明的原因，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》（The Age of Electricity）的作者帕克·本傑明（Park Benjamin）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（Edward Jenner）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（Joseph Henry）、塞繆爾·莫斯（Samuel Morse）、威廉·庫克（William Cooke）、查爾斯·惠斯頓（Charles Wheatstone）和卡爾·施泰因海爾（Karl Steinheil）反覆發明。法國人路易·達蓋爾（Louis Daguerre）以攝影技術發明者著稱，但還有3人——尼塞福爾·涅普斯（Nicephore Niepce）、赫爾克裡士·弗洛倫斯（Hercules Florence）和威廉·亨利·福克斯·塔爾博特（William Henry Fox Talbot）——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（John Napier）和亨利·布裡格斯（Henry Briggs），可事實上，第三位數學家約斯特·比爾吉（Joost Burgi）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：「蒸汽輪船被認為是富爾頓、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著新發明具有必然性，那麼發明家便只是必然出現的發明的媒介。那樣我們就會認為，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，接著是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，那麼他們如何成為偉大人物？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。大眾將「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（Konrad Zuse）在德國完全獨立地開發出來。作為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。噴墨打印機兩次被發明：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（Alfred Kroeber）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為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為駕馭核能而相互競賽。因為這種能源具有明顯的軍事戰略優勢，各小組要麼作為敵人互不往來，要麼作為謹慎的盟友而裝聾作啞，要麼雖在同一國家，但因為「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（Spencer Weart）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個小組認為該公式是純理論的，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為微積分的發明人（或發現人），可事實上他們的計算方法不同，只是隨著時間流逝兩種方法殊途同歸。約瑟夫·普裡斯特利（Joseph Priestley）產生氧氣的方法與卡爾·捨勒（Carl Scheele）的不同，他們採用不同的邏輯開啟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（Robert Merton）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眾時，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（Jacques Hadamard）的筆記中發現這樣一條典型的記錄：「在啟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，但因為忙碌而沒有發表，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。因為害怕競爭者竊密，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為人知，因為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，是因為發明者用難以理解的技術語言進行描述。有時，一項發現與大眾認知背道而馳，或者政治立場不正確，於是被人們忽視。
而且，一旦某項發現被公之於眾，並進入廣為人知的知識殿堂，此後所有得出同一結果的研究將被視為對最初成果的進一步證明——不管獲得該結果的實際過程是怎樣的。一個世紀前，通信的問題在於速度慢，莫斯科或日本的研究者也許幾十年後才得知英國人的發明。今天的問題則是數量太多。這麼多領域這麼快速地出現這麼多的已發表成果，以至於人們很容易忘記哪些發明已經存在。總是有重複發明獨立產生，有時幾個世紀後出現，純粹是由於無知。可是因為這些翻版的獨立性難以證實，因此只被當做原版的支持者，但不能作為必然性的證據。
迄今為止，無處不在的發明同步性最強有力的證據是科學家自己的印象。大多數科學家認為被其他從事相同研究的人搶先發表成果是不幸的令人痛苦的常事。1974年，社會學家瓦倫·哈格斯特倫（Warren Hagstrom）訪問了1718位美國學者，詢問是否曾經遇到過自己的研究被其他人搶先開展或者取得成果的情況。他發現46%的人相信，他們的研究工作有「1次或2次」被別人先行一步，16%的人聲稱遇到過3次以上被他人搶先的情況。另一位社會學家傑裡·加斯頓（Jerry Gaston）調研了203位碩果纍纍的英國物理學家，得出相似的結果：38%聲稱有1次被他人搶先，有26%超過1次。
科學家重點關注前人的研究工作和恰當的榮譽，與之不同，發明家往往未經系統研究過去的成果就勇往直前。這意味著在專利局看來，重複發明是常有的事。發明家申請專利時，需要引證此前的相關發明。被調查的發明家有1/3宣稱在進行發明時不知道此前有人申請了相關專利。直到準備申請書時，需要填寫「現有技術」，他們才去瞭解競爭性專利。更讓人吃驚的是，1/3的人聲稱在調研人員告知之前，不清楚自己的申請書中列舉了哪些已有發明。（這是完全有可能的，因為專利引證可能是發明人的專利律師甚至專利局審查員完成的。）專利法學者馬克·萊姆利（Mark Lemley）評論道，在專利法領域，「相當一部分優先權糾紛涉及近似同步發明」。布蘭迪斯大學的亞當·傑夫（Adam Jaffe）開展過一項關於近似同步發明優先權糾紛的研究，結果顯示45%的案例中，當事雙方都可以證明在相差不到6個月時間內研製出該發明的「工作樣機」，70%的案例中相差時間不超過1年。傑夫寫道：「這些結果為下面這一觀點提供了支持，即同步或近似同步發明是創新的固定特徵。」
這些同步發明中隱藏著必然性的氣息。當基礎技術的必備網絡建立起來時，毗鄰的新技術似乎在同一時刻就產生了。如果甲發明家沒有研製出來，乙發明家將會成功。不過各項技術將依照合理的順序出現。
這並不是說，具有乳白色完美外表的iPod是必然性發明。我們可以認為，麥克風、激光、晶體管、蒸汽輪機和水車的發明以及氧氣、DNA和布爾邏輯的發現在它們出現的大致年代都是必然性事件。然而，麥克風的具體樣式和精確電路、激光的特殊產生方法、晶體管的特殊材料、蒸汽輪機的尺寸、化學方程式的專用符號，諸如此類的任何發明的具體表現形式，都不是必然的。確切地說，因為發明者的個性、手邊的原材料、文化或社會背景、財力支持和運氣的影響，這些表現形式變化幅度相當大。安裝在橢圓形真空燈泡內的一卷鎢絲產生的光不具備必然性，但是白熾電燈泡是必然性事物。
白熾電燈泡的一般概念可以從所有具體細節中抽像出來，這些細節——電壓、鎢絲強度、燈泡類型——可以有所變化，但產生的結果是一樣的，本例中，結果是電帶來的光明。這個一般概念與生物的典型形態相似，而概念的具體物質形式更像物種。典型形態由技術元素的發展軌跡決定，而物種是偶然的。
白熾電燈經歷了多次發明、重複發明、聯合發明，甚至「首次發明」。在《愛迪生的電燈：一項發明的歷史》（Edison's Electric Light：Biography of an Invention）一書中，羅伯特·弗裡德爾（Robert Friedel）、保羅·伊斯雷爾（Paul Israel）和伯納德·芬恩（Bernard Finn）列舉了愛迪生之前的23位白熾燈發明家。我們說愛迪生正好是電燈最後的「首位」發明人，這樣也許更公平。這23種燈泡（在其發明者看來都是原創發明）表現「電燈泡」這一抽像概念的具體形式五花八門。不同的發明者採用了不同外形的燈絲、不同的電線材料、不同的電量、不同的底座方案。可是他們不約而同地以一種典型設計為藍本。我們可以認為這些樣機是23種嘗試，用以表現具有必然性的燈泡的一般概念。
不少科學家和發明家，以及很多邊緣科學，受到科技進步是必然的這一理念的打擊。這個理念用錯了地方，因為它與一種廣泛傳播、影響深遠的觀念發生矛盾：人類選擇權是人性的核心，對可持續文明具有至關重要的意義。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。如果這樣錯誤的認知佔據我們的思想，將削弱我們的意志，使我們放棄創造自己命運的責任感。
還有人認為，如果科技的確具有必然性，那麼我們只有虛幻的選擇權，我們應該粉碎所有科技，擺脫魔咒的困擾。後面我將論述這些主要的憂慮，但現在將就這一持久的信念探討一種奇怪的現象。雖然很多人宣稱，他們相信科技宿命論的理念是錯誤的（無論就這個詞彙的何種意義來說），可他們的行為表現得並不一致。不管他們如何理性地看待必然性，經驗告訴我，所有發明家和創新家都表現得似乎他們自己的發明和發現馬上就要被別人捷足先登。我所知的每一位創新家、發明家和發現者都搶在別人前面匆忙推廣他們的理念，或者心急如焚地先於競爭對手申請專利，或者在同類事物出現之前急忙完成自己的傑作。過去的200年裡，是否曾經有一位發明家感覺到沒有其他人會搶走他的靈感（而且他的感覺沒錯）？
內森·麥沃爾德（Nathan Myhrvold）是一位博學之士，也是多產的發明家，過去在微軟指導快速研究，但他想在數字技術之外的領域——如外科手術、冶金學或考古學——加快創新步伐，在這些領域，所謂的創新經常是重複已有的思想。麥沃爾德聘用了由高智商創新者組成的跨學科小組，圍坐在一起，暢想可申請專利的理念。這些集思廣益的短期內收集的點子每年將產生1000個專利。2009年4月，馬爾科姆·格拉德威爾（Malcolm Gladwell）在《紐約客》雜誌上簡要介紹了麥沃爾德的公司，他的觀點是，這家公司找來一批天才不是為了發明偉大的新事物。一旦某個理念向外傳播，就會不可避免地表現為多種形式，只需要足夠數量的富有創造力的聰明人開始捕捉這些形式。自然，還需要大量專利律師為批量生產的思想申請專利。格拉德威爾評論道：「天才不是真知灼見的唯一來源，他只是一個高效率的來源。」
格拉德威爾從未抽出時間詢問麥沃爾德，他的實驗室發明有多少被證明是其他人也想到的，於是我問麥沃爾德，他回答：「哦，就我們所知的，大約20%。我們只為1/3的想法遞交了專利申請。」
如果相似發明很常見，那麼甚至麥沃爾德建造專利工廠的絕妙主意也應該同時有其他人想到。當然有。在知識風險公司[1]成立之前的幾年時間裡，互聯網企業家傑伊·沃克（Jey Walker）創建了沃克數字實驗室。沃克因發明「價格線」而聞名，這是一套用於預訂酒店和飛機航班的「客戶自主定價」系統。在自己的發明實驗室裡，沃克建立起制度化流程，由聰明的專家組成的跨學科小組按照這個流程圍坐苦思未來20年左右——專利期限——能產生價值的創意。他們從想出的點子裡挑選了數千個，再精選出最後要申請專利的。有多少創意因為他們或專利局發現已被他人「先占」（法律術語，意為「搶先申請」）而被放棄？「與領域有關，」沃克說，「如果是正在產生大量創新的相當活躍的領域，例如電子商務，並且準備申請專利的創意屬於『工具』類，那麼它有100%的可能性被考慮過。我們發現專利局把大約2/3的有爭議專利判為『先占』專利，駁回申請。其他領域，例如遊戲發明，大約1/3因為存在現有技術或其他發明人而受阻。可是如果該項發明是複雜系統，屬於罕見領域，同類發明不會有很多。瞧，大多數發明是時間問題……何時，而非是否。」
丹尼·希利斯，另一位博學之士和多產發明家，是創新原型商店「應用思維」的共同創始人，這也是一個點子工廠。也許你會從名字上猜測，他們僱用聰明人開展發明創造。企業的宣傳詞是「大主意小公司」。和麥沃爾德的知識風險公司一樣，他們在交叉學科領域創造大量理念：生物工程、玩具、計算機視覺、遊樂車、軍事控制室、癌症診斷和繪圖工具。有些理念以原版專利的形式出售，其他則擴展為機器實物和操作軟件。我問希利斯：「你們的點子中各有百分之多少是後來發現有人先於你們想到、與你們同時想到甚至在你們之後想到的？」希利斯用了一個比喻作為回答：把同步性傾向比做漏斗。他說：「也許有數以萬計的人同時想到同一發明的可能性，但10人當中不到1人會設想如何實現。在那些思考過怎樣實現的人中，只有1/10真正詳細考慮實際細節和具體方案。而在這批人中，又只有1/10將構思付諸行動並長期堅持。最終，懷有相同想法的數萬人當中通常只有1人使這項發明成為文化的一部分。在我們的實驗室，我們按照預期的比例開展上述所有層次的探索。」換句話說，在概念階段，同步性無處不在、不可避免，你的聰明點子會有很多共同淵源。每提高一個層次，共同淵源就會減少。當你努力將一個主意引入市場時，也許會感到形單影隻，但你不過是由其他擁有同一想法者構建的大金字塔的塔尖（見表7-1）。
任何理智的人看到這樣的金字塔，都會說燈泡投入使用的可能性為100%，儘管愛迪生成為發明人的概率僅為1/10000。希利斯還指出另一個後果：具體操作過程的每個階段可以招募新人，從事後期艱苦工作的人也許不包括最早的理念先鋒。考慮到人數減少幅度之大，這些數字表明，這樣的可能性不大：將該發明投入應用的第一人也是持有該想法的第一人。
解讀表7-1的另一種思路是意識到理念開始是抽像的，在以後的時間裡越來越具體。一般概念在漸漸具體化的同時，必然性在降低，越來越受到制約，也越來越符合人類意願。只有發明或發現的觀念本質是必然的。這個本質（椅子的「椅子通性」）如何在現實中展現（膠合板製成，或者加上圓形靠背），具體細節可能變化多端，這有賴於發明者手邊的現有資源。新觀念越抽像，通用性和同步性越強（數萬人共同參與）。當它逐步經過若干階段的具體化，成為非常特殊的物質形態時，共同參與的人越來越少，可預測性越來越低。沒有人可以預測首個適合銷售的燈泡或晶體管芯片的最終設計方案，儘管它的概念是必然的。
愛因斯坦這樣的偉大天才持有什麼觀點？他不是反駁了必然性概念嗎？通常認為，1905年愛因斯坦公之於世的關於宇宙本質的極富創造力的思想遠遠超出普通人的理解範圍，遠遠領先他的時代。如果他沒有來到人世，也許直到一個世紀後的今天，世界也不會產生他所提出的相對論。毋庸置疑，愛因斯坦是獨一無二的天才。可是一如既往，其他人也在致力於研究同樣的難題。研究光波的理論物理學家亨德裡克·洛倫茲（Hendrik Lorentz）1905年提出一種時空的數學結構，正是愛因斯坦發表相對論的同一年。1904年法國數學家亨利·龐加萊（Henry Poincare）指出，不同體系中的觀察者用鐘錶「記錄的是我們所謂的當地時間」，並且「由於相對性原理，觀察者無法知道他處於靜止還是絕對運動中」。1911年諾貝爾物理學獎獲得者威廉·維恩（Wilhelm Wien）向瑞典委員會建議，洛倫茲和愛因斯坦應共同獲得1912年的諾貝爾獎，以表彰他們對狹義相對論的研究工作。他告訴委員會：「洛倫茲應當被視為建立狹義相對論數學模型的第一人，而愛因斯坦成功地將其濃縮為簡單原理。因此人們應該認為兩位研究者的成就旗鼓相當。」（但那一年兩人都沒有獲獎。）不過，按照沃爾特·艾薩克森——創作過一部關於愛因斯坦理念的優秀傳記《愛因斯坦：他的生命和宇宙》（Einstein：His Life and Universe）——的說法，「甚至在洛倫茲和龐加萊閱讀了愛因斯坦的論文之後，也從未實現愛因斯坦那樣的飛躍」。愛因斯坦的特殊天賦應用在相對論領域，產生了難以想像的深刻見解，艾薩克森對此表示敬佩，但他承認：「其他人也能創建這一理論，只是至少10年甚至更長時間內是做不到的。」因此人類最偉大的偶像級天才能夠超越必然性，也許超出了10年。對於其他人，必然性仍然按時發生作用。
技術元素的軌道在某些領域更加穩定。根據數據，西蒙頓寫道：「數學的必然性比物理學明顯，最明顯的是技術嘗試。」出現在歌曲、寫作、媒體等領域的藝術創新是個性化創造力的源泉，似乎與必然性針鋒相對，但也不能完全跨越命運之河。
好萊塢電影有個令人頭疼的習慣，即成對上線：兩部內容相似的電影同時在影院放映，例如反映小行星撞擊毀滅世界的《天地大衝撞》和《絕世天劫》，反映螞蟻英雄的《蟲蟲特工隊》和《蟻哥正傳》，反映性格堅毅的警察和他心不甘情不願的笨蛋搭檔的《妙探狗福星》和《特納和霍奇》。這種相似性來自同時迸發的天才，還是貪心驅使下的剽竊？音像製品行業和出版業的若干規律中有一條是，賣座電影或暢銷小說的創作者將很快受到起訴，被指控剽竊他人的靈感。有時的確有剽竊行為，但經常只是兩位作者、歌手或者導演在同樣的時間創作出同樣的作品。圖書館管理員馬克·鄧恩（Mark Dunn）寫過一部戲劇——《弗蘭克的生活》（Frank』s Life），1992年在紐約城一家小劇院裡上演。該劇描寫了一個不知道自己的生活是真人秀節目的傢伙。在控告1998年電影《楚門的世界》的製片人時，鄧恩列舉了兩個故事的149個相似點，後者是一部講述一個傢伙不知道自己的生活是真人秀節目的電影。然而，《楚門的世界》製片人聲稱他們從1991年開始就擁有受版權保護且註明日期的電影劇本，比《弗蘭克的生活》上演早一年。由此我們很容易相信：一部關於不明就裡的現實電視英雄的電影，其靈感的產生是必然的。
塔德·弗蘭德（Tad Friend）在《紐約客》發表文章，解釋了電影內容趨同的問題，他啟發道：「侵犯版權訴訟最讓人頭疼的部分是，電影公司如此頻繁地試圖證明他們的故事借鑒頗多，因此不可能從單一來源剽竊而來。」電影公司真正的意思是：這部電影的每個部分都是偷自公開的文學作品情節、故事、話題或笑話的陳詞濫調。弗倫德繼續說道：
也許你認為人類的集體想像力可以激發出多種虛構的追蹤龍捲風的方法，但似乎只有1種。斯蒂芬·凱斯勒（Stephen Kessler）為電影《龍捲風》起訴邁克爾·克萊頓（Michael Crichton）時，因為一件事而心神不寧：他關於龍捲風追蹤者的劇本《追風》中，在旋風經過的道路上放置了稱為Toto二代的數據採集器，就像《龍捲風》中的數據採集器Dorothy一樣。辯護方指出，幾年前另外兩位作家創作的名為《龍捲風》的劇本提到了被稱為Toto的裝置，不可能這麼巧合。
故事情節、話題和俏皮話一旦披上文化外衣，也許就產生了必然性，但我們渴望看到完全出乎意料的創作。有時我們相信藝術作品必須具備真正的獨創性，而不是墨守成規。它的模式、基礎和主題來自與眾不同的人類思維，釋放出獨一無二的光芒。舉一個產生獨創性故事的獨創性思維的例子：想像力豐富的《哈利·波特》系列的作者J·K·羅琳。1997年羅琳發表的《哈利·波特》獲得巨大成功，之後她受到一位美國作家的指控但法院最終駁回了該指控，該作家13年前出版過一套兒童故事叢書，主人公叫拉裡·波特，是父母雙亡的魔法師男孩，戴著眼鏡，身邊都是麻瓜。1990年尼爾·蓋曼創作了一部漫畫，書中，一名黑髮英國男孩在12歲生日時發現自己是魔法師，並且從一位有魔力的拜訪者那裡得到一隻貓頭鷹。或者想想簡·約倫1991年的故事，主人公亨利加入為年輕魔法師開辦的魔法學校，必須推翻一個邪惡的巫師。接著是1994年出版的《13級台階的秘密》（The Secret of Platform 13），講述一個鐵路站台上隱藏著通向神奇地下世界的入口。當J·K·羅琳聲稱她沒有讀過上述任何故事情節（她舉例說明，關於麻瓜的書極少被印製，市場上幾乎沒有，蓋曼的青少年漫畫通常對單身母親沒有吸引力）時，我們有很多理由相信她，並且有更多理由接受這一事實，即這些靈感同時自發地產生於創作過程。藝術領域與科技領域一樣，總是存在多人創新，但沒有人自尋煩惱去記錄相似點，除非涉及巨額財富或名聲。因為有大量財富圍繞《哈利·波特》，我們發現——儘管聽起來有些奇怪：身邊有貓頭鷹的魔力男孩在魔法學校上課，從火車站平台進入他們的另類世界，這一類原本有具體情節的故事在此刻成為西方文化中的必然性事物。
正如科技領域一樣，當文化溶劑準備好時，藝術形式的抽像核心就會具體化為文化的一部分。這個過程也許不止出現一次。但是任何特定的作品都會展現出不可替代的神韻和個性。如果羅琳沒有創作《哈利·波特》，其他人也會寫出大體相同的故事，因為這麼多人已經構思出相似的情節。但是《哈利·波特》原作在細節上精緻獨特，除了羅琳，沒有其他人可以寫出來。像羅琳這樣的個人的特殊才華不是必然的，作為整體的技術元素展現出來的能力才是必然的。
就像生物進化那樣，任何被貼上必然性標籤的事物都難以證實。要讓證明過程有說服力，必須不止一次重複某個進程，每次得出的結果都相同。你必須向持懷疑態度的人顯示，不管系統受到什麼干擾，它都會產生相同的結果。宣稱技術元素的長期軌跡是必然的，意味著要證明：如果我們重演歷史，同樣的典型發明會再次出現，相對順序大致相同。沒有可靠的時間機器，就不會有無可置疑的證據，但我們的確掌握3種有力證據，表明科技的發展之路存在必然性：
1.我們發現，任何時期的大多數發明和發現由多人獨立完成。
2.我們發現，在古代，不同大陸存在獨立的科技時間表，但單項的排列順序趨向固定。
3.我們發現，在現代，一系列進步難以阻擋、偏離或變更。
關於第一點，我們有非常清晰的現代記錄：同步發現在科技領域是常態現象，在藝術領域尚不清楚。關於第二點——古代這條線，證據更難發現，因為需要在沒有文字的年代搜尋觀念。我們必須依靠考古文獻裡記載的陪葬品的啟示。有些啟示表明獨立探索同時產生相同的一系列發明。
在迅捷的通信網絡覆蓋全球、提供令人吃驚的即時通訊之前，不同大陸的文明進程基本上獨立展開。在地殼板塊上漂移的大陸都是巨大的島嶼。這種地理構造形成了檢驗同步性的實驗室。從5萬年前現代智人誕生到公元1000年海上航行和陸地通信有所發展，這段時期4個主要大陸——歐洲、非洲、亞洲和美洲——的一系列發明和發現各自獨立產生。
史前時代，創新每年的擴散距離也許只有幾英里，需要幾代人的時間才能翻越一條山脈，幾個世紀才能穿越一個國家。誕生在中國的發明可能經歷一千年到達歐洲，從未傳播到美洲。數千年時間裡，非洲的發明慢慢傳入亞洲和歐洲。美洲大陸和澳大利亞因為無法通過海洋而與其他大陸隔絕，直到帆船時代這種狀況才被改變。輸入美洲的一切技術在較短的時間窗內——公元前20000年至公元前10000年——經大陸橋進入，此後幾乎不再有任何輸入。澳大利亞的所有外來技術也是經由時間短暫的大陸橋——距今3萬年前斷開——傳入，之後只有零星的傳播。觀念主要在單個大陸內部循環。2000年前社會發明的偉大搖籃——埃及、希臘和累范特——正好位於各大陸之間，這使得這些匯合點通常意義上的邊界失去作用。但是，儘管交接地帶成為前所未有的快捷的中轉站，各種發明仍然緩慢地在大陸內部循環，很少跨越海洋。
當時技術交流被迫隔絕的狀況給我們提供了回顧科技發展的途徑。根據考古證據，吹箭筒被發明了兩次，一次在美洲，一次在東南亞島嶼，外界對這兩個偏遠地區一無所知。這種高度隔離使吹箭筒的產生成為兩個無關聯地區趨同發明的典型案例。不出意料，這兩個地區箭筒的設計相似——中空管，通常切割成兩半綁在一起。它其實是竹管或植物塊莖做成的管，簡單得不能更簡單了。值得注意的是組成吹箭筒的發明和創新幾乎完全一致。美洲和亞洲部落都使用同種類型的帶纖維襯墊的飛鏢，末端都塗抹了令動物致命但不污染肉質的毒汁，飛鏢都裝在羽毛管裡，防止有毒的鏢尖刺傷皮膚，發射飛鏢時都做出類似的特殊姿勢。管越長，軌跡越精準，但瞄準時抖動也越大。因此，美洲和亞洲獵手的持管姿勢都經過訓練：雙手靠近嘴，肘部向外，小範圍旋轉管的發射端。每轉一小圈，鏢尖會短時間瞄準目標。這樣，精準度就不過是優雅地選擇發射時機的問題了。這一整套裝置兩次出現，就像在兩個世界發現的雙胞胎。
史前時期，相似的發展歷程一遍又一遍地重複出現。我們從考古記錄中得知，西非的能工巧匠比中國早幾個世紀發明了鐵器。事實上，銅器和鐵器在4個大陸獨立出現。美洲原住民和亞洲人各自獨立馴養美洲駝和牛這樣的反芻動物。考古學家約翰·羅編輯了一份兩個相距12000公里的文明共有的60項文化創新清單，這兩個文明是地中海沿岸文化和安第斯高原文化。這份相似發明清單包括彈弓、用捆紮好的蘆葦製成的船、帶手柄的圓形銅鏡、尖頭鉛錘和鵝卵石計數板——也就是我們所說的算盤。不同社會重複出現的發明是常態現象。人類學家勞裡·戈弗雷和約翰·科爾總結道：「文化演變在世界各地遵循相似的軌跡。」
不過，也許古代不同文明間的交流遠比我們想像的多。史前時期的貿易非常活躍，但不同大陸之間的貿易仍然稀少。雖然如此，幾個小眾理論在證據很少的情況下宣稱，中美洲文明保持著與中國的大規模跨洋貿易。其他推測認為瑪雅文明和西非、阿茲特克和埃及（叢林中的金字塔）進行廣泛的文化交流，甚至瑪雅人和維京人之間也有這樣的關係。大多數歷史學家認為，這些可能性以及關於1400年之前澳大利亞和南美、非洲和中國深度持久關係的相似理論都不太可信。除了幾種藝術形式具備某些表面相似點外，沒有任何考古經驗證據或文獻資料表明古代存在持續的跨洋聯繫。即使有幾艘從中國或非洲出發的船到達了——比如，哥倫布到來之前的新大陸海岸，這些偶然的登陸也不足以孕育我們發現的諸多相似之處。北澳大利亞原住民用手縫製的帶有傾角的樹皮獨木舟與美洲阿爾岡昆人的手縫帶傾角樹皮獨木舟出自同一來源，這種可能性非常小。相反，更有可能的情況是：它們是趨同發明，各自獨立產生。
縱覽各大陸發展歷程，我們可以看到相似的發明序列。世界各地所有技術進程都符合明顯相似的順序。石片發明之後是火的控制，接著是石刀和石球武器。接下來是赭土顏料、埋葬屍體、捕魚器具、輕型拋射工具、在石上打孔、縫紉、雕像雕刻品。這個序列相當統一。刀尖總是在火的使用之後產生，屍體埋葬總是在刀尖之後，彎拱技術總是先於粘接技術。有很多序列是「自然」過程。製作斧子前，顯然需要掌握刀刃技術。紡織總是在縫紉之後，因為任何類型的織物都需要線。但是其他很多排序不存在簡單的因果邏輯。為什麼巖畫作品總是先於縫紉技術出現？目前還沒有公認的原因，儘管每種文明都是這樣。金屬製品沒有理由一定產生於陶土製品（陶器）之後，可是事實總是如此。
地理學家尼爾·羅伯茨（Neil Roberts）分析了4塊大陸上人類馴養穀物和動物的相似過程。因為每塊大陸潛在的天然生物資源差異非常大（賈裡德·戴蒙德在《槍炮、病菌與鋼鐵：人類社會的命運》一書中詳細探討了這一主題），導致多塊大陸出現只有一些本土穀物或動物物種首先實現家養的情況。與此前的猜想相反，農業和畜牧業不止一次獨立形成並在全世界傳播。正如羅伯茨闡述的那樣，更準確地說，「全面的生物考古證據顯示，馴化技術在全球擴散主要發生在過去的500年間。基於3種重要穀物——小麥、稻米和玉米——的農耕體系都有獨立的起源中心」。目前的共識是農業被（重複）發明了6次。這裡的「發明」指的是一系列新技術，一連串生物馴化和工具。各地區發明和馴化的順序近似。例如，多塊大陸上的居民在養駱駝之前已經開始養狗，種植穀物之後才開始種植塊莖作物。
考古學家約翰·特倫（John Troeng）記錄了農業出現之後的53種史前發明，它們獨立產生次數不止2次，而是3次，分別在3個與世隔絕的偏遠地區：非洲、歐亞大陸西部和東亞/澳大利亞。其中22項也被美洲居民開發出來，意味著這些發明同時在4塊大陸誕生。這4個地區分隔程度非常高，足以令特倫相信起源於這些大陸的所有發明都具有獨立的趨同性。就像科技始終表現的那樣，一項發明為後來者奠定了基礎，技術元素的每個領域都按照似乎預先確定的順序進化。
在一位統計學家的幫助下，我分析了這53項發明的4種序列的相似程度，發現它們與標準序列的關聯度是：3個地區係數為0.93，全部4個地區為0.85。通俗地說，係數高於0.50表示非隨機關聯，達到1.00就是完美匹配，也就是說，0.93表明各地區的發明序列幾乎完全相同，0.85稍次。考慮到不完整記錄和史前年代測定的誤差，這樣的序列重合度具有重要意義。本質上說，科技發展方向任何時候都是相同的。
為了進一步證明存在這樣的方向，研究館員米歇爾·麥金尼斯（Michele McGinnis）和我共同編輯了一張表格，內容是關於前工業化時期的發明——例如織布機、日晷、拱頂和磁鐵——何時在下列5個主要大陸出現：非洲、美洲、歐洲、亞洲和澳洲。其中一些發明產生的時代，通信和出行比史前年代更加頻繁，因此它們的獨立性不太確定。我們發現了83項新技術在多塊大陸獨立出現的史前證據。當對它們進行匹配時，又一次出現這種情況：亞洲展現的技術序列與美洲和歐洲達到極高的相似程度。
我們可以這樣總結，在歷史時期和史前時代，世界各個分隔地區的新技術發展路徑相同。技術元素獨立於發源地的不同文化、統治者的政治體系和可供使用的自然資源儲備，沿著一條普適的軌跡一路走來。科技的總體進程是預設好的。
人類學家克羅伯警告說：「從文化角度看，各種發明是被預先確定的，這樣的論述不應當被賦予神秘的含義。例如，它並不意味著，從時間起點開始活字印刷術就被預定要由德國人於1450年左右發明，同樣1876年美國人發明電話也應該這樣理解。」它僅僅表明，當過去的技術孵化出的全部必要條件準備就緒時，新的技術就會水到渠成。「作為先決條件的知識和工具到位了，新發明實質上就是必然要出現的。」社會學家羅伯特·默頓說道，他研究歷史上的同步發明。一個社會的已有技術以前所未有的規模混合在一起，產生了充滿活躍潛能的過飽和的母體。當合適的理念被植入這個母體時，必然的發明就會突然成形，如同水凝結成冰。但是正如科學展現的那樣，水在溫度足夠低的情況下注定要成為冰晶，儘管如此，沒有兩片雪花是完全相同的。水凝固的軌跡是預定的，但是其預定狀態的個性化表現具有相當大的靈活性、自由度和美感。儘管每片雪花的典型形態肯定是六邊形，但是實際形態是不可預測的。如此簡單的微小顆粒圍繞意料之中的核心架構產生的變化無窮無盡。對於現在極為複雜的發明，這個結論的真實性甚至更高。白熾燈、電話或蒸汽機的精華結構具有必然性，但其不可預測的表現形式可以有上百萬種變化，取決於它的進化環境。
這與自然界的差別不大。任何物種的誕生都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，激勵它的新生。我們稱之為共同進化，這是因為物種會相互影響。在技術元素領域，許多發現需要以其他科技物種——合適的工具或平台——的發明為前提。只有在望遠鏡發明一年後，很多人才觀察到木星的衛星。但是工具本身不會發現新事物。預測天體存在的是天文學家。因為沒有人預測到細菌，顯微鏡發明200年後，安東尼·范·列文虎克才發現了微生物。在方法和工具之外，新發現還需要合適的理念、預期、詞彙、解釋、專業知識、資源、資金和發表結果的意願。而這些也是由新技術驅動的。
過於超前的發明或發現毫無價值，沒有人可以深入研究。理想的情況是，一項創新只打開與已知世界相鄰的新領域的大門，引導文化向前躍進。過度新潮的、非常規的或者不切實際的發明可能開始會失敗（也許缺乏至關重要的還未發明的材料、關鍵市場或者正確的理解），但是如果此後由支撐理念構成的生態系統發育完善了，這樣的發明也許能夠獲得成功。格裡戈·孟德爾1865年發表的基因遺傳理論是正確的，可是被忽視了35年。他的睿智見解未被大眾接受，一是因為它沒有解釋當時生物學遇到的問題，二是因為他的闡述無法通過已知的方法付諸實踐，所以他的發現超出了早期接納者的理解範圍。數十年後，科學面對的緊迫問題正是孟德爾的成果可以回答的。現在他的真知灼見距離大眾只有一步之遙。又過了幾年，3位不同的科學家——雨果·德弗裡斯、卡爾·埃裡希·科倫斯和埃裡希·切爾馬克——各自獨立地重新發現了孟德爾已被遺忘的成果，當然這個成果始終存在。克羅伯斷言，如果有人阻止這三人重新發現孟德爾的成果，再過一年，6位科學家，而不是只有3位，將揭開這片當時已經顯而易見的新領域。
技術元素的固有順序嚴重阻礙社會向前跳躍式發展。如果某個缺乏一切科技基礎設施的社會可以一步跨入100%清潔、輕質的數字科技時代，而跳過沉重、骯髒的工業化階段，這將是不可思議的。數十億發展中國家的窮人購買廉價手機，避免長時間等待安裝工業時期的固定電話，這一事實給了我們希望：其他技術也可以引導社會躍進至未來。但我對手機在中國、印度、巴西和非洲的使用作了認真分析，發現世界手機市場的繁榮伴隨著銅質電話線市場的相似增長。手機沒有減少電話線。相反，手機出現的地方，銅線隨之而來。手機讓新近受過教育的消費者感覺到需要更高帶寬的互聯網和更高質量的語音傳輸，從而使銅線的市場擴大了。與其說手機、太陽能電池板及其他潛在的跳躍式技術使社會跨過工業時代，不如說它們飛速發展，加快了早應到來的工業化的步伐。
新技術以舊技術為基礎，其依賴程度是我們觀察不到的。儘管負載信息的電子構成現代經濟必不可少的層面，但是每天發生的事情中很大一部分完全屬於工業化領域：作為物質基礎的原子正在移動、正在重組、正在採掘、正在燃燒、正在精煉、正在堆砌。手機、網頁和太陽能電池板都依賴重工業，而工業依賴農業。
人腦的機理完全相同。我們的大腦活動大多消耗在我們甚至覺察不到的初級行為上，例如行走。另一方面，我們唯一意識到的剛進化出來的單薄的認知層是以傳統過程的穩定運轉為基礎並與之息息相關的。會計數才會做運算。同樣，會生產電話線才會製造手機。工業化完成後才能建造數字基礎設施。舉例來說，最近有一個為埃塞俄比亞所有醫院配置電腦的宏偉計劃失敗了，因為這些醫院沒有穩定的電力供應。根據世界銀行的研究，引入發展中國家的高端技術在計劃終止前通常只達到5%的普及率。在傳統的基礎技術設施完善之前，尖端技術無法深入傳播。明智的做法是，低收入國家繼續快速吸收工業技術。為使高科技設備運轉，需要建設高預算的基礎設施——公路、水廠、機場、機器製造廠、電力系統和發電廠。《經濟學人》一篇關於技術跨越的報道這樣總結：「未能利用舊技術的國家在吸收新技術時處於不利地位。」
這是否意味著，如果我們打算在一個像地球一樣的無人星球上殖民，需要再現歷史，從尖棍、煙霧信號和泥磚房屋開始，然後逐一經歷每個歷史階段？難道不能嘗試運用已有的最尖端技術從零開始建立新社會？
我認為我們應該嘗試，但會以失敗告終。如果我們要使火星文明化，推土機會像無線電設備一樣發揮重大作用。如同低級功能支配我們的大腦一樣，工業化進程支配著技術元素，雖然表面塗抹了信息化的亮色。高科技的去大眾化有時不過是假象。儘管技術元素的確做到了以更少的物質完成更多的工作，但信息技術不是虛擬的無源之水。物質仍然重要。隨著技術元素的進步，信息與物質合為一體，有如信息和秩序被嵌入DNA分子的原子中。先進技術是比特和原子的無縫融合。它向工業注入智能，而不是消除工業，只留下信息。
科技如同有機組織，需要連續發展而達到特定階段。各種發明遵循這個在所有文明和社會中都存在的統一的發展順序，不依賴人類天賦。我們事實上無法實現想要的跳躍式發展。但是當一項發明的支撐技術網絡準備就緒時，它會迅速地降生，立刻出現在眾人面前。人類創新進程以多種方式向物理和化學法則控制的具體形態演變，這些形態的序列由複雜性規律決定。我們把這稱為科技的規則。
[1] 由內森·麥沃爾德於2000年創辦。——譯者注