演化(第二部分):適應(yīng)速率與紅皇后效應(yīng)


我們必須應(yīng)對(duì)當(dāng)下所處的環(huán)境,而非理想中的環(huán)境。適應(yīng)是否成功,取決於其在特定環(huán)境中的表現(xiàn),以及生物面臨的壓力與競(jìng)爭(zhēng)。我們無(wú)需做到客觀上的最優(yōu),只需比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更優(yōu)即可?!笓Q言之,生物只需做到足夠存活的程度,而非追求最優(yōu)化?!?

適應(yīng)既指具備實(shí)用價(jià)值的性狀,也指該性狀在傳遞過(guò)程中經(jīng)歷的變化過(guò)程——它既是名詞,也是動(dòng)詞。適應(yīng)最初源於基因變異,這些變異出現(xiàn)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間與地點(diǎn),從而具備實(shí)用性:「適應(yīng)能力掌控著反應(yīng)與預(yù)判之間的黃金平衡點(diǎn),賦予生物一種內(nèi)在能力,使其能高效應(yīng)對(duì)各種潛在挑戰(zhàn),而非僅限於已知或可預(yù)期的挑戰(zhàn)?!?

「適應(yīng)只需達(dá)到足夠存活的水平,無(wú)需是理論上可設(shè)計(jì)出的最佳狀態(tài)。適應(yīng)取決於具體情境?!?/p>

吉拉特·J·弗梅伊3

英國(guó)胡椒蛾的故事,是生物針對(duì)特定環(huán)境壓力產(chǎn)生適應(yīng)性變化的經(jīng)典教科書(shū)案例。胡椒蛾通常體色淺淡,但也存在導(dǎo)致其體色深暗的基因變異。在正常的環(huán)境背景下,深色個(gè)體顯得尤為突出,會(huì)被天敵迅速捕食——至少一開(kāi)始是如此。然而,工業(yè)革命期間,這一原本的劣勢(shì)性狀卻變成了優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)數(shù)英里範(fàn)圍內(nèi)的一切都被煤煙污染覆蓋時(shí),淺色蛾反而變得顯眼,成為天敵輕易捕捉的目標(biāo);而深色變異個(gè)體則能在濃重的黑煙中更好地偽裝自己,因此存活率更高,繁殖的後代數(shù)量也顯著增多。

當(dāng)某一基因突變能帶來(lái)生存優(yōu)勢(shì)時(shí),該突變?cè)诜N群中的出現(xiàn)頻率便會(huì)上升。突變始終在環(huán)境中接受考驗(yàn)。有趣的是,如今隨著霧霾的有害影響受到重視,污染治理力度加大,淺色胡椒蛾的數(shù)量也正在回升。

生物種群會(huì)回應(yīng)生物與非生物環(huán)境的變化而適應(yīng)。日照減少、氣溫升高,或是同一環(huán)境中其他生物的變化,都會(huì)影響適應(yīng)過(guò)程。捕食者會(huì)適應(yīng)獵物的變化,也會(huì)適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的變化。談及適應(yīng)環(huán)境變化,「要記住,自然界只能利用手頭現(xiàn)有的原材料,而這些原材料的利用空間是有限的?!惯@就導(dǎo)致不同物種面對(duì)不同問(wèn)題時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)相同的解決方案。?

適應(yīng)可能在多個(gè)地區(qū)幾乎同時(shí)發(fā)生。例如,「人類有十萬(wàn)代的時(shí)間都依靠狩獵採(cǎi)集野生食物為生,但在短短數(shù)千年間,糧食生產(chǎn)便在全球各地興起——這一過(guò)程至少在十二個(gè)地區(qū)獨(dú)立發(fā)生?!? 這也引出了「適應(yīng)」一詞的完整內(nèi)涵:既有能直接促成適應(yīng)的基因突變,也有能讓生物學(xué)習(xí)、從而在更短時(shí)間尺度上實(shí)現(xiàn)適應(yīng)的突變。

「適應(yīng)意味著主動(dòng)離開(kāi)或被強(qiáng)迫走出舒適區(qū),進(jìn)入一個(gè)能觀察並經(jīng)歷威脅自身安全的新環(huán)境?!?/p>

雷夫·薩加林?

## 識(shí)別適應(yīng)的機(jī)會(huì)

談起第二次世界大戰(zhàn),多數(shù)人都知道法國(guó)很早就被德國(guó)占領(lǐng)。納粹德軍於1940年春天攻入巴黎,直到四年後的諾曼底登陸,盟軍才重新在法國(guó)站穩(wěn)腳跟。法國(guó)人在維希政府的統(tǒng)治下度過(guò)了戰(zhàn)爭(zhēng)餘下的時(shí)光,部分人則通過(guò)規(guī)模雖小但戰(zhàn)鬥力強(qiáng)的抵抗運(yùn)動(dòng)支援盟軍。你是否曾問(wèn)過(guò),法國(guó)為何淪陷得如此之快?

這一問(wèn)題值得深思。畢竟,一戰(zhàn)結(jié)束簽訂《凡爾賽條約》後,軍事實(shí)力大幅削減的是德國(guó),而非法國(guó)。儘管如此,法國(guó)仍對(duì)德國(guó)未來(lái)的侵略心懷憂慮:他們維持著軍隊(duì)規(guī)模,在法國(guó)東部修建了馬奇諾防線作為防禦工事,制定了國(guó)土防衛(wèi)戰(zhàn)略,採(cǎi)購(gòu)坦克、堅(jiān)持軍事演練,並誓言絕不重蹈一戰(zhàn)覆轍。

德國(guó)的處境則完全不同。一戰(zhàn)後,「即便是盟軍也承認(rèn),德國(guó)剩下的軍事力量與警察部隊(duì)無(wú)異。後來(lái)各國(guó)承諾的裁軍並未兌現(xiàn),這既加劇了英國(guó)對(duì)《凡爾賽條約》的不安,也加深了德國(guó)的怨恨。德國(guó)僅保留10萬(wàn)陸軍、1.5萬(wàn)海軍,且不得擁有空軍、坦克、裝甲車、重型火炮、飛艇或潛艇——其目的是讓德國(guó)無(wú)力發(fā)動(dòng)侵略戰(zhàn)爭(zhēng)?!?

德國(guó)的軍火被銷毀,且被禁止進(jìn)口任何可作為「戰(zhàn)爭(zhēng)物資」的物品;不得成立軍官學(xué)員或退伍軍人協(xié)會(huì),「不得開(kāi)展任何軍事性質(zhì)的活動(dòng)」?;此外,德國(guó)還被勒令向盟軍支付巨額賠款,這進(jìn)一步削弱了其重整軍備的能力。當(dāng)然後續(xù)事件表明,德國(guó)無(wú)視了條約中的許多條款,而《凡爾賽條約》也因埋下二戰(zhàn)禍根備受批評(píng)。但核心在於,從1939年之前的形勢(shì)來(lái)看,德國(guó)能成功入侵法國(guó)的原因絕非顯而易見(jiàn)。

戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí),法國(guó)擁有110個(gè)師,「其中至少65個(gè)是現(xiàn)役師」;而德國(guó)僅有98個(gè)師,「其中36個(gè)缺乏訓(xùn)練且編製混亂」。B·H·李德哈特(B. H. Liddell Hart)在闡述1939年雙方的軍事技術(shù)實(shí)力時(shí)指出:「表面上看,法國(guó)具備足夠的優(yōu)勢(shì),足以擊潰西線的德軍?!? 那麼,法國(guó)為何連接近勝利都做不到?

1939年的戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)已包含諸多新元素,這是一個(gè)法國(guó)未能適應(yīng)的全新環(huán)境——他們並未經(jīng)歷過(guò)應(yīng)對(duì)德軍所需的選擇壓力。

某種意義上,《凡爾賽條約》的核心是維持適應(yīng)的現(xiàn)狀。一戰(zhàn)已透露出戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)發(fā)生根本性變化、需要新思維的信號(hào),但歐洲各國(guó)領(lǐng)袖大多忽視了這一點(diǎn)。法國(guó)對(duì)「新戰(zhàn)爭(zhēng)理念既缺乏理解,官方也對(duì)其持抵制態(tài)度?!?? 法國(guó)的軍事思維滯後了二十年:他們擁有現(xiàn)代化裝備,卻「缺乏現(xiàn)代化編製」11,也未投入資源建設(shè)支援地面部隊(duì)的空中力量。

在人類的時(shí)間尺度上,適應(yīng)能力意味著能意識(shí)到:過(guò)去的行事方式在變化的環(huán)境中越來(lái)越難以奏效。這需要我們像演化尺度上的基因突變一樣進(jìn)行創(chuàng)新,嘗試提出能提高成功概率的想法。

1930年代,法國(guó)一直在為一場(chǎng)「已經(jīng)打過(guò)的戰(zhàn)爭(zhēng)」做準(zhǔn)備。李德哈特寫(xiě)道:「法國(guó)最高指揮部仍以1918年的眼光看待坦克——將其視為步兵的輔助力量,或是補(bǔ)充騎兵的偵察部隊(duì)。在這種守舊思維的束縛下,他們遲遲未將坦克編入裝甲師——這與德國(guó)形成了鮮明對(duì)比?!?2

公允而言,德國(guó)也未完全摸索出在這一新環(huán)境中取勝的方法,他們並未完善出「最有效的適應(yīng)策略」。當(dāng)時(shí)德軍「遠(yuǎn)未成為一支真正高效、符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)的部隊(duì)……但與此同時(shí),德國(guó)最高指揮部雖猶豫不決,卻已認(rèn)可了高速作戰(zhàn)的新理論,並願(yuàn)意嘗試?!?3 而這種適應(yīng)的意願(yuàn)(即便最初僅存在於少數(shù)人身上),正是他們?cè)趹?zhàn)役初期取得成功的原因之一。

如同基因突變,適應(yīng)度的提升並不要求所有人同時(shí)做出改變。戰(zhàn)爭(zhēng)初期,德國(guó)最高指揮部的許多人在戰(zhàn)術(shù)與時(shí)機(jī)判斷上,與法國(guó)人極為相似;僅有少數(shù)掌握足夠權(quán)力的德軍將領(lǐng)願(yuàn)意嘗試新戰(zhàn)術(shù),其中最著名的便是古德里安將軍(General Guderian)*。李德哈特寫(xiě)道:「法國(guó)戰(zhàn)役是歷史上最為經(jīng)典的案例之一,體現(xiàn)了一種新思想由充滿活力的執(zhí)行者落實(shí)後所產(chǎn)生的決定性效果?!??

李德哈特對(duì)古德里安行動(dòng)的闡述,可謂是「適應(yīng)實(shí)踐」的真實(shí)記錄:「古德里安曾回憶,戰(zhàn)前他便構(gòu)想過(guò)一支獨(dú)立裝甲部隊(duì)實(shí)施大縱深戰(zhàn)略突擊的構(gòu)想——用遠(yuǎn)程坦克推進(jìn),切斷敵軍後方的主要補(bǔ)給線。作為坦克領(lǐng)域的狂熱支持者,他洞察到這一構(gòu)想的潛力,而這一構(gòu)想源於一戰(zhàn)後英國(guó)興起的新軍事思潮……戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)後,儘管上級(jí)充滿質(zhì)疑,古德里安仍抓住機(jī)會(huì)將這一構(gòu)想付諸實(shí)施?!??

古德里安的適應(yīng)性戰(zhàn)術(shù),讓他直接突破了法國(guó)的防線,順利推進(jìn)至英吉利海峽。德軍正是基於他的一系列行動(dòng),在一年後完成了對(duì)法國(guó)的占領(lǐng)。古德里安帶領(lǐng)德軍,針對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境的變化做出了適應(yīng)性回應(yīng)——就像胡椒蛾的體色變化一樣,這些改變僅在特定環(huán)境中奏效。而德軍對(duì)其他環(huán)境條件的回應(yīng)則收效甚微,最終導(dǎo)致其戰(zhàn)敗,法國(guó)得以光復(fù)。

## 紅皇后萬(wàn)歲


紅皇后效應(yīng)是演化生物學(xué)中一個(gè)極具說(shuō)服力的原則,也是幫助理解所有生物為求生存而面臨的壓力的生動(dòng)比喻。

一個(gè)物種中適應(yīng)度最低的個(gè)體會(huì)最先滅亡。你無(wú)法停止適應(yīng),因?yàn)樯磉叺乃猩锒疾粫?huì)停下腳步;一旦你停下,競(jìng)爭(zhēng)地位便會(huì)下滑,生存也將面臨威脅。所有生物都在不斷尋找機(jī)會(huì)、積累優(yōu)勢(shì),因此適應(yīng)也是對(duì)「同環(huán)境中其他生物變化」的回應(yīng)。固守原狀,往往意味著落後。

紅皇后效應(yīng)於1973年由利·范·瓦倫(Leigh Van Valen)首次應(yīng)用於演化生物學(xué)領(lǐng)域。他在研究中發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象:物種在任何時(shí)刻都無(wú)法擺脫滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。演化是一個(gè)持續(xù)不斷的過(guò)程,所有物種都必須持續(xù)回應(yīng)環(huán)境壓力,否則便會(huì)滅絕。更重要的是,所有生物都在時(shí)刻進(jìn)行著持續(xù)的適應(yīng)——這也是為何會(huì)借用劉易斯·卡羅爾《愛(ài)麗絲夢(mèng)遊仙境》中的角色來(lái)命名:紅皇后告訴愛(ài)麗絲,「在這裡,你必須全力奔跑,才能留在原地。」1?

Leigh Van Valen, RIP: The man behind the Red Queen

在生物層面,生物並非主動(dòng)選擇適應(yīng)。一隻豹不會(huì)某天突然想:「哇,羚羊跑得更快了,我得想辦法應(yīng)對(duì)。」相反,獵物速度的提升意味著,只有跑得最快的捕食者才能獲得食物、存活至繁殖年齡。久而久之,捕食者物種的平均速度便會(huì)提升。捕食者與獵物面臨的壓力都是持續(xù)存在的,這正是紅皇后效應(yīng)產(chǎn)生的原因。

然而,這一原則也適用於我們生活的更短時(shí)間尺度——且重要的是,我們可以主動(dòng)採(cǎi)取行動(dòng)應(yīng)對(duì)。地球上的人口數(shù)量極為龐大,即便只有20%的人在努力爭(zhēng)取進(jìn)步,也足以讓其餘的人幾乎沒(méi)有餘地。有足夠多的人在爭(zhēng)取變得更聰明、更優(yōu)秀,並爭(zhēng)奪有限的資源,這直接給所有人帶來(lái)了「跟上節(jié)奏」的壓力。

「若反饋是正向的(即強(qiáng)化型),因果關(guān)係會(huì)共同引發(fā)一場(chǎng)失控的過(guò)程,具備軍備競(jìng)賽的所有特徵;若反饋是負(fù)向的(即穩(wěn)定型、自我限制型),則會(huì)起到製動(dòng)作用,減緩變化、平抑波動(dòng)。」

吉拉特·J·弗梅伊1?

紅皇后效應(yīng)常被應(yīng)用於商業(yè)策略與人類衝突領(lǐng)域,這兩個(gè)領(lǐng)域構(gòu)成了該模型應(yīng)用範(fàn)圍的兩極。應(yīng)用於商業(yè)時(shí),它警示人們切勿自滿。正如前文所述,該假說(shuō)的提出者利·范·瓦倫觀察到:存活時(shí)間長(zhǎng)短並不能保護(hù)物種免於滅絕。無(wú)論一個(gè)物種已存活多久,未能適應(yīng)環(huán)境都可能導(dǎo)致滅絕。物種永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到一個(gè)「穩(wěn)定平臺(tái)期」,並說(shuō):「好了,艱苦的工作已經(jīng)完成,我可以依靠現(xiàn)有成果逍遙度日了?!挂?yàn)樗形锓N都在持續(xù)適應(yīng),壓力始終存在。

商業(yè)領(lǐng)域也存在同樣的動(dòng)態(tài):競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手總在努力超越你,因此你也必須不斷前進(jìn);客戶的需求總在變化,你需要能夠識(shí)別並滿足這些需求??剂扛?jìng)爭(zhēng)對(duì)手的行動(dòng)、洞察客戶的訴求,是企業(yè)日常運(yùn)營(yíng)中必須持續(xù)開(kāi)展的核心工作。

有些生物處?kù)都ち业募t皇后效應(yīng)環(huán)境中(例如許多細(xì)菌),而另一些生物(如蟑螂)面臨的適應(yīng)節(jié)奏則相對(duì)緩和。具備高靈活性與強(qiáng)學(xué)習(xí)能力,或許能減緩個(gè)體所經(jīng)歷的紅皇后效應(yīng)影響??傮w而言,將這一原則應(yīng)用於商業(yè)時(shí),可催生一個(gè)具備無(wú)限創(chuàng)新潛力的環(huán)境。

在應(yīng)用光譜的另一端,我們可將紅皇后效應(yīng)用於人類衝突分析。如同軍備競(jìng)賽:一方投入資源試圖超越另一方,最終資源成本極為高昂,卻未獲得任何優(yōu)勢(shì)。軍備競(jìng)賽也揭示了將紅皇后效應(yīng)作為模型的局限性——在某些場(chǎng)景下(即有益適應(yīng)已達(dá)到極限時(shí)),與其在一場(chǎng)削弱整體適應(yīng)能力的競(jìng)賽中勉力跟進(jìn),不如改變自身賴以生存的環(huán)境。任何危及個(gè)體或物種生存的行為,都非適應(yīng)的目標(biāo),也不受紅皇后效應(yīng)的支持。

### 側(cè)欄:殘遺構(gòu)造

#### 殘遺構(gòu)造

天擇是在漫長(zhǎng)的時(shí)間裡以難以察覺(jué)的增量形式發(fā)生的,這意味著我們有時(shí)能看到其演化的痕跡。

認(rèn)為生物的身體結(jié)構(gòu)完美適應(yīng)其環(huán)境,這是一種誤解。透過(guò)殘遺構(gòu)造,我們能看到天擇這一緩慢且不完美的過(guò)程留下的痕跡。殘遺構(gòu)造是指存在於某一物種(或該物種部分個(gè)體)體內(nèi),但已失去原有功能與價(jià)值的性狀——它們可能僅出現(xiàn)在胚胎階段,也可能是永久性特徵,而在過(guò)去,這些構(gòu)造曾承擔(dān)幫助物種生存的重要作用。

例如,鴕鳥(niǎo)等不會(huì)飛的鳥(niǎo)類通常擁有小巧而無(wú)用的翅膀,這是它們祖先用於飛行的翅膀遺留的痕跡;人類在面臨壓力或恐懼時(shí)產(chǎn)生的雞皮疙瘩反應(yīng),也是一種殘遺反應(yīng)——這源於我們的祖先遭遇捕食者時(shí),會(huì)豎起毛髮讓自己看起來(lái)更大;一些蛇類和鯨魚(yú)體內(nèi)仍保留著骨盆的殘跡,這是它們擁有四肢時(shí)的遺存1;骨盆殘跡的有無(wú),也是我們對(duì)蛇類進(jìn)行分類的依據(jù)之一;豬有離地的、毫無(wú)用處的腳趾;引發(fā)瘧疾的寄生蟲(chóng),其單細(xì)胞內(nèi)仍殘留著葉綠體的痕跡;鼴鼠雖失明,但皮毛下仍有被皮膚覆蓋、退化的眼睛2。

那麼,為何殘遺構(gòu)造不會(huì)徹底消失?這一切都?xì)w結(jié)於天擇:只有當(dāng)某一性狀會(huì)影響生物的生存概率時(shí),天擇才會(huì)對(duì)其進(jìn)行選擇或淘汰。若某一殘遺構(gòu)造既無(wú)益也無(wú)害,便沒(méi)有理由消失。在看恐怖片時(shí)起雞皮疙瘩,既不會(huì)降低個(gè)體的繁殖概率,也不會(huì)消耗足夠多的能量構(gòu)成實(shí)質(zhì)障礙。因此,除非隨機(jī)突變消除了這一反應(yīng),或使其變得有害,否則雞皮疙瘩可能還會(huì)存在很長(zhǎng)一段時(shí)間。

即便殘遺構(gòu)造最終消失,也會(huì)經(jīng)歷數(shù)代的緩慢過(guò)程。在某一階段,它們不再與天擇過(guò)程相關(guān);甚至有時(shí),進(jìn)一步縮小或消除某一殘遺構(gòu)造,反而比保留其退化形式更為有害,因此它便會(huì)留存下來(lái)。殘遺構(gòu)造的徹底消失,可能需要生物整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化——而這既不切實(shí)際,也未重要到足以產(chǎn)生選擇壓力??茖W(xué)家仍在不斷探索,有時(shí)看似無(wú)用的特徵,實(shí)則具備我們尚未發(fā)現(xiàn)的功能。殘遺構(gòu)造有助於我們研究演化,判斷物種是否擁有共同祖先。

「成功的衡量標(biāo)準(zhǔn)是堅(jiān)持。」

——吉拉特·J·弗梅伊3

人類面臨的一個(gè)有趣問(wèn)題是:我們彼此帶來(lái)的壓力並非孤立存在,往往需要複雜的回應(yīng)。我們不僅僅是要跑得比羚羊快,而是要在方方面面變得更優(yōu)秀,這常讓我們覺(jué)得自己事事都失敗,最終精疲力竭或選擇放棄。

然而,與速度類似,「適應(yīng)的速率不等同於有效的適應(yīng)……關(guān)鍵在於,重要的不是適應(yīng)的速度,而是它能幫你解決什麼問(wèn)題,以及敵方的適應(yīng)會(huì)引發(fā)哪些新問(wèn)題?!??

首先,適應(yīng)的核心原則是實(shí)用性。有用的適應(yīng)能很好地契合生存需求,並提升個(gè)體在該環(huán)境中的成功概率,必須能改善個(gè)體的生存機(jī)能。此外,適應(yīng)伴隨著權(quán)衡取捨:在某一方面提升適應(yīng)度,往往意味著在其他方面的適應(yīng)度下降。人類擁有發(fā)達(dá)的大腦,優(yōu)勢(shì)在於無(wú)與倫比的解決問(wèn)題能力,能在毫無(wú)直接經(jīng)驗(yàn)的多種情境中生存;但相應(yīng)的代價(jià)是,容納這類大腦的身體無(wú)法在子宮內(nèi)完全發(fā)育,因此我們?cè)诔錾岬亩嗄暄e都處?kù)洞嗳鯛顟B(tài)。

適應(yīng)還受到另一個(gè)限制:生物在適應(yīng)過(guò)程的所有階段都必須具備生存能力。落實(shí)到人類的生命尺度上,這意味著若你損害自身的身體健康或心智狀態(tài),便不算真正的適應(yīng)——反而是在削弱自己回應(yīng)環(huán)境變化的能力。

適應(yīng)的核心是在自身環(huán)境中取得成功,因此界定「成功」至關(guān)重要。對(duì)動(dòng)物而言,成功意味著存活足夠長(zhǎng)的時(shí)間以傳遞基因,並(取決於物種特性)幫助後代度過(guò)早期脆弱階段。尤其是哺乳動(dòng)物,不僅需要繁衍後代,還要教會(huì)它們?nèi)绾卧诃h(huán)境中順利生存。

但超越生物屬性來(lái)看,人類並無(wú)公認(rèn)的普適性成功定義:對(duì)有些人而言,成功是權(quán)力與認(rèn)可;對(duì)另一些人而言,是選擇的自由;還有些人則強(qiáng)調(diào)精神啟蒙與內(nèi)心平靜。然而,成功的核心要素必然包含「收穫」——成功時(shí)你能有所得。任何損害你成功能力的行為,都無(wú)法用這一模型合理化。「全力奔跑以留在原地」絕非「每天工作16小時(shí)」的委婉說(shuō)法,也不應(yīng)成為你疏遠(yuǎn)孩子、忽視身心需求的藉口。

「沒(méi)有任何創(chuàng)新誕生時(shí)便是完美無(wú)瑕的。因此,錯(cuò)誤是產(chǎn)生變異的必要條件?!?/p>

吉拉特·J·弗梅伊1?

## 與其重發(fā)明輪子,不如改變其用途

我們身邊本就存在大量機(jī)會(huì),適應(yīng)無(wú)需一切從零開(kāi)始。在演化生物學(xué)中,利用已有事物的過(guò)程被稱為「擴(kuò)適(exaptation)」。

「擴(kuò)適」一詞由史蒂芬·傑伊·古爾德(Stephen Jay Gould)與伊麗莎白·弗爾巴(Elisabeth Vrba)於1982年首次提出2?,旨在說(shuō)明:某一性狀當(dāng)前的用途,未必能解釋其演化起源。換言之,物種C將性狀A(yù)用於功能B,並不意味著物種C演化出性狀A(yù)的初衷就是為了實(shí)現(xiàn)功能B——更有可能的是,物種C在演化出性狀A(yù)後,才學(xué)會(huì)將其用於功能B。

例如,儘管如今大多數(shù)鳥(niǎo)類用羽毛飛行,但不能據(jù)此認(rèn)為羽毛演化出來(lái)的初衷就是為了飛行。事實(shí)上,羽毛最初出現(xiàn)在恐龍身上,是為了保溫或吸引配偶,而非飛行。天擇選擇了擁有羽毛的恐龍,因?yàn)橛鹈芴嵘鼈兊纳媾c繁殖概率——這是「適應(yīng)」:羽毛最初的功能是保溫與求偶。但後來(lái),正如現(xiàn)代鳥(niǎo)類所展現(xiàn)的,羽毛也具備了飛行的功能。一旦這一結(jié)構(gòu)存在,飛行功能便成為可能;該結(jié)構(gòu)並非為飛行而生,而是被重新利用以支持這一新功能——這就是「擴(kuò)適」。

動(dòng)物界還有許多擴(kuò)適的例子,均表明擴(kuò)適有助於生存,因?yàn)樗鼣U(kuò)展了生物回應(yīng)環(huán)境變化的選擇空間。大熊貓擁有一塊腕骨(橈側(cè)籽骨),能讓它輕鬆抓握竹桿(其主要食物來(lái)源)。大多數(shù)哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物都有這塊骨頭,卻沒(méi)有物種以竹子為食,也未將其用於輔助進(jìn)食。這塊骨頭對(duì)所有物種而言都存在,但只有大熊貓需要它。若環(huán)境對(duì)其他物種施加壓力,迫使它們改變進(jìn)食習(xí)慣,這塊骨頭便可做為擴(kuò)適結(jié)構(gòu),幫助其生存。

「自主性的提升,能讓生物的不同部位承擔(dān)新的、往往是專門化的功能?!?/p>

吉拉特·J·弗梅伊21

也就是說(shuō),為實(shí)現(xiàn)特定功能而演化出的結(jié)構(gòu)(如蝙蝠的回聲定位系統(tǒng))屬於「適應(yīng)」;而原本為某一功能演化,後被用於其他功能的結(jié)構(gòu)(如鳥(niǎo)類的羽毛)則屬於「擴(kuò)適」。適應(yīng)與擴(kuò)適的界限並非總是清晰,因此我們將二者整合為一個(gè)模型。從這種重疊關(guān)係中,我們能得到啟發(fā):善用已掌握的技能與知識(shí),為其賦予新用途。

### 自動(dòng)鋼琴的驚人演化

大約1200年前,巴格達(dá)生活著三兄弟——穆罕默德、艾哈邁德與哈桑,合稱「穆薩兄弟(Banu Musa)」。他們是學(xué)者,撰寫(xiě)了大量關(guān)於數(shù)學(xué)、天文學(xué)的著作,其中最具吸引力的作品之一是《精巧裝置之書(shū)》。這本書(shū)記錄了多種機(jī)械裝置,包括自動(dòng)修剪燈、自動(dòng)吹笛機(jī),以及一款可程式化機(jī)器22。這款可程式化機(jī)器名為「自鳴樂(lè)器」,是一種水力管風(fēng)琴的詳細(xì)設(shè)計(jì):釘柱圓筒上的小凹槽觸發(fā)音階,無(wú)需人類直接操作,只需通過(guò)圓筒上的指令「編程」即可演奏。

史蒂文·詹森(Steven Johnson)在《奇境:遊戲如何塑造現(xiàn)代世界》中,追溯了穆薩兄弟設(shè)計(jì)的音樂(lè)機(jī)械技術(shù)——從音樂(lè)盒、機(jī)械玩具到自動(dòng)鋼琴的演變,並指出:為追求這種娛樂(lè)而生的創(chuàng)新,最終成為無(wú)線時(shí)代至關(guān)重要的跳頻技術(shù)基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用於手機(jī)、藍(lán)牙與無(wú)線網(wǎng)路23。

這項(xiàng)技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)這一跨越的?

1940年,二戰(zhàn)初期,北大西洋戰(zhàn)役正酣。德國(guó)潛艇頻繁擊沉盟軍船隻,造成軍民慘重傷亡。好萊塢女星海蒂·拉瑪(Hedy Lamarr)* 與作曲家喬治·安塞爾(George Antheil)* 合作,試圖解決這一問(wèn)題。他們的目標(biāo)是發(fā)明一種遙控魚(yú)雷,用以攻擊德國(guó)潛艇2?。其中最核心的挑戰(zhàn)是:控制魚(yú)雷的頻率易被干擾——單一頻率易被識(shí)別並干擾,因此需要讓遙控器與魚(yú)雷同步「跳頻」,使其幾乎無(wú)法被定位,讓盟軍能不受干擾地引導(dǎo)魚(yú)雷。

面對(duì)挑戰(zhàn)時(shí),靈感從何而來(lái)?通常來(lái)說(shuō),人們會(huì)從已理解的概念、已掌握的材料入手——這正是擴(kuò)適的核心。

拉瑪與安塞爾面臨的難題是實(shí)現(xiàn)頻率跳變的同步。安塞爾回顧自身知識(shí)儲(chǔ)備時(shí)意識(shí)到,他此前曾面臨類似挑戰(zhàn)——在其作品《機(jī)械芭蕾》中,他嘗試讓多臺(tái)自動(dòng)鋼琴的音階同步?!赴踩麪柕倪@一經(jīng)歷……彌補(bǔ)了拉瑪發(fā)明中缺失的關(guān)鍵環(huán)節(jié)……他提出一種控制系統(tǒng):將頻率指令編碼在兩條穿孔帶上——就像鋼琴捲上的孔洞代表音符一樣,穿孔帶上的孔洞代表頻率變化。」2?

為某一目的發(fā)明或掌握的事物,可被用於完全不同的功能?!附陙?lái),這一核心工具(可程式化)一直存在於人類的集體工具箱中,卻僅被用於演奏音樂(lè)?!?? 此後,人類將其拓展應(yīng)用:用於編程紡織機(jī)、魚(yú)雷與電腦。如今,可程式化已滲透到各個(gè)領(lǐng)域,成為不可或缺的技術(shù)——而這絕非穆薩兄弟設(shè)計(jì)那款精巧裝置時(shí)所能預(yù)料的。

「發(fā)明幾乎從非孤立存在;它們依賴其他發(fā)明來(lái)完善自身,或賦予其原發(fā)明者未曾設(shè)想的新用途?!?/p>

史蒂文·詹森2?

### 無(wú)計(jì)劃的創(chuàng)新

演化中的擴(kuò)適,未必源於已有功能的適應(yīng)性狀——也可能來(lái)自毫無(wú)特定用途的「閒置結(jié)構(gòu)」,這一點(diǎn)在技術(shù)領(lǐng)域也有對(duì)應(yīng)。有時(shí)人們發(fā)明事物僅是出於發(fā)明本身,並未考慮其社會(huì)用途或商業(yè)模式。專利數(shù)量遠(yuǎn)多於我們?nèi)粘J褂玫奈锲罚@些孤立的發(fā)明,有時(shí)會(huì)成為意料之外的創(chuàng)新基礎(chǔ)。

從擴(kuò)適中我們學(xué)到:事物的價(jià)值未必在一開(kāi)始就能被識(shí)別,也無(wú)需為所有行為尋找合理化理由。

「我們切勿忘記,鐳被發(fā)現(xiàn)時(shí),沒(méi)有人知道它會(huì)在醫(yī)院中大有用處。這項(xiàng)研究屬於純科學(xué)範(fàn)疇。這證明,科學(xué)研究絕不能從直接實(shí)用性的角度來(lái)考量;它必須為自身而做,為科學(xué)之美而做,而後,科學(xué)發(fā)現(xiàn)總有機(jī)會(huì)像鐳一樣,為人類帶來(lái)福祉?!?/p>

瑪麗·居禮2?

有時(shí),一開(kāi)始看似毫無(wú)用途的事物,日後會(huì)被賦予新用途。若凡事都要先明確好處再行動(dòng),反而會(huì)錯(cuò)失機(jī)會(huì)。沒(méi)有人能未卜先知——無(wú)法預(yù)料全球環(huán)境變化會(huì)帶來(lái)哪些需求。

商業(yè)產(chǎn)品的歷史中充滿了擴(kuò)適的案例。氣泡膜由阿爾弗雷德·W·菲爾?。ˋlfred W. Fielding)與馬克·沙瓦納斯(Marc Chavannes)於1957年發(fā)明:他們將兩塊浴簾密封在一起,捕捉內(nèi)部的空氣泡。這項(xiàng)發(fā)明有明確用途嗎?並沒(méi)有。他們最初試圖將其作為牆紙銷售,卻無(wú)人問(wèn)津;爾後又嘗試推廣為溫室保溫材料,同樣失??;最終,這家公司將氣泡膜推薦給IBM,用於保護(hù)新商務(wù)電腦的運(yùn)輸過(guò)程——此後氣泡膜的使用量暴增,逐漸演變?yōu)槿缃裎覀円?jiàn)到的樣子2?。

時(shí)間與地點(diǎn)對(duì)擴(kuò)適也至關(guān)重要。某一用途在一個(gè)國(guó)家可能極為合適,在另一個(gè)國(guó)家卻毫無(wú)意義;某一產(chǎn)品在某個(gè)歷史時(shí)期推廣可能慘敗,在另一時(shí)期卻能成功。若在1970年代(離奇牆紙與塑膠服飾流行的年代)推廣氣泡膜作為牆紙,或許就能打開(kāi)市場(chǎng)。擴(kuò)適的核心在於情境:若鳥(niǎo)類未面臨需要飛行的環(huán)境壓力,羽毛可能仍僅用於保溫,或演化出其他功能。

培樂(lè)多(Play-Doh)也是如此。在煤炭仍是家庭主要燃料的年代,它做為牆紙清潔劑存在了20年——燒煤會(huì)讓牆壁沾滿煤煙,培樂(lè)多的前身正是用於清除這些煤煙的。但後來(lái),煤炭逐漸被電力或天然氣供暖系統(tǒng)取代,培樂(lè)多不再需要用於清潔牆壁。由克利奧·麥克維克(Cleo McVicker)與其兄弟諾亞研發(fā)的培樂(lè)多,一度淪為沒(méi)有未來(lái)的產(chǎn)品。但麥克維克的嫂子(一名教師)將培樂(lè)多用於小學(xué)手工課,並說(shuō)服他考慮將其做為兒童玩具推廣。培樂(lè)多好玩、無(wú)毒,密封保存可長(zhǎng)期使用;麥克維克還獲得了兒童節(jié)目明星「袋鼠船長(zhǎng)」的黃金廣告位,銷量隨之暴漲,成為史上最受歡迎的兒童產(chǎn)品之一3?。

肉毒桿菌毒素(Botox)的故事也與此類似。它是一種毒素,「是引發(fā)肉毒中毒的微生物自然產(chǎn)生的副產(chǎn)品——肉毒中毒是一種潛在致命的癱瘓性疾病,由食用受污染的腌制食品引起。」31 這種細(xì)菌可能已存在很久,奪走了許多人的生命;直到19世紀(jì),引發(fā)肉毒中毒的厭氧細(xì)菌才被分離並識(shí)別。

1970年代,這種毒素被用於治療眼部疾病,包括無(wú)法控制的眨眼與斜視;到1980年代,「眼科醫(yī)生與神經(jīng)科醫(yī)生廣泛將其用於治療……面部、眼瞼與肢體痙攣。」32 1987年,眼科醫(yī)生吉恩·卡拉瑟斯(Jean Carruthers)偶然發(fā)現(xiàn)了肉毒桿菌毒素的美容用途:一名患者提及,眼部治療讓她的面部肌肉變得放鬆。此後又過(guò)了幾年,肉毒桿菌毒素才進(jìn)入主流視野,最終被廣泛應(yīng)用於美容領(lǐng)域。

由此可見(jiàn),擴(kuò)適的核心是靈活性。我們無(wú)法預(yù)知未來(lái)將面臨的具體壓力,因此需要一個(gè)包含多種工具的「工具箱」——這些工具可通過(guò)幾乎無(wú)限的方式組合,以應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。其中有些工具可能永遠(yuǎn)用不上,有些則可能徹底改變局面,但沒(méi)有人能提前預(yù)知。企業(yè)的生存往往取決於快速變革的能力;若每次面臨環(huán)境壓力、需要?jiǎng)?chuàng)新時(shí)都要一切從零,便無(wú)法做到這一點(diǎn)。

這也告訴我們,作為個(gè)體,切勿低估自身可調(diào)動(dòng)的資源。我們常陷入「功能固著」的思維定式——只看到事物的既定用途,而非潛在用途。叉子不僅能用來(lái)進(jìn)食,還能當(dāng)作鉤子、圖釘或解結(jié)器,也可與其他家居用品組合實(shí)現(xiàn)更多功能。俗話說(shuō):盡你所能,用你所有,立足當(dāng)下。事實(shí)上,心理學(xué)家衡量創(chuàng)造力的測(cè)試之一,就是讓人列舉磚頭等日常物品的盡可能多的用途——能構(gòu)想越多擴(kuò)適用途的人,被認(rèn)為創(chuàng)造力越強(qiáng)。

我們積累的知識(shí)、吸取的教訓(xùn),隨時(shí)都能被用於在當(dāng)下環(huán)境中開(kāi)闢新道路。這一概念最奇妙之處在於,它體現(xiàn)在兩個(gè)層面:有意識(shí)層面——你主動(dòng)觀察身邊事物,尋找重新利用的可能;也有無(wú)意識(shí)層面——就像鳥(niǎo)類不會(huì)主動(dòng)想「也許我能用羽毛飛行」,但羽毛的存在會(huì)影響其行為,使其在非原本選擇的情境中做出反應(yīng);同樣,我們掌握的知識(shí)與技能越多,在特定情境中應(yīng)對(duì)世界的方式就越多元。

## 結(jié)論

適應(yīng)與其對(duì)應(yīng)的擴(kuò)適,是一個(gè)持續(xù)不斷的過(guò)程。為某一功能演化的適應(yīng)性狀可被用於其他功能,而擴(kuò)適結(jié)構(gòu)也可通過(guò)適應(yīng)過(guò)程進(jìn)一步優(yōu)化。當(dāng)你嘗試將已有知識(shí)應(yīng)用於新情境時(shí),要明白這些知識(shí)會(huì)針對(duì)具體情境持續(xù)發(fā)展。

自滿必將致命。相對(duì)於他人,我們?cè)綇?qiáng)大,通常就越不願(yuàn)改變——將強(qiáng)大視為不願(yuàn)妥協(xié)的即時(shí)優(yōu)勢(shì)。然而,能存活下來(lái)的不是強(qiáng)大本身,而是適應(yīng)能力。強(qiáng)大會(huì)變成僵化,最終競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手會(huì)追平你的優(yōu)勢(shì),或找到創(chuàng)新方式抵消你的優(yōu)勢(shì)。真正的成功,源於足夠靈活地做出改變:放下過(guò)去奏效的模式,專注於打造未來(lái)所需的生存能力。

### 輔助觀點(diǎn):競(jìng)爭(zhēng)

競(jìng)爭(zhēng)是生物界的驅(qū)動(dòng)力。所有生物都在竭力生存並儘可能繁衍後代,這使得它們?yōu)槭澄?、地位、領(lǐng)地與配偶等有限資源展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)——競(jìng)爭(zhēng)可能發(fā)生在物種間,也可能發(fā)生在個(gè)體間。資源爭(zhēng)奪是一場(chǎng)零和博弈1:一個(gè)個(gè)體獲得的越多,其他個(gè)體能得到的就越少。因此,競(jìng)爭(zhēng)對(duì)失敗者而言本質(zhì)上是有害的;若一個(gè)物種無(wú)法獲得生存所需的資源,便會(huì)走向滅絕。資源的可獲得性決定了競(jìng)爭(zhēng)的類型與強(qiáng)度:資源越稀缺,競(jìng)爭(zhēng)就越激烈。

種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)指同一物種內(nèi)部成員為同一資源展開(kāi)的爭(zhēng)奪。例如,雄性斑馬會(huì)為爭(zhēng)奪雌性展開(kāi)殘酷搏鬥,傳播自身基因的慾望如此強(qiáng)烈,失敗者甚至可能喪命;雄性斑馬還會(huì)殺死對(duì)手的後代。種間競(jìng)爭(zhēng)則發(fā)生在不同物種之間:若它們棲息於同一區(qū)域且需要相同資源,便會(huì)被迫競(jìng)爭(zhēng)。森林中的樹(shù)木會(huì)競(jìng)相長(zhǎng)高,以獲得最多的陽(yáng)光。所有物種都時(shí)刻面臨這兩種競(jìng)爭(zhēng)。

這兩種競(jìng)爭(zhēng)的界限並非如表面那般清晰。一個(gè)物種的所有行為,都會(huì)影響同一生態(tài)系統(tǒng)中的其他物種。競(jìng)爭(zhēng)可分為直接競(jìng)爭(zhēng)與間接競(jìng)爭(zhēng):若生物必須主動(dòng)爭(zhēng)奪資源,則為直接競(jìng)爭(zhēng);若無(wú)正面對(duì)抗,則為間接競(jìng)爭(zhēng)。

若不考量競(jìng)爭(zhēng),便無(wú)法理解任何生物學(xué)思維模型——它是自然世界多樣性的根源。正如達(dá)爾文所認(rèn)識(shí)到的,所有生命都是一場(chǎng)生存鬥爭(zhēng)。能夠爭(zhēng)取到生存與繁殖所需資源的物種,才是成功的物種。競(jìng)爭(zhēng)的類型與強(qiáng)度由資源的可獲得性決定:某一地區(qū)的資源越稀缺,生物的競(jìng)爭(zhēng)就越激烈;資源越豐富,競(jìng)爭(zhēng)可能越緩和——但這通常會(huì)導(dǎo)致物種繁殖至個(gè)體不得不展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)的數(shù)量水平2。

競(jìng)爭(zhēng)並非僅存在於生物學(xué)領(lǐng)域,也是許多人類系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力。競(jìng)爭(zhēng)的積極面在於,它能推動(dòng)進(jìn)步。競(jìng)爭(zhēng)是商業(yè)領(lǐng)域的重要概念:企業(yè)不斷爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額,這一過(guò)程對(duì)消費(fèi)者有利——因?yàn)樗仁蛊髽I(yè)在可能的情況下保持低價(jià)與高品質(zhì)。壟斷(一家企業(yè)壟斷整個(gè)市場(chǎng),消費(fèi)者無(wú)其他選擇)之所以被反對(duì),是因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致濫用市場(chǎng)地位,並造成行業(yè)停滯。


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1 天擇理論相關(guān)研究文獻(xiàn)

2 雷夫·薩加林(Rafe Sagarin),《向章魚(yú)學(xué)習(xí)》

3 吉拉特·J·弗梅伊(Geerat J. Vermeij),《演化與升級(jí):生命的競(jìng)爭(zhēng)》

? 生物適應(yīng)性研究報(bào)告

? 人類農(nóng)業(yè)起源研究

? 雷夫·薩加林生態(tài)適應(yīng)研究論文

? 《凡爾賽條約》軍事條款原文

? 一戰(zhàn)後德國(guó)軍事限制相關(guān)史料

? B·H·李德哈特(B. H. Liddell Hart),《第二次世界大戰(zhàn)史》

1? 法國(guó)二戰(zhàn)軍事戰(zhàn)略研究

11 二戰(zhàn)初期法德軍事實(shí)力對(duì)比分析

12 李德哈特,《坦克:戰(zhàn)爭(zhēng)模式的革命》

13 德國(guó)閃電戰(zhàn)理論發(fā)展史

1? 法國(guó)戰(zhàn)役研究專著

1? 古德里安回憶錄《閃電戰(zhàn)》

1? 利·范·瓦倫(Leigh Van Valen),《演化的紅皇后假說(shuō)》

1? 吉拉特·J·弗梅伊,《生物反饋與演化》

1? 適應(yīng)速率與有效性研究

1? 吉拉特·J·弗梅伊,《創(chuàng)新與演化中的錯(cuò)誤》

2? 古爾德與弗爾巴,《擴(kuò)適:演化的未被認(rèn)可的過(guò)程》

21 吉拉特·J·弗梅伊,《生物結(jié)構(gòu)的自主性與功能》

22 《穆薩兄弟精巧裝置之書(shū)》譯注

23 史蒂文·詹森(Steven Johnson),《奇境:遊戲如何塑造現(xiàn)代世界》

2? 海蒂·拉瑪與跳頻技術(shù)發(fā)明史

2? 喬治·安塞爾,《機(jī)械芭蕾與技術(shù)創(chuàng)新》

2? 可程式化技術(shù)發(fā)展史

2? 史蒂文·詹森,《創(chuàng)意的誕生》

2? 瑪麗·居禮,《科學(xué)研究的價(jià)值》

2? 氣泡膜發(fā)明與應(yīng)用史

3? 培樂(lè)多品牌發(fā)展史

31 肉毒桿菌毒素醫(yī)學(xué)史

32 肉毒桿菌毒素臨床應(yīng)用研究

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