在达尔文的《物种起源》出版后的一个世纪里,生物学家都认为进化是以一种庄严而相对线性的方式进行的,从而导致了物种形成和灭绝的平稳模式。后来,古生物学家奈尔斯·埃尔德雷奇(Niles Eldredge)和斯蒂芬·杰伊·古尔德(Stephen Jay Gould)在1972年发表的一篇具有里程碑意义的论文中推翻了这种传统观点,他们认为化石记录表明,生物进化的道路并不是平坦的。28相反,它经历了长时间的相对停滞,其间穿插着爆炸性创新时期和大规模灭绝时期。例如,在大约5.5亿年前的寒武纪时期,一场进化创新的爆发见证了多细胞生命接管地球,并创造了今天地球上大部分的生物门类。然后,大约在2.45亿年前的二叠纪晚期,古尔德称之为“所有物种灭绝的始祖”,当时地球上96%的海洋物种都消失了。29古尔德创造了“间断均衡”这个术语来描述平静和风暴交替出现的模式(这个术语在技术上并不完全正确,因为从数学意义上讲,生物进化从未真正处于均衡状态),古尔德指出,他想用这个词来表达的是平静或停滞的时期,其间穿插着变化的时期,但“间断均衡”这个短语一直存在,我们也将在本书中使用它。
间断均衡模式不仅出现在生物进化过程中,也出现在从雪崩到股市崩盘的其他复杂系统中。31复杂系统研究人员从20世纪80年代就在研究这些模式及其起源,得出的结论之一是,这种模式产生的一个重要因素是系统中相互作用的网络结构。正如我们在第7章中所讨论的,由圣塔菲研究所的邓肯·瓦茨和马克·纽曼所做的研究表明,许多类型的网络自发组织成一种结构,其中混合了非常密集的连接和非常稀疏的连接。32印度科学研究所的研究员桑贾伊·贾因(Sanjay Jain)和他在尼赫鲁中心的同事桑迪普·克里希纳(Sandeep Krishna)认为,正是这种网络结构构成了生物生态系统中间断均衡出现的基础。33
贾因和克里希纳创建了一个不断进化的计算机生物生态系统模型。研究人员发现,如果他们随机从模拟的生态系统中移除掉一些“物种”,通常都不会发生什么。然而,移除一个随机的物种偶尔也会引发一连串事件,最后导致大规模物种灭绝。某些物种在食物关系和生态位竞争的网络中与其他物种紧密相连,生物学家称这些物种为关键物种。例如,我们可以想象一种阿米巴变形虫,它是各种昆虫和滤食性蠕虫的食物来源,而这些昆虫和滤食性蠕虫又是各种鸟类和哺乳动物的食物,而这些鸟类和哺乳动物又反过来对各种植物物种产生影响。这样一来,位于食物链底部的阿米巴变形虫数量的突然下降,就可能会在整个生态系统中造成广泛的影响。
在他们的生态系统模型中,贾因和克里希纳指出了间断均衡模式的三个不同阶段。首先,在一个随机的阶段,网络没有太多结构渗透,随机变化也没有太多的效果——这是间断均衡模式中的一个“均衡”时期。其次,一项创新使网络突然进入了增长阶段。触发这些阶段的创新往往会在正反馈循环中催化其他的创新,从而带来进一步的创新。最后,当新物种出现并在生态系统中占据一席之地时,它们就创造了一个食物和生态位网络的秩序。增长阶段最终趋于平缓,随后出现的是一个有组织的阶段。在这一阶段,变化得到巩固,网络高度结构化,关键物种出现在交互网络的关键点上,就像航空公司路线图中的枢纽城市。在有组织的阶段(另一个“均衡”时期),网络会持续泡沫化一段时间,但随后一项创新或随机变化会击中某一个关键物种。影响到某一个关键物种的变化辐射到结构中,然后网络会在一波灭绝中崩溃。随后,该过程再次以新的随机阶段开始,从而带来另一段增长。
包括马克思和约瑟夫·熊彼特在内的许多观察家都注意到,技术创新会以类似的平静和风暴模式进行。34大多数技术创新的影响是有限的。例如,在1957年,通用电气公司发明了石英卤素灯。这项技术最终在20世纪80年代变得足够便宜,卤素灯成为一种流行的消费品。卤素灯是对标准白炽灯泡的一个重要改进,尽管如此,人们也不能说它们对社会产生了巨大的影响。
与此形成对比的是另一项发明,它最初也是对前一种技术的渐进式改进。1901年12月,伽利尔摩·马可尼(Guglielmo Marconi)通过无线电波从英国的康沃尔横跨大西洋向纽芬兰发送了三次摩尔斯电码。马可尼的目的本来就是要找到比有线电报更便宜、更方便的替代品,而当时并没有多少人对他的发明印象深刻。英国《金融时报》援引英美电缆公司的说法对这项新技术表示不屑一顾:“无线电报在商业应用上的可能性是如此遥远,以至于我们对未来毫无预警。”35剩下的,就像他们说的,就是历史了。无线电报的出现产生了巨大的影响,反过来又催生了电视、微波通信、雷达、移动电话以及现在的无线互联网接入的发明。可以说,马可尼的发明带来了翻天覆地的变化,极大地改变了大众文化、娱乐、政治,甚至是军事战略。
多年来,人们对技术发展作为一个进化过程进行了大量的研究,36这也是我们将在第11章中讨论的话题。我们在这里想要说明的是,这项工作的两个关键观察结果都与对间断均衡的讨论有关。首先,任何技术的发展都不是孤立的。所有技术都依赖于与其他技术组成的关系网络,例如移动电话的发明不仅涉及无线电技术,而且涉及许多其他领域,如计算机技术和编码技术。37这些相互关系不仅是技术上的,也是经济上的。例如,围绕汽车发展起来的经济网络就包括了钢铁制造、石油、酒店和快餐等行业。38
正如哈佛大学商学院的金·克拉克(Kim Clark)所指出的,技术本质上是模块化的,例如汽车由发动机、变速器、车身等组成。39人们可以将模块组装成“架构”,在本例中是汽车本身的设计。模块的创新可以形成新的架构,但是架构的创新往往会对创新产生巨大的催化涟漪效应。因此,有两个关键的特征导致了贾因和克里希纳模型中的间断均衡模式——稀疏、密集的相互作用网络,以及来自单个节点的催化效应。我们将在第11章中对此进行更详细的探讨,从中可以看到技术网络如何受到级联变化的影响,从而催生了间断均衡的新兴模式,而某些技术在这些网络中发挥着关键作用。