设计空间是有限的，但是可以随着最长可表达概要外层的增大或减小而扩大或缩小。正如上一章提到的，地球生物的设计空间会随着DNA不断变长以及物种表达能力的增长而扩大。同样，我们也能想象图书馆的设计空间随着时间发生改变。当人们将象形文字刻在石板上时，书籍无疑变得更短了，也许在未来，当书籍可以直接下载到我们的大脑中时，普鲁斯特的书也会显得很简洁。
巴别图书馆说明了有关设计空间的另一个要点：我们可以为能用一系列符号表示的任何东西构建一个设计空间，这些符号可能是字母表中的字母、数字、图片，也可能是DNA的化学代码。换句话说，任何可以数字化并能存储在计算机上的东西都可以成为设计空间。因此，我们可以想象所有音乐、艺术、烹饪食谱和建筑设计的图书馆，它们既是有限的，又是没有边界的。
假设我们偶然找到了一个商业人士丢失的笔记本电脑，它可能不小心被落在了机场的X光机上，在那台电脑上我们能找到什么？我们可能会找到一些MP3格式的音乐文件，他或她家人的照片，诸如销售演示、预算提案以及描述各种项目的邮件，甚至是一些被叫做商业计划的东西。
斯密图书馆
你会如何描述一个企业的设计？你可以写下一份有关企业目标的描述，包括它的竞争策略、产品和服务的组织架构、营销和销售计划、生产计划、所需的技术和技能以及经济模式，等等。简而言之，你要写一份商业计划书。14
即使是先进的大公司也很少会有单个的、全方位的商业计划。相反，这样一个计划的内容可能分散在组织的各个业务部门的计划、战略陈述、组织结构图、预算案、年度报告、监管文件、注释以及人们的头脑中。同时，许多小企业根本没有正式的商业计划，信息也存在于人们的头脑中。关键是，即使这样一个文档不存在，原则上也有人可以创建它。
继丹尼特的巴别图书馆之后，我们可以设想一个更大的图书馆，它包含了每一个可能的商业计划，这些计划可以被写进500页的书中，或是由几册书构成的一套书中。因此，我们将拥有一层层的商业计划书架，而不是文学书架，这些书架会延伸到宇宙的边缘。事实上，这个包含所有可能的商业计划的图书馆将是巴别图书馆的一个特殊部分。我将这个商业计划子库称为斯密图书馆，这个名字源自亚当·斯密。
如果我们在斯密图书馆的书架上搜寻，就会发现时代广场上一家个人擦鞋店的商业计划，一份完美描述IBM公司现有战略的商业计划，1952年通用电气公司的商业计划，公元前8 500年黎巴嫩一个小麦农场主的商业计划，以及一份亚诺玛米人狩猎队伍的商业计划。斯密图书馆还包含一份生产并销售超纳米神经囊胚管的公司的商业计划书，尽管超纳米神经囊胚管到2023年才能被发明。斯密图书馆描述了人类为谋生所创造或将创造的所有方式。当然，像所有的设计空间一样，图书馆里绝大多数的书都是完全没有意义的商业计划，只有极少数会变成现实。
但这些想象的计划得多具体呢？我们如何能将一份商业计划书和《白鲸》的副本区分开来呢？
我们将使用的测试与用在其他任何概要上的测试相同。斯密图书馆中的一本书是否是有效的商业计划，关键在于商业计划书阅读器是否能依照这个计划组织并创造经济活动。什么是商业计划书阅读器？它是一个管理团队。
假设现在是2006年，我们从斯密图书馆的书架上拿下一本叫做《思科系统2007年商业计划》的文件，把它交给思科系统现有的管理团队。如果团队能够获取该计划中的信息，执行并实现该设计，那么它将是一个有效的商业计划。如果我们为思科管理团队提供许多500页的、文本乱七八糟的书，那么什么都不会发生。如果文本是《白鲸》，他们将可以顺利理解其中的内容，但思科的业务不会发生改变。但是，如果我们给管理层一份文档，它可以转换为思科系统的新设计，那么它就有资格成为思科系统的商业计划和候选设计。当然，图书馆中会有大量潜在的有效商业计划。一个计划可能主张积极的国际扩张，另一个计划可能主张推动新产品开发，还有一个计划可能建议缩减投资，而其他计划可能是这些策略的组合。一些计划是有利可图的，但大多数不会。还有一些其他的计划提议对思科系统现有的业务逐步进行改造，进而实现荒谬的彻底改变，比如一份建议公司退出计算机通信领域并进入快餐业的计划。
一个反对意见可能是，任何想象中的思科商业计划，即使写了几千页纸，都无法涉及构建思科系统的每个细节。然而，反对意见适用于将概要呈现到设计中的任何过程。通常说来，概要是一种速记形式，是人们试图描述的设计的浓缩。因此，并非运行思科系统所需的每个细节都要在有效的计划中描述。商业计划依赖于读者已有的隐含知识、背景和技能，正如我们的乐高概要假设儿童阅读器在挑选和组合塑料积木上有特定的技能，或者DNA假设有具备必要能力的卵细胞或子宫的存在。因此，一个计划需要有足够的信息才能保证效力，让2006年的思科系统管理团队知道如何处理它。
如同生态系统，商业计划的概要是和它们的阅读器共同进化的。例如，2005年的思科公司商业计划（无论是书面的还是仅仅存在于人们的头脑中的）影响着2006年的管理团队类型，成员需要具备的技能、知识以及经历。反过来，这将定义团队能够阅读并执行的2007年的计划，2007年的计划将影响管理团队的未来发展，进入一个共同进化的循环中。15如果我们把一份亚诺玛米人狩猎队伍的商业计划交给思科公司的管理团队，它对雨林部落成员而言是一个完美的计划，但思科团队也能按照它行动。同样，如果把思科的商业计划交给一群亚诺玛米人，他们也无法突然建立起一家互联网路由器公司。
一个经济进化模型
随着进化在斯密图书馆中寻找适合的设计，无论是亚诺玛米人狩猎队伍的设计，IBM公司的设计，还是2023年超纳米神经囊胚管公司的设计，经济都在不断发展。正如进化算法通过干扰囚徒困境图书馆而创造出创新、增长和创造性破坏的模式一样，进化的干扰也能通过斯密图书馆在实体经济中创造这些模式。
如果我们回到第9章所讲的一般进化模型，接下来可以询问变异、选择和复制过程是如何在商业计划的基层运作的。在接下来的4章中，我们将研究经济中对适合设计的进化搜索过程。我们将看到，当人们不断尝试、探寻和发明新的商业策略和组织设计时，变化就会发生。选择会在经济的多个层面起作用，导致一些商业计划成功，而另一些失败。同样，成功的设计会获得更多的资源并得到广泛的复制。
经济进化并不是单一设计空间进化的结果，而是横跨三个设计空间共同进化的结果。在第1章中，我简要介绍了哥伦比亚大学的理查德·纳尔逊提出的两个概念：物理技术和社会技术。16当想到“技术”这个词时，我们通常会想到物理技术。物理技术是将物质、能量和信息转换成对人类有用的设计和过程，例如，将沙子变成玻璃或硅片。社会技术也很重要，但往往不在我们思想的最前沿，人类用它们来组织自己的设计、过程和规则。村庄、军队、矩阵组织、纸币、法治和“准时制”库存管理等都是社会技术。
商业计划至关重要，它能将物理计划和社会计划融合在一个策略中，然后在经济世界表达最终的设计。我们需要将商业计划、物理技术和社会技术视为三个不同的设计空间，每个空间在工作中都有其独特的功能。商业计划的选择往往是基于经济原因作出的，但物理技术和社会技术可能会基于其他目的而进化。许多重要的物理技术被发明出来满足军事、医疗或其他社会需求，或者仅仅是由于科学家和发明家的好奇而发展起来的。同样，许多社会技术，如法治或普及教育，具有重要的经济功能，但最初可能是为其他目的而开发的。进化系统的一个共同特点是，为一个目的发展出的创新可能会被另一个目的所取代，这一过程被称为预适应。17
我将要概述的模型将经济进化看作物理技术空间、社会技术空间和商业计划空间共同进化的产物。我们可以把它们看作三个不同的，但又相互关联且共同协作的设计空间。在每一个空间中，进化都在起作用，干预可能的设计，发现并放大有效的设计，摒弃无效的设计，从而创造出了我们在技术、社会和经济世界中看到的秩序。
11
力量二：
物理技术
斯坦利·库布里克（Stanley Kubrick）的电影杰作《2001：太空漫游》，以一个名为“人类黎明”的场景开场：太阳从东非稀树草原永恒的美景中升起，一群类猿生物和清晨一起苏醒。这些生物是早期的原始人，不是猿，也不是人类。原始人进入了一个水坑，这是干旱地区的稀缺资源，在那里，他们碰到了另一群原始人。第一群原始人规模稍大，攻击性更强，在进攻中的组织更有序。这是一场势均力敌的战斗，最终，第一群原始人设法赶走了其他人，得到了水资源。规模、侵略性和社会组织带来了优势，这一结果并不是进化上的意外，同样的故事主角也可以换用其他许多物种来讲述。
在另一个场景中，几十万年后，一个稍大的、更擅长直立行走的原始人在一头野猪的骨头堆中搜寻食物。为了便于抓住树枝，他的手进化得十分灵巧。他紧紧握住猪的大腿骨，然后开始慢慢地摆动。随着那位原始人越来越兴奋地破坏猪骨头，他的大脑中建立了一个关键的联系：他可以用大腿骨作为棍子，砸碎活猪的头骨，就像对待死去的猪的头骨那样——这是一个非常有用的联系。这种发展在进化上有点不寻常，但并非完全独一无二。其他物种，特别是灵长类，可以把发现的物体用作工具。例如卷尾猴可以用石头砸开坚果，黑猩猩可以用木棍把昆虫从树洞里掏出来。
几十万年后，一群原始人围坐在一起，他们把骨头和树枝做成了可辨认的棍棒。一旦我们的祖先真正开始制造工具，而不是简单地找到它们——或者像人类学家说的那样创造人工制品，而不是简单地捡起自然物品，人类就在进化上迈出了远离其他物种的重要一步。
这个场景还展示了一个成年原始人如何教孩子制作一根棍棒，从而通过文化将制作工具的知识传递给后代。教授年青一代和传播文化知识都不是人类独有的，比如母狮子就会教它们的幼崽打猎。根据进化论理论家理查德·道金斯的观点，一旦山雀学会用嘴撬开奶瓶，这种技能就会通过模仿在整个种群中传播开来。1但只有人类才能把制造工具和向同龄人及幼儿传播知识结合起来。正是在这一点上，进化才真正地从我们的身体中跃出，进入我们的社会文化，那也是物理技术诞生的时刻。
库布里克镜头下的原始人将他们新发现的技能运用得很好：狂热地将野猪棒打致死，然后享受由此而来的热量和蛋白质盛宴。但随后，他们又陷入了与一个欠发达的原始部落的另一场对峙中。这一次，挥舞着棍棒的手工品创造者们连续击打着他们的对手。在庆祝活动中，胜利一方的男性领头人抛出他的棍子，那棍子在空中旋转，然后诗意地变成了一个围绕地球旋转的宇宙飞船。库布里克的观点是正确的。一旦工具制造和文化知识的传播发生了最初的突破，它就成了一个进化的跳板，使人类跃入拥有宇宙飞船的现代世界。
经济人的黎明
在这个故事的非好莱坞版本中，这种制造工具的突破可能发生在250万年前。证据显示，人类历史上第一个工具是由能人制造的粗糙的片状石质手斧，它是在坦桑尼亚的奥杜威峡谷中被发现的。大约100万年前，人类进入了直立人时代，开始制造一些复杂的工具——手斧两侧都有细微的敲击痕迹和剥落，还有各种各样的设计。此外，直立人还发现了另一种非常有用的工具——火。在距今260万～100万年前，我们的祖先开始用他们的大脑让物质和能量屈服于他们的意志，并开始与他们的孩子和同龄人分享这些知识。
当然，没有人确切地知道人类的经济活动最初是在哪里、何时以及如何产生的。但在这期间，可能有两个原始人哈利和拉里坐在一起，哈利咕哝着问他的同伴：“你想用那把斧头交换一块肉吗？”2哈利这天很幸运，获得了一些额外的肉，而他不是很擅长做斧头，也可能只是不喜欢做。拉里觉得做斧头容易又有趣，但他今天的打猎不顺利，于是拉里回答说：“是的，当然。”最终，他们决定进行物物交换，于是经济诞生了。3
经济依赖于两个因素的存在：使人们创造值得交易的产品和服务的物理技术，以及使非亲属在创造和交易这些产品和服务时顺利合作的社会技术。证据表明，这两个因素都存在于能人和直立人的社会中。因此，我们可以说，在那一点上，经济诞生了（尽管长途贸易直到很晚才开始）。4
早期原始人制造工具无疑是一个有限但富有逻辑的演绎过程，例如“如果我用一块更硬的石头敲击，较软的石头就会更容易脱落”，这就导致了实验，例如尝试用不同硬度的石头相互敲击。成功的实验催生了制作工具的经验法则，例如“这种类型的岩石有利于削手斧”。然后，这些归纳出来的技术秘诀就可以传给儿童和同龄人，从而避免每个人都必须“重新发明斧头”。有了这些广泛传播的技术秘诀，人类开始了一个步步为营的物理技术进化过程，因为每一代工具都建立在过去工具的制作基础之上，这使得工具随着时间的推移变得越来越多功能，越来越复杂。我们在考古记录中可以找到这些证据，从这些记录中可以看出，一代代工具随着时间的推移进化得越来越快。
物理技术空间
我们可以在一代又一代的现代技术中看到同样的进化模式，例如汽车从T型车发展到充满微处理器的现代汽车，或者手机从手提箱大小发展到口袋大小。5人们还可以看到不同技术之间的关系，它们看起来就像是物种形成——飞机与热气球、飞艇和悬挂式滑翔机有关，它们属于同一种人工飞行制品。我们也可以看着技术走向“灭绝”。例如，在华盛顿特区的中部，人们可以发现19世纪旧运河系统的遗迹，在其全盛时期，这条运河上布满了装载着煤、食物和其他货物的驳船。如今，运河被人们用作慢跑的小径，仍然有几艘古老的驳船被拴在岸边，就像一个物种博物馆里的乳齿象标本。
但是技术进化仅仅是一个我承诺要避免的那种比喻吗？我们通过展示技术进化能够用第9章描述的一般进化模型表示来避开比喻陷阱。一个好的起点是给物理技术下一个更精确的定义：6
物理技术是为实现一个或多个目标而将物质、能量和信息从一种状态转换为另一种状态的方法和设计。
例如，原始人拉里拿了几块石头（物质），燃烧了一些卡路里（能量）互相敲击它们，创造了一个手斧（设计），从而有了一个能用来砍动物骨头的工具（目标）。或者，一个程序员利用自动售货机中的食物来给他的大脑提供能量，然后电能进入到计算机中（能量），将代码（信息）从一种状态转换为另一种状态，从而创造出人们可以用来娱乐的（目标）视频游戏（设计）。一些物理技术生产了人工制品（例如一个手持斧头或计算机程序），而另一些则提供了服务。例如，人们可以想象一组物理技术用于发放银行贷款或提供指压按摩。服务中包含有目的的物质、能量和信息转换，例如指压按摩包含将能量（按摩人的卡路里）转换为特定的运动（设计），目的是使接受按摩者的肌肉放松。
一项物理技术并不是事物本身（手斧、软件或按摩），相反，它既是事物的设计，又是制作它的说明和技术。设想一项物理技术的一种方法是思考一个手工品的说明手册或者一项服务是什么样子的。例如，制作石质手斧的手册可能包括成型斧头的图解、所需石头类型的描述以及将它们组合在一起创建预期设计的方法。就像斯密图书馆一样，我们可以为物理技术定义一个模式——一个由自然语言、数学符号、图片、实物演示视频等组成的概要。任何在理论上可以数字化的东西都可以成为概要的一部分。原则上，即使是语言指示和隐性知识也可以被编码到概要中，例如人类学家可以观看拉里用手斧干活，然后将他所见详细转录为文字。
我对物理技术的定义在很多方面与技术的传统经济学概念相似。传统经济学理论包含了将原材料、资本和劳动力转换为产品和服务的“生产功能”，而技术被定义为使转换发生的方法。在传统理论中，技术通常是一个外生的黑箱，而现在我们将把它的结构看作一个进化系统，并试图理解黑箱是如何运作的。
我们接下来可以想象一个比宇宙更广阔的设计空间，这次是所有可能的物理技术图书馆。7就像其他图书馆一样，它在任何时间点上都是有限的，它的大小由最长、最复杂的可阅读概要的长度决定，但这个图书馆是没有边界的，可以随着时间的推移扩大或缩小。我们可以想象有近乎无限的蓝图、设计、说明以及秘诀书架，它们能以多种方式对物质、能量和信息进行转换。
就像其他设计空间一样，图书馆中绝大多数可能的物理技术设计都是垃圾。尽管设计在物理上是可以实现的，但大多数都是无意义或者荒谬的。图书馆里到处都是方轮的自行车、底部有洞的水壶和用奶酪做成的锤子，这些都是最清楚易懂的设计。经济上可行的产品和服务设计是整个图书馆中一个无穷小的子集。几乎所有功能清晰的设计都没有任何经济价值，因此，技术进化的任务就是在一大堆无用的草垛中找到可行的物理技术这个针，然后由经济进化寻找具有经济价值的更小的物理技术子集。
物理技术阅读器
和我们讨论过的其他设计空间一样，要使概要合格，一项物理技术必须可以被概要阅读器阅读。因此，我们需要人或者事物从物理技术中提取信息，把它转换成现实世界中的物质、能量和信息模式。也就是说，我们需要有人接受建造房屋的指示，然后把材料变成一座房子。我们的标准并不是说概要含有足够多的信息以至于每个人都能做，而是一个能够阅读计划、制作物品或提供服务的合格阅读器。因此，我们期待有一个合格的房屋建设者团队可以利用物理技术进行房屋建筑设计，或者是一个科学家和技术人员团队可以使用一套药物物理技术来制造雷洛昔芬药片。和以前一样，物理技术的指令不必存在于一个文档中，而是可以分散在各种文档和人们头脑里的知识中。关键原则是，理论上的指示可以以某种形式被记住，并传达给其他阅读器。就像孟德尔图书馆和斯密图书馆一样，概要和阅读器是共同进化的。例如，随着房屋建设者的技能和方法的改变，房屋设计也随之改变；随着房屋设计的改变，建造房屋所需的建设者类型也会改变。
有人可能会反驳说，概要无法传播隐性知识的某些方面。如果知识不能以任何方式被获取，那么它也不能被传播。我们会将这种知识称为艺术，然后把它排除在图书馆之外。为了让进化起作用，知识必须是可传播的，因此它能以某种形式被编码。如果拉里有一些如何制作特别漂亮的手斧的隐性知识，但他不能用任何方式编码或传播这些知识，那么，这些知识将与拉里一起死去，而不会成为未来制作手斧的物理技术进化的一部分。
在人类历史的早期，物理技术只是描述如何制造工具的经验法则，并且最初是通过模仿、嘟哝和身体语言传播的。非语言信号是一种低带宽的编码和传输概要的方式，显然会限制物理技术设计空间的大小和复杂性。此外，嘟哝等方式并不是一种非常可靠的通信方式。错误会不可避免地进入早期的物理技术传输中，但为了使进化正常运作，信息传输必须有一个最低准确性。8因此，语言在编码和传输更大、更复杂的物理技术以及更准确地进行编码和传输的能力上是一个巨大的突破。考古记录显示，在旧石器时代晚期，工具制作的创新和多样性发生了戏剧性的突破。那个时代出现了各种各样的材料，鱼钩和缝纫针等新设计开始出现。尽管对语言能力到底形成于什么时候仍有许多争论，但一些研究者认为，工具设计的突然辐射是语言发展的有力证据。9
物理技术促进自身发展
人类物理技术最卓越的地方是每一项发明都创造了更多发明的可能性和需求。斯图尔特·考夫曼指出，内燃机的发明促进了汽车的发明，这又促进了充气橡胶轮胎、挡风玻璃雨刷、沥青路面、汽车旅馆、快餐店、收费站和拉斯维加斯的婚礼小教堂的发明。10每一项发明都为未来的发明开辟了新的天地。一项发明的成分经常会以新形式被重新使用。正如本书之前讨论过的，一些发明引发了巨大的变化，比如说汽车，而一些发明带来的变化很小（考夫曼认为其规模遵循幂定律）。它们的共同之处在于，所有的发明都有涟漪效应。11为什么技术会有这种指数级的自助品质呢？技术如何促进自身的发展呢？
物理技术和其他概要一样，有着模块化的区块构建特征。任何物理技术都可以看作组件和整体结构的编码。12一座房子的组件包括房间、管道系统和窗户，其整体设计可以是模拟都铎式建筑。同样，指压按摩也有一些单独的组成以及一个结合它们的设计。
即使是像手斧这样原始的东西也可以用这种方式来思考。手斧基本上是一种两边被另一块石头削出锋利边缘的石头。人们可以把手斧的部件看作使用者握住的石头的一部分，也可以把它看作做成刃口的石头的一部分。建筑本身就是整体设计，在这种情况下，它就相当于有把手的刃口。组件和结构的各种组合定义了设计可能的变化数量。举个例子，有两种不同的把手，一种是圆形把手，另一种是管状把手。刃口的设计可能有两种变化，一种是一边开刃，另一种是两边开刃。我们也可以在结构层面上做一些变化，例如，大一点的或小一点的，花岗岩的或燧石的。定义了这些方面后，我们就可以列出手斧可能的变化形式，例如，“大/花岗石/圆形/双面”“大/燧石/圆形/单面”“大/花岗石/管状/双面”等16种手斧的变体。我们还可以用这种方式描述更复杂的人工制品的变体。例如汽车“V6/1.8升/200匹马力/四门/真皮座椅”或个人计算机“2 GHz奔腾4/128MB内存/80 GB硬盘驱动器/4x CD刻录机”等。13
正是这种组件和结构结合的特性使得物理技术比宇宙更广阔，这也意味着创新会使物理设计空间呈指数级展开。我们假设制作手斧有两种方法，一种是单面开刃，一种是两面开刃。后来有一天，原始人哈利偶然发现了一种更好的开刃方法——他使用越来越小的岩石去开刃，使手斧的边缘更锋利。现在我们有三种刀刃类型：单面、双面和细边。有了这个单一的创新，手斧的可能变体数量就从16个增加到了24个。或者，从产品多样性的角度来看，我们可以说，在物理技术空间中发现的潜在库存单位数量增加了8个，或者说增加了50%。同样，每次英特尔在其微处理器系列中添加新的变体，计算机市场上潜在的库存单位数量也会大幅增加。
结构中的创新也能使库存单位的数量大幅增加。比如，有一天，哈利拿着一把大的管状柄手斧，他没有把它削成一个锋利的刀刃，而是把它做成了稍钝一点的形状。14尽管这开始看起来像是一个小组件的改变，最后却成了一种全新的结构——一种可以用来研磨坚果、捣碎谷物及其他有用的东西的石臼。在没有进一步创新的情况下，哈利立刻为石器市场增加了4个新的潜在库存单位：“大/花岗岩石臼”、“小/花岗岩石臼”、“大/燧石石臼”和“小/燧石石臼”。创新增加的库存单位数量随着工件的复杂性呈指数级增长。一个只有两个组件，每个组件有两个变体的结构有4个可能的库存单位；一个有着3个组件，每个组件有3个变体的可能结构有27个；一个有着4个组件，每个组件有4个变体的可能结构有256个。结构的创新还可以带来组件的创新。例如，个人计算机结构的发展促进了组件设计的广泛创新。因此，每一项创新都会通过物理技术空间发送或大或小的冲击波，并且可能的库存单位数量会随着每一项发明的出现呈指数级增长。
然而，物理技术空间中可能的库存单位只有无限小的一部分会被考虑到，更不用说被用到产品和服务当中。尽管目前市场上可能有数千种，甚至数万种个人电脑变体，但在全部可能的电脑变体中，只有很小的一部分被制造出来销售。苹果设计生产了一台电脑，它的Power个人电脑处理器是令人惊讶的半透明橙色。戴尔设计生产了一台电脑，它的奔腾处理器是基础的黑色。目前还没有人找到一个很好的理由为计算机设计一个半透明橙色的奔腾处理器，因此，这种变体仍然是一种潜在的、尚未在物理技术空间实现的库存单位。新发明的关键作用不仅在于它们为经济体增加了实际的新库存单位，而且它们还打开了潜在的库存单位空间。每项发明都为更多的发明创造了更大的空间，就像从手斧到库布里克环绕地球的宇宙飞船的跨越。
技术进化中的演绎-探寻法
在第9章，我们讨论过与进化系统相结合的适合度景观是如何大体上联系在一起的，也就是说，既不是完全随机的混乱，又不是一个单峰的完全有序的景观。进化景观通常介于两者之间，比如阿尔卑斯山。有关物理技术空间的一个重要问题是，它的适合度景观也是大致相关的，因为这将决定进化是否是搜寻它的最佳方式。
一个大致相关的物理技术空间是有直观意义的，这意味着空间中密切相关的设计通常具有相似的适合度。例如，我们预计两台设计相同但火花塞参数略有不同的发动机，可能会有相似但不相同的性能。然而，这种普遍的相关性并不完美，火花塞设计中大多数的微小变化可能不是很重要，但某些差异可能会非常重要，并导致发动机无法工作。因此，尽管与高峰相连的景观倾向于靠近其他高峰，但其本质仍然是崎岖而混杂的，有高原也有瑞士奶酪孔洞。15
支持大致相关的物理技术空间的另一条证据实际上是一个存在证明。如前所述，进化是寻找大致相关的空间的高度有效的算法，并且进化过程也倾向于创造大致相关的空间。16如果我们能表明人们参与物理技术创新的过程遵循进化搜寻过程，那么物理技术空间很可能是大致相关的。
人们在考虑物理技术创新是一个进化过程时可能会问：“进化是一个盲目、随机的过程，而技术创新是由人的理性和意图所引导的。我们怎么使那个圆圈变成正方形呢？”答案是，在进化算法的本质中，没有任何基础可以说明意向性及合理性不能发挥作用，也没有任何基础可以说明这个过程必须是完全随机的。进化论的核心是一个反复实验、选择、放大有效性状的过程。生物进化过程中随机的部分是通过创造选择的多样性来实现的。17但即便如此，它也不是完全随机的。突变可能是随机的，有性生物的重组却不是。对配偶的竞争可以确保适合的有机体与其他适合的有机体有更高的配对概率。
唯一的要求是要给算法提供足够多的实验来进行选择。实验必须覆盖足够宽的适合度景观，使算法有微小但值得一搏的机会找到高峰。从算法的角度来看，过程如何实现多样性并不重要。在人类搜索物理技术空间的案例中，进化算法通过“演绎-探寻法”来获得实验的多样性。“演绎-探寻”一词融合了心理学家唐纳德·坎贝尔（Donald Campbell）的理念和赫伯特·西蒙的“有目的的适应”这一概念。18基本上，人类在发明行为中会经历两个认知过程，其中之一是他们的演绎能力。简单说来，演绎是《2001：太空漫游》那个场景中展示的原始人建立起棍棒可以用作捕杀武器的思想联结。从复杂的角度来看，演绎是英特尔的工程师使用量子力学理论来计算将电路封装到芯片上的极限。
这个模型的另一个部分——探寻，就是我们展开尝试的地方。正如现代工程使用科学一样，仍然有很多“让我们试试看会发生什么”。19历史上有许多人们意外发明新事物的著名故事。例如，20世纪80年代，3M公司的化学家斯宾斯·西尔弗（Spence Silver）试图制造出更强的黏合剂，却意外地制造出了一种较弱的黏合剂。他的同事阿瑟·富莱（Arthur Fry）随后用这种黏性较弱的胶制作了一个黏性书签，最终变成了现在普遍存在的便利贴。20便利贴不仅是借由演绎逻辑发现的，探寻也起了主要作用。正如杜克大学的工程学教授亨利·彼得斯基（Henry Petroski）所说，“常规与失败如影随形”。21探寻的本能感觉之下，毫无疑问存在无意识的归纳认知过程、联想思维和类比推理，因此探寻也不是一个真正的随机过程。尽管如此，探寻还是超越了我们仅用演绎法所能想到的，从而扩大了实验的范围。
除了演绎逻辑和归纳探寻外，一种随机的疯狂元素也可以告诉我们人类要尝试什么。1982年的一天，一个33岁的加州卡车司机拉里·沃尔特斯（Larry Walters）去了西尔斯，买了一把草坪椅，在上面绑了45个充氦气的气象气球，带着一个啤酒冷却器和一把气枪，升到了4876.8米的高空中，使整个南加州的空中交通都中断了。22他原本打算通过气枪射击气球来着陆，但由于过于紧张，他射击了几个气球后气枪就掉下去了。几个小时后，他缓缓飘回地球表面，随后被电线缠住，使长滩的大部分地区陷入了黑暗。最终，沃尔特斯设法爬到了安全地带。沃尔特斯显然对任何航空理论的演绎试验都不感兴趣，他也没有研究飞行草坪椅的商业潜力——他只是想飞。即使有了所有的科学知识，还是会有一些人尝试去做疯狂的事情。尽管飞行草坪椅还没有成为一项重要的新技术，但这种疯狂的东西有助于保持实验在物理技术空间中的广泛传播，每隔一段时间，某些东西就会起作用。
为了描绘演绎-探寻模型的效果，我们可以想象一个阿尔卑斯山式的适合度景观上的一个点。这个点代表特定物理技术的设计，例如微芯片设计。然后，我们在这一点周围的景观上画出一系列的实验，你的绘图可能类似于图11-1。我们会看到许多触手般的探索之手从当前的设计中发散出来，这些发散物是与演绎探索高度相关的分支。这些分支会进入到理论、科学和过去的经验显示富有成果的景观领域，并避开那些不大有希望取得成果的领域。在微芯片的例子中，这些分支代表的是芯片工程师为改进其设计所做的精心排布和努力。接下来，我们将看到一块探寻实验区从手指一样的树枝周围渗出，这代表的是芯片设计者更大胆、更具实验性及面临更大风险的想法。我们会在景观图中看到一些随机的点，这些代表的是人们的一些“不靠谱”的尝试。如果实验是由随机的变化和杂交驱动的，那么实验在景观上的分布将会呈现不同的形状（见图11-2）。但关键是，这种扩散足以让进化发挥作用。
图11-1 景观上的演绎-探寻模型
图11-2 演绎-探寻VS. 随机的变异和杂交
尽管演绎-探寻创造出的模式（左）与随机的交异和杂交（右）不同，但两者都可以在景观上传播实验，为进化提供差异的来源。
物理技术景观选择
演绎-探寻为物理技术的变革提供了一个机制，那么，选择是如何进行的呢？什么决定了物理技术景观的适合度呢？
因为有了变化，这个过程不同于生物进化，但仍与一般算法的运行一致。所有的物理技术都是为了实现某种功能，23手机的设计是为了促进交流，咖啡杯的设计是为了装咖啡，塑料雪球纪念物的设计是为了提醒我们在蒙特利尔的美好旅程。物理技术选择的基础是其对目的的适用性，我们会寻找那些比其他物理技术更能满足某种目的的物理技术。“更”意味着它们能更高效地满足目的，而且在经济上比其他选择更节约。因此，物理技术在制作雪球领域的产生和广泛使用，初步证明了许多人发现雪球既能提供娱乐又具有纪念意义。塑料雪球在全球的存在证明，相对而言，它们在竞争环境中比那些纪念咖啡杯、劣质的茶巾和印有“我朋友去了蒙特利尔，而我得到的只有这件糟糕的T恤衫”的T恤衫更有优势。
要想让选择在进化系统中发生，系统就需要有西北大学的乔尔·莫基尔（Joel Mokyr）所说的超凡创造力——比环境所能支持的设计更多的设计，这样才能创造竞争。24在生物学中，潜在的有机体设计比任何生态系统所能支持的都要多。技术层面上，可能的物理技术比人们使用的要多，例如，比世界各地的游客所想要的更多的小饰品设计。进化能在物理技术空间中运作，因为物理技术的超凡创造力能使这些技术相互竞争，而且随着时间的推移，人们倾向于选择能有效且高效实现目标的物理技术。
模仿是最真挚的恭维
进化清单上的最后一站是复制。测试进化是否成功的关键是成功的设计在总设计中的频率有所增加。在生物学中，这个过程相当简单。有助于增加适合度的基因比不能增加适合度的基因更有可能传给下一代。因此，适合的基因频率就增加了，但它是怎么服务于技术的呢？不同的物理技术是如何在全部物理技术中复制并增长的呢？
很简单，对人类有益的物理技术就能得以复制。例如，公元前5000年，第一种可以用来制作模型砖的物理技术被发明了。25这项非常有用的发明被广泛复制，通过演绎-探寻，用于制砖的各种物理技术变体不断进化。制作砖块的信息被储存在人们的大脑中，被嵌入到人工制品中，并记录在书面描述中。人们观看复制过程，大师教导学徒，人们自己看着砖块寻找线索，最终写下描述，砖块制作的技术迅速传播到世界的每个地方。
当物理技术从一个人的大脑传播到另一个人的大脑，当体现着物理技术的人工制品被复制，当物理技术被刻在石板上、印在书上，并放到网页上时，物理技术得以复制。我们可以认为物理技术具有随着时间变化的“市场份额”，它随着成功物理技术的传播和失败物理技术的消亡而波动。例如，在维多利亚时代，与砖块有关的物理技术在伦敦达到了鼎盛时期，但在20世纪，它却输给了使用玻璃和钢的物理技术。因此，我们可以说，砖块制作的物理技术在一段时间内享有复制优势，但随着其他竞争物理技术的普及，这一优势就减弱了。
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有了物理技术进化的轮廓，我们现在可以简单地看一下它带来的启示。首先，我们将看到大致相关的景观几何形状如何能够帮助解释技术的S形曲线现象；其次，可以研究不同物理技术之间的模块化和相互关系如何解释颠覆性技术的影响；最后，可以研究科学如何改变物理技术的进化过程。
解释技术S形曲线
20世纪80年代，我在麦肯锡公司的同事理查德·福斯特（Richard Foster）提出了技术的自然生命周期理论，并在他的《创新：攻击者的优势》（Innovation: The Attacker’s Advantage）一书中对其进行了描述。26福斯特的理论基于他的观察以及从帆船到微处理器的案例史。他在所研究的案例和数据中发现了一个惊人的一致模式：在一项新技术发展的早期，其性能较差，进展较缓慢。然而，经过一段时间的投资研发以及各种设计的探寻，该技术的性能会突然呈指数级提升。在此期间，从投资到研发的每一美元都会从这项技术的性能中获得巨大的收益。但随着技术的成熟，性能提升曲线开始逐渐放缓，投资回报率开始下降。福斯特将这种模式称为S形曲线，因为投资于改进技术的努力与其性能的关系图呈现出了一个S形（见图11-3）。
图11-3 技术S形曲线
福斯特理论的另一个部分是，一旦一项技术的投资回报开始减少，企业家就有了寻找新技术的动机。最初的进展趋于平缓，然后达到起飞点，最终，新技术取代了旧技术。福斯特向公司传达的信息是，两条S形曲线之间的非连续期是现任者易受伤害的节点。已获利的参与者倾向于尽可能多地从旧技术中榨取价值。通常，他们会预计过去的性能提升将继续。这些参与者低估了在旧技术的性能不再提升之时，新技术带来的威胁。这就让现任者非常容易受到小型创新者的攻击，而这些创新者都专注于新技术的研发。
如果物理技术空间的适合度景观确实是大致相关的，那么我们将有望看到福斯特观察到的S形曲线。斯图尔特·考夫曼指出，自行车出现早期有大量的实验性设计——大前轮、小后轮以及各种转向装置等。27但是，在我们现在熟悉的两个大小相等的车轮结构被设计出来后，基本设计的改进迅速出现，自行车的性能得到了快速提高。然后，随着S形曲线达到顶点，进一步的提升将局限于不同组件的改良，比如更好的齿轮和更轻的框架材料。随着时间的推移，新的结构，如赛车和山地车被发明出来，自行车生产技术的改进随着新S形曲线的出现继续进行。
为了从适合度景观的角度来看这个故事，我们假设有一个特定的点代表第一个自行车设计，以及与它相对应的适合度水平（见图11-4）。这一点周围都是等着被发现的潜在设计，靠近原始点的区域代表自行车设计的微小变化，距离较远的区域代表更彻底的创新。为了提高自行车的适合度，你开始做一些实验，并修改目前的设计，看看是否有一些改动会改善或降低它的性能。从适合度景观的角度来看，这等同于在附近的区域探索，看更高的山峰和更低的山谷在哪里。
图11-4 大致相关的技术景观与S形曲线
因为你是从发现的第一个自行车设计开始的，还有无数之前从未尝试过的变化。这些变化中有一些会带来更高的适合度，但大部分只会带来更低的适合度，因为建造自行车的坏方法总是比好方法多。一旦你确认了好的设计方向——景观中的高峰，你就开始朝着那个方向行进。不过，刚开始的时候，因为你在用不同的方法修改设计，尝试不同的路径，进展很缓慢。高峰在远处，而你只能在山麓徘徊。但是经过最初的漫步后，你碰上了一个优秀设计（例如两个相同的轮子或后轮驱动），这相当于找到一条通往高地的路线。在一段时间内，自行车在适合度方面的提升是非常迅速的，你每走一步，都会在高度上有显著的提升。最终，你开始接近顶峰，你向上攀爬的速度会减慢。当爬得越来越高时，你会注意到一些重要的事情：每走一步，可能的向上路径数量会减少。在开始的时候，你面前会有许多潜在的方向和未经试验的设计。但是，一旦你踏上自己的道路，接近顶峰，潜在的向上路径数量就开始减少，变成越来越多的渐进式改进。
如果物理技术空间的适合度景观完全是随机的，我们就不会看到S形曲线了。投资某项特定技术的回报也将是随机的，因为景观上的任何一步探索都会导致适合度的随机变化。如果在另一个极端，物理技术空间的适合度景观是光滑并且完全相关的（像富士山一样），那么将只有一个最好的自行车设计。我们不会争论闪电04型自行车是否会比戴尔R500的齿轮头更好，也不会经历从一条S形曲线跳到另一条S形曲线的不连续阶段。在一个完全相关的空间里，一旦设计达到顶峰，就没有别的地方可去了。相反，S形曲线是粗相关的适合度景观的几何学自然结果。
