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| 編輯推薦： |
深入探索生物进化的奥秘，拓展认知边界，培养创造性思维，过上充实且富有创造力的生活。
圣塔菲研究所外聘教授瓦格纳突破性之作，揭示生物进化与人类创造力之间的惊人相似性，助你在生活中挖掘自己的创造力，更重要的是，如何避免从善意出发却扼杀了创造力！
湛庐文化出品。
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| 內容簡介： |
《如何解决复杂问题》从生物进化的角度，解释了驱动生物进化的三大决定性力量：自然选择、遗传变异和DNA重组。在这三大力量的综合作用下，生命得以用极具创造性的方式解决进化历程中遇到的各种问题。通过在生物进化与人类创造力之间进行对比，作者发现了两者间的惊人相似性，提出了借助生物进化的智慧提升人类创造性的独创性观点！
借助对于生物进化的洞察，我们可以更好地发挥人类的创造力，让孩子过上更加充实的生活，增强商业创新能力，提升整个国家的创造力水平。
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| 關於作者： |
[奥地利]安德烈亚斯瓦格纳
圣塔菲研究所外聘教授，苏黎世大学进化生物学及环境研究专业的教授及负责人。
耶鲁大学生物学博士，奥地利维也纳大学分子遗传学学士，曾在德国、美国、法国等国开展学术交流活动，出版了《适者降临》等畅销作品。
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| 目錄：
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第一部分 生物进化中的三大力量
第1章 适合度景观：生物进化是一场征服景观高峰的壮丽旅程-003
三位大咖联手勾勒生物进化景观- 005
适合度景观的特征：抽象、简化与多维- 010
第2章 力量一：自然选择-023
分子生物学革命深化人类对生命进化的认知- 025
自然选择：驱动生物种群朝着顶峰进军- 028
自然选择的缺陷：无法帮助生物摆脱进化的死角- 033
第3章 力量二：遗传漂变- 043
王室贵族的悲歌近亲繁殖导致消亡- 045
遗传漂变：帮助物种在景观中小范围漫游- 051
遗传漂变的两面性：使强者恒强，使弱者愈弱- 055
第4章 力量三：基因重组- 067
性：帮助生物实现大规模基因重组- 075
基因重组：帮助物种在适合度景观内远距离跳跃- 078
第二部分 如何应用生物进化的力量解决复杂问题
第5章 能量景观：宝剑是如何铸成的- 087
完美的巴基球结构- 089
能量景观的最高峰藏在最深的山谷中- 091
热量变化可以帮助分子从山谷中脱困- 096
殊途同归的热运动与遗传漂变- 099
第6章 方案景观：如何解决旅行推销员问题- 101
将寻找解决方案的任务委托给计算机- 103
解决复杂问题需要最具创造性的解决方案- 105
贪婪算法：只接受更优的结果- 107
模拟退火算法：即使结果变差，也暂时接受它- 110
遗传算法：模拟物种进化，找到最佳方案- 112
第7章 思维景观1：毕加索名画《格尔尼卡》是如何创作出来的- 125
《格尔尼卡》背后的45 幅草图- 127
创造力的产生是各类想法持续进化的结果- 128
创造的过程不是一马平川，也不是一路向上- 133
第8章 思维景观2：如何激发创造性思维- 141
游戏对于创造，就如同遗传漂变对于生物进化- 143
做梦可以让意识从低矮的山丘爬下来- 146
走神可以让我们进入创造力孵化期- 147
第9章 教育景观：如何培养创造性人才和建立创造性组织-165
竞争很重要，过上富有创造力的生活更重要- 167
保护个人或群体的多样性- 171
激发内在动机，强化自主性- 172
接受失败，鼓励探索性研究- 187
后记 景观，不仅仅是隐喻
注释
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| 內容試閱：
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前言 景观思维：关于创造力的新科学
早在生命诞生之前很久，大自然就创造出了漩涡状的星系和有着热核引擎的恒星。它还创造出了绚烂夺目的晶体，比如那些在地球深处孕育了数百万年的钻石。进而，大自然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。一旦它们被组装成了最早的活细胞，达尔文进化论就开始发挥作用了。此后，生命开始永不满足地从阳光中、从富含营养的分子里汲取能量。有了分子发电机，生命得以征服地球上的每一种生态环境。从浩瀚的赤道大洋到寒冷的北极冰架，从炽热的地下熔岩到无垠的干旱平原，乃至冰雪覆盖的永久冻土，生命无处不在。
经历漫长的地质时间，单个的细胞得以聚集在一起，组成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，并开始探索大千世界。它们还学会了避敌之术与猎食之法，飞行、打洞、行走、游泳，各展其能。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，如本书中的文字。接下来就轮到了人类大显身手：从拉斯科的洞窟壁画到莫奈的风景画，从简单的算盘到复杂的超级计算机，从苏美尔的计算泥板到詹姆斯乔伊斯（James Joyce）的《尤利西斯》（Ulysses），从毕达哥拉斯定理到薛定谔方程。
这些千姿百态的成就，无一不是源自大自然的创造力。说起创造力这个词，人们可能会想到某些鸟雀，它们可以利用工具将昆虫从藏身之处逼迫出来；也可能会让人们想到某些黑猩猩，它们可以制作原始的长矛来猎杀婴猴。但我在这里想讲的是一种在化学、生物学和文化层面更为普遍的创造力形式。
人类的创造力在很大程度上符合心理学家广泛使用的一个定义：一个具有创造性的想法或者产品，就是一个能够解决某一问题的独特且适切的方法。有些问题本身就很简单，例如，怎样把一叠纸固定在一起，这些问题通常都有简单的解决方案，比如用订书机或者回形针。而有些问题则复杂得难以置信，比如如何在围棋这样的策略游戏里击败人类，这些问题也有解决方案，比如创造像AlphaGo 这样的人工智能。这些都是技术性的例子，而把创造力定义为解决问题的方法，在许多其他领域里也是行之有效的，比如艺术领域。20 世纪杰出的艺术史学家、耶鲁大学的乔治库布勒（George Kubler）曾经说过，每一件重要的艺术作品都可以看作解决某些问题的来之不易的答案。2 这并不是个人之见。稍后我们将看到，人工智能也可以采用问题求解的策略来进行艺术创作，譬如谱写出激动人心的旋律。毋庸置疑，当下的人工智能还远不能与最伟大的人类艺术大师相提并论，也许并没有任何一种心理学上的创造力定义可以描述莫扎特的乐曲、毕加索的绘画或罗丹的雕塑。但这个定义还是非常有用的，因为它仍然广泛涵盖了人类所表现出来的创造力。
更重要的是，这个定义甚至远远超出了人类的范畴。早在类似人类的大脑，抑或任何类型的大脑出现之前，生命就需要解决各式各样的问题。能够破坏富含能量分子化学键的酶，就是解决能量获取问题的一个方法。眼睛，一个令人赞叹的光学奇迹，也不过是捕食与反捕食问题的一个解决方案。抗冻蛋白（antifreeze proteins），则是冷血动物对如何在零度以下生存这个问题的一个解决方案。同样的思路甚至可以引申到生命诞生之前。例如，晶体本身就是宇宙用来解决原子或分子如何以稳定的结构进行排列这个问题的办法。
我是一名进化生物学家，一生的工作都集中在微型藻类、巨型红杉、肠道细菌和非洲大象的身上，试图理解生物进化中的创造性力量。而我发现，现存的无数物种，每一个都是一系列几近无穷的、由各种创造性成就所组成的链条中最新的一环。每一个生物体，无论是其细胞内的分子机制，还是其身体的物理结构，都是无数创新的产物。而不同形态的生命，有的可以瞬间远距离传送，有的可以披上完美的伪装，有的可以借用阳光的能量，都体现了无处不在且激情四溢的创造力。对此，我着迷不已，不能自拔。
在苏黎世大学我的实验室里，我和大约20 名研究人员组成了一个团队，共同研究不同生物体的DNA，并以此来探究大自然是如何创造出新的生命形式、新的分子类型的。在实验室内，我们还观察了几千代微生物的进化过程，研究它们是如何一路披荆斩棘，克服重重障碍的。同时，我们还比较了微生物进化与其他领域的创新过程之间的相似之处，包括晶体是如何形成的，分子是怎样自我组装的，算法又是怎么解决问题的。
我不仅是一名科学家，还是一个父亲、一名教育工作者。我正在不断探索，以求更好地养育孩子，培养下一代的科学家，雇用最有创造力的研究人员，以及建立和运营一支团队。我在整个过程中遇到的问题都非常实际，这鞭策着我查阅了大量有关人类心理学、教育研究、组织管理和创新方面的文献。
正是在这样的探索过程中，我发现大自然和人类有着惊人的相似之处，两者在创造力上如出一辙。而这本书讲述的，远不只是这些相似之处。首先，书中的内容是达尔文未知之事。自然选择理论是一座丰碑，但它只是一个起点。达尔文不知道，也不可能知道的是，自然选择会面临一些自身无法克服的障碍。本书对这些障碍进行了阐述，也解释了进化机制是如何跨越这些障碍的。
其次，这本书也将人类的创造力和现代达尔文进化论的观点进行了比较。两者之间存在着多方面、深层次的相似之处，本书将从心理学、历史和生物学研究的角度加以论证。
最后，也许是最重要的，本书还解释了这些相似性是如何帮助我们解决问题的。当今人类面临着诸多麻烦，而借助这些相似性，我们可以让孩子过上更加充实的生活，还可以增强商业创新能力，并在一个创新驱动全球领导力的世界里，提升整个国家的创造力水平。
大自然与文化的创造力为什么会如此相似呢？其中一个原因在于，凡是难题，比如怎样形成一个规则的菱形晶体，怎样的捕食策略最有效，又或者怎样的触角最灵敏，都有一个共同的特征：有多个解决方案，只不过有些实在不怎么样，有些凑合能用，少数相当不错，极少数可以称得上出色。我们可以想象，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。这种设想出来的景观又被称为适合度景观（fitness landscape），最早是由哈佛大学的遗传学家休厄尔赖特（Sewall Wright）A 提出的。20 世纪初，赖特在美国农业部进行了育种实验，旨在培育出优质的牛、猪和羊。3 通过这些实验，他发现了一些普遍而又怪异的现象：在育种过程中，即使每次都按照自然选择的方式以最优的标准进行选种，最后却始终得不到良种。最终，赖特搞清楚了背后的原因，而且创造出了适合度景观这个概念来解释这些现象。
在进化的过程中，每一个生物种群都在孜孜不倦地找寻它们所面临的问题的解决方法，鲨鱼探索的是如何在狩猎时节省体力，细菌追求的是如何摆脱抗生素的追杀，而食草动物苦苦寻找的则是怎样靠采集营养并不丰富的叶子活下去。只不过，这些探索都或多或少地带有盲目的意味。赖特把这些解决问题的过程比作在适合度景观中爬山。在达尔文式的生物进化过程中，爬上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，都在这个方案的基础上修修补补，而每走一步，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。在景观中只存在一个顶峰的时候，自然选择必然能大行其道。
只要一直保持上坡，一定不会错过最高点。但是，如果景观中存在着两座、十几座、数百座，甚至是数不清的山峰，那么自然选择可就不仅仅是不完美那么简单了，后果甚至会是致命的。在进化过程中，从一个顶峰到达下一个顶峰，也就是说，从一个方案过渡到另一个更好的方案，生物种群必须先跨过两座山峰之间的山谷，而自然选择是禁止这个跨越的过程的。自然选择不懂得以退为进的道理，只会闷头上坡，断无下坡之举，因此很可能反倒把自己卡在了远离珠穆朗玛峰的地方。赖特的这个发现，怎么形容其重要性都不夸张。所有进化的创造性产物数不清的物种，都只是上述过程的终点而已。为了征服连绵起伏的景观，自然选择必不可少，但还远远不够。
休厄尔赖特不仅发现了自然选择的这个问题，而且还发现了一个潜在的解决方案一种被称为遗传漂变的驱动进化的力量。为了理解遗传漂变能带来什么，我们可以类比一下专业的音乐家、艺术家或者田径运动员。他们的技能在趋于平稳后，不管怎么练习，都很难再上一个台阶。这些专业人士往往需要拿出脱胎换骨的决心来，从头学起。1997 年，高尔夫球冠军泰格伍兹（Tiger Woods）就经历了一个彻底重构挥杆技术的过程。1998 年的赛季，他的表现一塌糊涂，但在之后的几年里，他又打破了新的世界纪录。有时候，我们就是得先自废武功，然后才能东山再起。
由于遗传漂变的存在，生命也会发生同样的事情。对进化而言，遗传漂变至少和自然选择一样重要。遗传重组，作为一种额外的、独立的机制，使得进化中的生物体能够在适合度景观中实现巨大的飞跃，并帮助它们越过障碍，抵达顶峰。只要有性的存在，就会有重组，而性的形式，既有稀松平常、令人类沉溺其间的男欢女爱，也有奇异隐秘的细菌和植物之间的基因交流。
景观，已经成了现代科学的一个基本概念，其重要性远远超越了生物学。正如生物体在适合度景观中不断进化一样，在一种被称为能量景观（energy landscape）的环境中，分子和原子也在强烈地发生键合作用。跟适合度景观相比，能量景观也是崎岖不平的。针对这些键合作用开展的研究，不仅展现了大自然是怎样创造出钻石和雪花来的，还可以帮助我们制造出更好的分子来造福人类。
无论是在繁忙的机场进行空中交通管理，还是下围棋，我们都可以从计算机科学的角度将它们看作一个个问题，同样，也都存在着多种解决方案。这种情况下我们可以想象一个解决方案景观（solution landscape）。在利用计算机来解决复杂问题时，人们可以采用与生命进化同样的算法。更为重要的是，借助这类算法，计算机还能创造出可与人类的作品比肩，且拥有专利权的电子电路和音乐作品。
比起人工智能来，我认为更有趣也更熟悉的还是人类解决问题的思维方式。当人类在充满各种可能性的思维景观里游历时，思维采取的也是进化的方式，和生命、分子以及计算机算法探索景观时采用的方式大同小异。其中有一些创造性过程是外在的，如画家拉斐尔和保罗高更的漂泊之旅，他们带着其他画家游历了不同的国家和大陆；也有一些创造性过程是发自内心的，其中，在1891 年，物理学家、生理学家赫尔曼冯亥姆霍兹（Hermannvon Helmholtz）A 就曾在解决某些流体物理学方面的问题后这样描述他的心路历程：
我走了很多弯路，才解决了这些问题整个过程中只是碰巧连着猜对了几次。我想把自己比作一名登山者，但我并不识途，只是在那里埋头费力地爬着山。有时我会发现路走不下去，只能折返回来；有的时候，或许是因为领悟，或许是因为突发奇想，我又会在不经意间发现一条新的路，这样就能继续向上多爬一点儿；最后，当我终于到达山顶时，却又懊恼地发现，原来旁边本来就有一条捷径，而我明明已经走过一遍了。要是我足够明智，在一开始就能找到正确的起点该有多好！
我们看到，大约在赖特的书出版之前30 年，他的理论就已经被人们应用在人类思维领域了。当然，人类大脑的运作机制并不完全相同，但本质上跟漂变、重组这些概念相差不大，如果将生物进化的研究成果借鉴过来，我认为将可以促进个体思维与群体思维的进步，我称之为景观思维（landscape thinking）。景观思维可以帮助我们更好地思考问题、养育后代，以及正确地利用各种教育资源、商业政策和政府法规来促进创新。景观思维能够帮助我们的，不仅是将创新成果、生产效率和经济产出最大化。大道至简，它让我们看到，创造力其实就是探索广袤而复杂的景观的能力。普天之下，凡是新颖的、有用的、美丽的东西，其发源莫过于此。就像所有优秀的科学一样，这门科学所揭示的，是对我们和我们的世界有着深远意义的事物。
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