［按］中军博近来开辟的关于“创新”的讨论是一个很好的题目，但我觉得讨论中缺少了很重要的一环，那就是创新过程中的歧路，范例式科学。本文及后续系列试图从哲学的角度阐述这个问题。

“太阳底下无新事”。夜晚，当我们仰望星空，那浩瀚的宇宙透给我们的是神秘的向往，而不是陌生的恐惧；当我们徜徉在无际的草原，那绿叶花泽带给我们的是放松的舒坦，而不是异样的不安；甚至当我们潜入海底，那幽蓝的世界引人融入，而不是排斥；即使当宇航员踏上月球，他仍感到那里荒芜的世界似曾相识。我们之所以看到一切都有些似曾相识的亲切，那是因为我们处在一个范例的世界。

在范例世界里，一切事物都好像是从一个个规范里有机地产生出来的，认识了其中一种就很容易认识和它同系列的其它一切事物。另一方面，从一个方面看来属不同系列的事物，从另一个方面观察又和其它的事物相似，以致于整个世界就是由这样连环相似的事物组成的。这就是范例世界。

为什么这个世界是范例的？

最早明确地认识到世界的范例性的是犹太教，圣经上说“上帝用自己的形象造了人”，他嘱世上万物繁衍“各从其类”。历史上对世界的范例性研究比较深的是中世纪天主教主教圣托马斯·阿奎那，他不仅从圣经创世论的角度阐述了世界的范例性，还明确指出了范例世界的方法论，为在繁复的范例世界之上寻找真正的上帝指明了道路。从唯物论的角度看，范例世界的产生并不需要上帝的参与，我觉得只要世界的本源附合以下两条，这个世界就必然是范例的。

一）世界是由为数不多的简单材料构成的，并且他们之间相互作用的法则也简单衡定，这个一来，由它们组成的整个宇宙就是一些简单的重复的宇宙。

二）世界上的事物都有时间上的开端，那么这个世界上事物的同源性就决定了它们之间的相似性。

实际上，上面两条可以归为一句话，那就是：遵循最少指令原则产生的丰富世界必是范例世界。遵从第一条法则（规）产生的是纯粹的物理世界，遵从第二条法则里的同源性产生的主要是生物世界，还有一些事物的产生尊从第一和第二条两条法则。下面是一些范例的典型例子。

首先，让我们从原子开始。原子是组成普通物质的最小单位，当人第一次研究原子结构的时候得到的竟是一个太阳系模型，即电子在原子核外运动就象行星围绕太阳旋转一样（波尔的原子模型）。在这两种不同的物质，原子和星系，尽管在尺度上相差巨大，但它们组成的体系却惊人地相似，好像是遵从同一规范而产生的。的确，决定原子和星系各自体系的主导力分别是电磁力和引力。这两种力尽管性质不同但行为完全相同。这就造成原子和星系的行为非常相似。

我们周围最常见到的物质是晶体，包括土壤和岩石，岩石是由岩浆结晶而来的，而土壤是风化了的石头，他们的基本单元都是矿物晶体。一个晶体的形成可以分为两步，成核作用和延伸。成核作用是相对缓慢的一个过程，需要较高的自由能，所以其决定因素是自由能的变化这一物理法则，而一且成核后，晶体延伸则迅速扩大到融岩，从而形成宏观上的晶体。所以晶体形成的两步分别遵从了第一和第二两条法则。成核作用遵从的是规（物理法则）而形成一个核，而延伸过程怎利用这个核作为范进一步产生例，是第二条法则。有趣的是，有些矿物质可以形成不同的晶体或者形成包含不同晶型的多晶体，这是因为它们在成核阶段生成了多种不同的核范的缘故。这一现象在复杂体系里非常常见，比如培养蛋白质等生物分子的单晶体非常困难，原因在于复杂分子的不同晶型之间的自由能相差不大，在成核阶段容易形成多种不同的核范。

我们周围世界里最明显的范例当然是生物物种，包括动物，植物，和微生物。它们都从其亲本遗传从而产生和亲本相同(无性生殖)或者相似（有性生殖）的子代。这一“各从其类”的繁衍方式是最直接的同源性范例例子。

比生物遗传更为奇妙的是生物学上的个体发育重演系统发育的现象，即Haeckel的生物重演律。比如人从受精卵开始的胚胎发育，就重演了动物从简单到复杂的进化过程，包括了腔肠动物，脊椎动物，哺乳动物，灵长类等一系列重大步聚。这一现象曾作为达尔文进化论的一个有力证据，但却不能用简单的遗传学来解释。要解释这一现象需要用到“历史演替与路途有关”这一法则。

同样遵从这一法则的还有人类文明的演化，人类文明的发展似乎在重演一个人的成长历程。文明初期的神话阶段相当于一个人幼儿时的童话期，人类的宗教崇拜阶段对应于一个人青少年的理想追求期，文艺复兴时人性的解放和随之而至的科学发展标志着人类开始走向成熟，而现在的人类正处在文明的盛年。这些大尺度的重演现象至今一直没有可靠的科学解释，甚至对这些现象的描述都存在争议，但近年来研究生物基因组而新发现的 Meta-genetics（超遗传学，后遗传学）为这些现象的解释提供了线索。超遗传学（meta-genetics）表明不仅决定生物性状的基因是遗传的，决定基因表达次序或表达时间的因素也是遗传的，也就是说基因组不仅知道该干什么，还“记住“了什么时候干哪一件事。这就为“历史演替与路径有关”这一法则提供了依据。

所以，从原子结构到人类文明，处处都能看到范例，我们所处的就是一个范例的世界。这也解释了为什么后起的、具有类（class）和范例（instantiation）功能的的语言，比如 C++ 和Java，很快成为了最常用的计算机语言，因为它们是对这个范例世界最直接的描述。

＊请不要混淆这里的范例和兔子博的范例，尽管都借用了“范例”这个词，但两者的产生机制，内涵，以及对世界的看法都是不相同的。要了解这些差别，请见我的博文《兔子的范例到底是什么？》。

2015.3.8

相关博文：范例世界与范例式科学（下）