［按］中軍博近來開闢的關於“創新”的討論是一個很好的題目，但我覺得討論中缺少了很重要的一環，那就是創新過程中的歧路，範例式科學。本文及後續系列試圖從哲學的角度闡述這個問題。

“太陽底下無新事”。夜晚，當我們仰望星空，那浩瀚的宇宙透給我們的是神秘的嚮往，而不是陌生的恐懼；當我們徜徉在無際的草原，那綠葉花澤帶給我們的是放鬆的舒坦，而不是異樣的不安；甚至當我們潛入海底，那幽藍的世界引人融入，而不是排斥；即使當宇航員踏上月球，他仍感到那裡荒蕪的世界似曾相識。我們之所以看到一切都有些似曾相識的親切，那是因為我們處在一個範例的世界。

在範例世界裡，一切事物都好像是從一個個規範里有機地產生出來的，認識了其中一種就很容易認識和它同系列的其它一切事物。另一方面，從一個方面看來屬不同系列的事物，從另一個方面觀察又和其它的事物相似，以致於整個世界就是由這樣連環相似的事物組成的。這就是範例世界。

為什麼這個世界是範例的？

最早明確地認識到世界的範例性的是猶太教，聖經上說“上帝用自己的形象造了人”，他囑世上萬物繁衍“各從其類”。歷史上對世界的範例性研究比較深的是中世紀天主教主教聖托馬斯·阿奎那，他不僅從聖經創世論的角度闡述了世界的範例性，還明確指出了範例世界的方法論，為在繁複的範例世界之上尋找真正的上帝指明了道路。從唯物論的角度看，範例世界的產生並不需要上帝的參與，我覺得只要世界的本源附合以下兩條，這個世界就必然是範例的。

一）世界是由為數不多的簡單材料構成的，並且他們之間相互作用的法則也簡單衡定，這個一來，由它們組成的整個宇宙就是一些簡單的重複的宇宙。

二）世界上的事物都有時間上的開端，那麼這個世界上事物的同源性就決定了它們之間的相似性。

實際上，上面兩條可以歸為一句話，那就是：遵循最少指令原則產生的豐富世界必是範例世界。遵從第一條法則（規）產生的是純粹的物理世界，遵從第二條法則里的同源性產生的主要是生物世界，還有一些事物的產生尊從第一和第二條兩條法則。下面是一些範例的典型例子。

首先，讓我們從原子開始。原子是組成普通物質的最小單位，當人第一次研究原子結構的時候得到的竟是一個太陽系模型，即電子在原子核外運動就象行星圍繞太陽旋轉一樣（波爾的原子模型）。在這兩種不同的物質，原子和星系，儘管在尺度上相差巨大，但它們組成的體系卻驚人地相似，好像是遵從同一規範而產生的。的確，決定原子和星系各自體系的主導力分別是電磁力和引力。這兩種力儘管性質不同但行為完全相同。這就造成原子和星系的行為非常相似。

我們周圍最常見到的物質是晶體，包括土壤和岩石，岩石是由岩漿結晶而來的，而土壤是風化了的石頭，他們的基本單元都是礦物晶體。一個晶體的形成可以分為兩步，成核作用和延伸。成核作用是相對緩慢的一個過程，需要較高的自由能，所以其決定因素是自由能的變化這一物理法則，而一且成核後，晶體延伸則迅速擴大到融岩，從而形成宏觀上的晶體。所以晶體形成的兩步分別遵從了第一和第二兩條法則。成核作用遵從的是規（物理法則）而形成一個核，而延伸過程怎利用這個核作為范進一步產生例，是第二條法則。有趣的是，有些礦物質可以形成不同的晶體或者形成包含不同晶型的多晶體，這是因為它們在成核階段生成了多種不同的核范的緣故。這一現象在複雜體系裡非常常見，比如培養蛋白質等生物分子的單晶體非常困難，原因在於複雜分子的不同晶型之間的自由能相差不大，在成核階段容易形成多種不同的核范。

我們周圍世界裡最明顯的範例當然是生物物種，包括動物，植物，和微生物。它們都從其親本遺傳從而產生和親本相同(無性生殖)或者相似（有性生殖）的子代。這一“各從其類”的繁衍方式是最直接的同源性範例例子。

比生物遺傳更為奇妙的是生物學上的個體發育重演系統發育的現象，即Haeckel的生物重演律。比如人從受精卵開始的胚胎發育，就重演了動物從簡單到複雜的進化過程，包括了腔腸動物，脊椎動物，哺乳動物，靈長類等一系列重大步聚。這一現象曾作為達爾文進化論的一個有力證據，但卻不能用簡單的遺傳學來解釋。要解釋這一現象需要用到“歷史演替與路途有關”這一法則。

同樣遵從這一法則的還有人類文明的演化，人類文明的發展似乎在重演一個人的成長曆程。文明初期的神話階段相當於一個人幼兒時的童話期，人類的宗教崇拜階段對應於一個人青少年的理想追求期，文藝復興時人性的解放和隨之而至的科學發展標誌着人類開始走向成熟，而現在的人類正處在文明的盛年。這些大尺度的重演現象至今一直沒有可靠的科學解釋，甚至對這些現象的描述都存在爭議，但近年來研究生物基因組而新發現的 Meta-genetics（超遺傳學，後遺傳學）為這些現象的解釋提供了線索。超遺傳學（meta-genetics）表明不僅決定生物性狀的基因是遺傳的，決定基因表達次序或表達時間的因素也是遺傳的，也就是說基因組不僅知道該幹什麼，還“記住“了什麼時候干哪一件事。這就為“歷史演替與路徑有關”這一法則提供了依據。

所以，從原子結構到人類文明，處處都能看到範例，我們所處的就是一個範例的世界。這也解釋了為什麼後起的、具有類（class）和範例（instantiation）功能的的語言，比如 C++ 和Java，很快成為了最常用的計算機語言，因為它們是對這個範例世界最直接的描述。

＊請不要混淆這裡的範例和兔子博的範例，儘管都借用了“範例”這個詞，但兩者的產生機制，內涵，以及對世界的看法都是不相同的。要了解這些差別，請見我的博文《兔子的範例到底是什麼？》。

2015.3.8

相關博文：範例世界與範例式科學（下）