9 系统优于个体

　　媒体实验室聚集了一批世界最有成就的艺术家、思想家和工程师，实验室隶属的麻省理工学院总体也是这样。或者就此而言，马萨诸塞大街另一端的学术机构——哈佛大学同样如此。让媒体实验室与众不同的是，在尊重能力和才能的同时，这里最被看重的品质是原创思维、大胆实验和极致追求，这些品质在大多数院系都会很快引起麻烦。媒体实验室引以为傲地自称为“错置玩具的归岛”（出自圣诞主题动画片《红鼻子驯鹿鲁道夫》）。事实上，它更像是“超级英雄军团”。

　　即便在媒体实验室这样的环境中，其研究范围跨越多个学科的神经科学家埃德·博伊登依然脱颖而出。世界经济论坛是世界最顶尖企业高管、政治领袖和时尚人士参加的年度会议，人们经常谈起博伊登参加世界经济论坛时的一段有趣故事。讨论并购、条约和数十亿美元交易这类实际行动总会避开官方正式场合，往往在晚餐或私人聚会中举行。在这样的场合，你甚至会发现波诺和加拿大总理贾斯廷·特鲁多（Justin Trudeau）交流园艺技巧。因此，博伊登参加了大会最后一晚举行的著名“书呆子晚餐会”（Nerds Dinner）。晚餐开始时，美国有线电视新闻网（CNN）主持人法里德·扎卡里亚（Fareed Zakaria）和美国国立卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯（Francis Collins）等在场的嘉宾们简要介绍了自己的成就和目标。轮到博伊登时，长着络腮胡、有些不修边幅的他起身环顾了周围声名显赫的各位嘉宾后说道：“我叫埃德·博伊登。我正在揭秘大脑。”说完就坐下了。

　　如果博伊登夸大其词或自我吹捧，故事就不会这样让人印象深刻。博伊登是传统的科学家，具备这个职业的品质——小心谨慎，对一切持怀疑态度。他说自己正在揭秘大脑，因为事实表明他是朝这个方向努力的。大脑是我们最神秘的器官，我们孜孜不倦地研究和探索，然而收效甚微。但在过去十几年中，相关研究已经有了长足进步，这很大程度得益于36岁的博伊登的一些突破性研究所发挥的关键作用。

　　直到最近，科学研究大脑的方法还和研究肾的方法一样。换句话说，研究者将这个器官视为“个体”，将整个研究的核心放在专攻它的解剖结构、细胞组成以及其在体内发挥的功能。博伊登并未遵循这种学术传统。他在媒体实验室中的研究小组叫作合成神经生物学小组，倾向于将大脑看成是动词而不是名词，它不是单独的器官，而是重叠系统的中心，要在决定其功能的刺激因素不断变化的背景下去理解它。

　　博伊登的小组是一群实用主义者，注重实践而非理论，这一点并不令人感到惊讶。他说：“我会询问刚进入小组工作的人设想大脑的难题将在50年后得以解决，我们需要发明许多工具以实现这一目标。需要的工具会是什么，哪一个是我们现在要着手做的？”他的实验室里既有电动工具和焊接板，也有烧杯和移液管。由于整个研究体系并不在乎学科之间清晰的边界，博伊登有意识地招聘多种学科背景并多才多艺的研究者。他带领的40人的团队由最好的研究员、助理、博士后以及研究生组成，其中包括一位前小提琴演奏家、风险投资人、比较文学学者和几个从大学退学的人。

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　　揭秘大脑不是一个“难题”，难题是试图简单表达出“挑战”的数量和性质，这些挑战相互关联，阻挠我们理解大脑这个可以理解一切的器官。其中的一个挑战单单从规模上说就十分骇人：人类的大脑平均有1 000亿个神经元。如果用人口类比神经元，一平方毫米大脑组织（想象一下一粒罂粟籽大小）就能容纳美国加利福尼亚州伯班克市的人口。这还没有把周边将要变成神经元的1万亿个神经胶质细胞计算在内，它们就像为印地赛车手服务的维修站机械师。

　　让神经科学家感到惊叹也困惑的并不是大脑中细胞的数量，而是存在于细胞和细胞之间的东西。无法追溯哪些特定的神经元生成爱，也找不到导致不同形式愤怒的确切的大脑区域。意识是“涌现”原则的终极表现。依我们所见，在我们呼吸的每一秒，大脑中数不清的、互相冲撞的化学信号形成意识。单一神经元和其他神经元之间有数以百万亿计的连接，也称为突触。这些连接等同于数千个银河系一样的星系中的众多恒星，这一点解释了为什么大脑的复杂程度堪比宇宙，它是人类认知中一片广大而未知的前沿领域。

　　这些连接产生的计算能力足以让任何一个人重拾自尊。你的大脑能存储2.5千万亿字节的数据量，这意味着只需10个人以及他们携带的脑灰质，就可以超过1995年所生产的全部硬盘的存储量。尽管人类成功制造了超级计算机，具有和大脑一样的22亿倍每秒百万浮点运算速度，但数量仅有4台，每台都占满了整个仓库，所耗能量可供一万个家庭使用。而大脑仅耗费点亮一盏电灯泡的能量。所以，揭秘大脑不是一个“难题”，这是历史的困局，没有先例或可供参考的样本。

　　并不只有探索大脑挑战了传统的方法。本书之前提到的许多难题也是如此。开发应对极端气候变化的天气预报？构建金融市场，使其既覆盖全球、运行稳健，又有足够的韧性可以从难以避免的失败中重新复苏？博伊登说，二者都是属于21世纪的特殊问题。他说：“关于登月计划，人们说了很多，但登月计划最初的实现是建立在物理学的经典定律上。基础科学相当于建造模块，都是已知的。”

　　但无论是治愈阿尔茨海默症还是学习如何预测不稳定的气象系统，这些新问题似乎在本质上存在不同，需要从复杂的体统中寻找所有的建造模块。“我们即将不得不进入的领域是人类大脑一时很难理解的，”博伊登说，“但这并不意味着我们应该听大脑的指令不再直面现实。”简单来说，这些领域本身就包含了复杂的系统。

　　解决包含复杂系统的难题突出了跨学科方法和“反学科”方法之间微妙却非常重要的区别。跨学科方法可能包括让物理学家和细胞生物学家在被称为细胞生理学的跨学科领域一起工作。但博伊登提出了一个更深刻的问题：如果解决这些棘手的问题需要完全重建科学，即创建全新的学科，或倡导一种完全避开既有学科的新方法，又会怎样呢？博伊登更喜欢使用“全学科”（omnidiciplinary）这个词。

　　15岁那年，博伊登高中毕业进入麻省理工学院。他在过完16岁生日两周后开始上课，四年后他获得了两个学士学位和一个硕士学位。他的研究方向包括激光和量子计算，他身上有自相矛盾的两个特点：既充满干劲儿，也像E. B.怀特（E. B. White）曾描述的那些拥有永不满足、开放头脑的人那样——“愿自己是幸运的”。或者换一种说法，博伊登不会在研究的“个体”四周划定严格的边界，他的研究不限于“个体”。相反，令他着迷的是生命本身，是生命中所有富有活力的复杂性——一个不同化合物化学反应的过程，比如细胞如何复制，或如何癌变。

　　在麻省理工学院的最后一年，博伊登花了几周时间待在新泽西州的贝尔实验室。在那里，他发现了一群拥有不同背景的科学家追求一个共同的目标：攻克大脑。具体来说，他们试图理解鸟的神经回路如何产生鸟鸣。博伊登发现，既对焊电路板感兴趣又对理解最终要运用的复杂数学算法着迷的人特别适合攻克大脑。因此，这一年还没有结束时，博伊登就到了斯坦福大学，开始攻读神经科学博士学位。

　　斯坦福大学有自己攻克大脑的研究队伍。博伊登很快结识了一名医学专业学生卡尔·戴瑟罗斯。两人进行了长时间的头脑风暴，寻找触发特定神经元的方式。这些方式和现阶段脑科学研究方法不同，实际是内嵌于生命体的大脑中。他们想到一个方法，使用磁珠打开个体神经元内的离子通道。但博伊登很快找到了另一种实现相同目的却完全不同的途径，用一种叫作视蛋白的对光敏感蛋白质，“通过对光的反应将离子打入神经元或从中抽出”。

　　这些一直被视作边缘项目，过了几年戴瑟罗斯和博伊登才重拾最初激活单个神经元的想法。2004年，成为博士后的戴瑟罗斯和博伊登决定提取一份视蛋白样本开始相关研究。当年8月，博伊登走进实验室，将一盘培养的神经元细胞放在显微镜下，开始用他编写的程序对神经元细胞施以蓝光脉冲。“让我惊讶的是，我修改的第一个神经元细胞对蓝光做出反应，发出了精确的动作电位。当晚我搜集了相关数据，论证了一年后我们发表在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）期刊上的那篇文章中的所有核心原则，宣布了光敏感通道蛋白ChR2可用于神经元去极化。”

　　这是一项十分重要的突破，2015年戴瑟罗斯和博伊登每人获得了300万美元奖金，他们的努力获得了认可。这笔奖金来自于马克·扎克伯格和其他科技界慈善家设立的“突破奖”。此前，神经科学家只是观察发生在大脑中的一切，观察大面积的神经元细胞对某种刺激做出反应，并试图推测其中的因果关系。但有了戴瑟罗斯和同事称为“光遗传学”的新技术后，研究者可以刺激单个神经回路，并观察其反应。

　　博伊登很快就与他人分享光遗传学带来的荣誉，既有他的合作者，也有2005年他和戴瑟罗斯第一次公开他们方法时那些紧紧追踪动态的其他科学家。然而绝非巧合的是，用一位知名神经科学家的话说，“想人之未想”的这两位都是局外人，他们将大脑置于更大的系统中进行研究。如博伊登所说，创造“大脑的光开关”需要分子生物学、基因工程、外科手术、光学纤维和激光方面的技术。其中只有一项能在标准的神经学课程中找到。

　　光遗传学给大脑研究带来了革命性变化。自光遗传学出现以来，博伊登和其他研究者已经改进了相关技术，通过基因改造使神经元识别不同颜色的光。未来几年内这项技术就可以实现临床应用，尽管首例患者试验2016年才获批准。几年前，博伊登和一组研究人员使用这项技术治愈了老鼠的失明。虽然不可能准确描述失明的老鼠在植入对光敏感的细胞后到底“看到”了什么，但研究者判定这些老鼠同不失明的老鼠一样能通过出口被亮色标注的六臂迷宫，而且要比那些没有接受治疗的失明老鼠容易得多。其效果在10个月的研究期间治疗一直有效。

　　光遗传学的应用不限于神经学领域，或仅仅治疗特殊种类的失明。在博伊登、戴瑟罗斯和张峰研发这项技术的10年间，它已被应用于研究大脑功能，用于控制与嗜睡症相关的神经元，治疗帕金森氏症和其他神经性紊乱症，还被用于研究心脏起搏——设想一个成为心脏一部分受它调节的起搏器，以及治疗癫痫。随着新的视蛋白在微生物和藻类中被发现，光遗传学应用的可能性大大增加，因为这些视蛋白可以对不同类型的光做出反应，在哺乳动物细胞中工作方式不同，允许多通道控制不同群落细胞，也可使用比如说红光而不是蓝光。此外，光遗传学也帮助带动了其他技术的进一步发展，如神经记录和神经影像技术。

　　“这个星球上有超过10亿人遭受某种大脑紊乱的痛苦。”博伊登说，“许多这类疾病，从帕金森氏症、癫痫到创伤后应激障碍，最终都可能通过从光遗传学中汲取的方法治愈。”

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　　伊藤穰一在加入媒体实验室后不久访问了底特律。近期他启动了一个名为“创客行会”（Innovators' Guild）的项目，旨在将新奇的想法引入长期处于“真空状态”的著名学术研究机构，同时让媒体实验室连接更广阔的世界。该项目的联合发起方是奈特基金会和设计咨询公司艾迪欧（IDEO）。三家机构的目标是将媒体实验室的创新想法付诸实践，解决底特律中心贫民区的一些迫切问题，如制造新颖的产品。

　　但当到达底特律后小组发现，当地社区对困难有着不同的认识。许多路灯的电线因为可回收利用而被人扯走卖钱，当地许多街道在晚上一片漆黑。一些媒体实验室的设计者开始寻找潜在的解决方案，他们使用带有塑料组件的光伏系统。但是，在和社区中的更多人交谈后，他们再一次发现自己最初的想法是不对的。缺电不是真正的问题，真正的问题是缺少路灯使得人们无法知道社区的其他人在哪里，这让他们没有安全感。小组主动放弃了最初的想法，否则无法与这些人一起工作并倾听他们的声音，媒体实验室的工程师和设计专业的学生帮助底特律市民找到了一个解决方法，利用社区资源、发动社区成员安装路灯。

　　学生和设计者与社区成员坐下来讨论时发现，当地唯一的零售商店就是酒类商店，而且生意似乎不是很好，直到他们了解到这些商店也卖可以拆开的手电筒。他们花了几天时间教孩子们焊接。孩子们制造了可穿戴的装置，不但能发光，还能让他们在黑暗中找到彼此。他们没有围绕这个东西讲理论，而是帮助孩子们制作。大多数点子都来自孩子们自己，这一点让人十分激动。这件事给媒体实验室的小组的启示是，负责任的干预意味着要理解任何一项创新将在更大“系统”中发挥的作用。相对来说，任何由媒体实验室自己设计的东西都是“个体”。光伏电是否能进入底特律混乱的社区，适应特殊的需求、环境和复杂性？有这个可能，但那更多的是出于偶然，而非刻意为之。

　　“系统优于个体”原则让人认识到，负责任的创新不只需要速度和效率，同时也要持续关注新技术带来的整体影响，以及理解人、社区和环境之间的关系。

　　前几代人的创新主要受涉及个人利益或企业利益的问题驱动，比如“这个东西能给我带来什么？我如何用它去赚钱？”然而，创新者不用考虑生态、社会和互联网的影响而去开发新产品和新技术的时代已经过去。未来，驱动创新必须考虑到创新潜在的系统影响。我们运用这个策略，可以保证未来的创新对我们生存的多种自然系统有积极影响，或至少是不好不坏的影响。

　　为实现这一目标，我们必须对目标社区有更加全面的了解。对媒体实验室来说，这就是将研究重点从创造“个体”向构建关系转变，让媒体实验室成为网络中的一个节点。过去，媒体实验室好像是一个创新型人才、产品和想法的大容器。这不是说媒体实验室从没有做过提高用户界面、鼓励个体以及扩展数码装置的潜能来促进社交和通信之类的事。媒体实验室的一些项目涉及构建网络本身，比如“驴网”（DonkeyNet，顾名思义就是利用“驴”的运载能力为偏远地区提供无线Wi-Fi）之后名为DakNet，这个项目成了“印度的电子邮递员”。此前，实验室其他的项目关注了移动诊断，乡村医疗工作者的工具，也包括硬件方面，如“一个孩子，一台电脑”计划（One Laptop per Child，OLPC）。该计划设计了一款低成本笔记本电脑，后来是平板电脑，保障全世界的孩子都有电脑可用。

　　过去几年间，媒体实验室试图靠近一种模式，将实验室看成一个使用广泛网络的平台，可以连接全球社区，吸引不断增多的多样化的投入。通过“实验室主任研究学者计划等项目，实验室不断拓展与慈善基金会、个人慈善家和全球不同社区的合作，建立起从利比亚到底特律、从国际象棋大师到僧人的跨大洲、跨领域研究学者网络。DakNet计划和“一个孩子，一台电脑”计划等过往项目为迫切需要的互联互通提供了资金，而实验室主任研究学者计划则属于不断扩展的人类知识和倡议网络的一部分。

　　“系统优于个体”为我们阐释了这样一个原则：干预每一项科学和技术的创新必须考虑到其对全球网络的整体影响。

　　将之与受价格和工程因素影响的传统工业设计进行对比。一个阐释传统工业设计方法的著名案例是福特汽车。亨利·福特（Henry Ford）授权T型车使用黑色漆，因为它干得更快。但普利茅斯州立大学特伦特·E.博格斯（Trent E. Boggess）教授近期的研究对这件事提出了疑问，他的不同解释也表明福特是用“个体”的观点来看待T型车的。博格斯说：“T型车是实用性最强的车。福特无疑认为对于车辆喷漆，黑色是最实用的颜色。T型车被喷成黑色不是因为黑色漆干得快，而是因为它廉价且十分耐用。”

　　尽管廉价，但耐用的喷装可能成为车被看好的一项品质，这些车的受众是普罗大众，“价格低到正常收入的人都买得起——和家人一道享受在上帝的开阔大地上飞驰的快乐时光。”但事实证明，这并不是购车人唯一想要的东西。1927年，廉价耐用的T型车被A型车所替代，后者吸收了众多时尚审美元素和福特此前排斥的高科技。

　　尽管这些改变是为了迎合大众的需求，但直到20世纪80年代，社会科学研究才系统地在设计中得以应用。结果出现了以人为中心，试图回应用户各项需求的设计。如同史蒂夫·乔布斯所言，“要从客户体验着手，再返回到技术层面”。到20世纪90年代末，这种设计演化成了参与式设计，用户可以贡献自己的想法。之后又进一步发展成为共同设计，即邀请用户自己成为设计者。

　　共同设计的本质便是激发用户寻找解决方法的能力，这一解决方法根植于他们所在的系统中，并对系统有所回应。许多这样的解决方法具有高度专属性，特别适合创造它的人，但并不具有普适性。在亨利·福特所处的工业化时代，这种方式是致命的，但现代数码和制造技术使得为少数用户定制产品和软件变得越来越可行。

　　这种方式的优势之一是能打造出高度有韧性的系统，当其用户需要变化时可以快速响应。与福特用A型车替代T型车时需要全部重组设备不同，一个专注投入的群体可以立即重新设计方案，或差不多接近这种效果。

　　当然，共同设计并不是唯一寻找基于系统的解决方案的方式，媒体实验室也不是唯一将这条原则融入工作当中的机构。谷歌在介绍其无人驾驶汽车时，强调汽车本身只是一个“个体”，驾驶它的人工智能是“系统”，只不过无缝衔接地融入了其他所接触的系统。正因为如此，传感器和软件都设计成能处理现有的道路设施情况，解决比如醉驾和帮助行动不便者驾车等共同问题。基于“个体”的方法设计无人驾驶汽车，得到的至多是昂贵的玩具，或被设计成能使车企利润最大化的货运汽车。然而，谷歌利用基于“系统”的方法，则是旨在为人们的生活带来真正的变化。

　　附言：在“白色空间”内工作

　　2016年3月，媒体实验室联合麻省理工学院出版社出版了《设计与科学期刊》（JoDS, Journal of Design and Science）一书，试图让设计和科学走得更近。

　　将两者连接在一起的做法包括审视设计的科学和科学的设计，以及两者的动态关系。目的是用媒体实验室有代表性的“反学科”研究风格催生出充满创意而又适应性强的方法。

　　当我想到我们创造出的“空间”时，我会想起一张代表“所有科学”的巨大的纸。各种学科就是这张纸上很多分布广泛的小黑点，而点与点之间大量的白色空间代表了“反学科”研究的空间。很多人愿意在这个白色空间施展身手，但对这片区域的学术资助非常少，如果没有其中一个黑点背后的学科重要性的话，靠白色空间获得一个终身教职更加困难。

　　此外，使用传统学科研究的方法越来越难以解决许多有趣的问题，也包括那些怪异的、棘手的难题。揭秘人类身体的复杂性就是一个很好的例子。我们快速取得突破的最佳机会是通过一个协作性的“科学”方法，但相反我们似乎无法跨越“多科学”方法，众多不同学科组成复杂的马赛克，经常让我们无法知道看的是同一个问题，因为我们的语言有特定含义，我们的显微镜设置也不同。

　　学术资助和学术进展大多分散在各个学科，要花更大力气和更多资源才能做出特殊贡献。尽管学科之间或超越学科的空间对于搞学术研究来说存在风险，但那里的竞争也会更少；可以用更少的资源测试有前景、“离经叛道”的方法；通过消除现存学科间那些不好的连接，挖掘能够发挥巨大影响的潜力。互联网以及计算、制模和生产成本的下降也使许多研究成本得以下降。

　　设计对大部分人来说已经成了一个箩筐，里面装了很多不同的东西，失去了含义。另一方面，设计包罗了很多重要的思想和做法，在设计的背景下设想科学的未来，也可以在科学的背景下设想设计的未来，这会是一个有趣的、有成果的尝试。

　　设计已经从对有形和无形东西的设计演变到对系统的设计，再到对复杂适应性系统的设计。这种演变也带来设计者职责的变化。他们不再是位于中心的规划者，而是其工作系统内的参与者。这是一项根本性转变，需要一套新的价值与之匹配。

　　现在很多为企业或政府工作的设计者，在研发产品和系统时首要关注点是确保社会更高效地运行。但是这些行为的初衷并不包括关注企业和政府需要之外的其他系统。这些被忽视的系统，比如微生物系统，陷入了困境，也向设计者发出了严峻的挑战。

　　麻省理工学院教师内里·奥克斯曼和尹美真开设了一门很受欢迎的课程，叫“跨越规模的设计”。课程讲授的设计规模从微生物到天体物理学。尽管设计师和科学家无法预测复杂的自适应系统的结果，尤其是在所有系统规模上进行预测，但我们可以察觉、理解并对我们在系统内的干预行为负责。这更像是那些我们无法完全控制结果的设计，更像是生孩子并影响他或她的成长过程，而不是设计一个机器人和汽车。

　　从事这种设计的一个例子是媒体实验室的副教授凯文·埃斯韦尔特，他自称是“进化的雕刻家”。他致力于研究如何编辑生物群体的基因，如携带莱姆病的老鼠和携带疟疾的蚊子，使得它们能抵抗病原体。这项叫作CRISPR基因驱动的技术是编辑基因的工具，它可以让携带被修改基因的生物体放归到野外后，它们所有的后代以及后代的后代都会保留下相应的基因改变，进而让我们有可能消灭疟疾、莱姆病和其他病媒传播疾病和寄生虫疾病。埃斯韦尔特关注的不是基因编辑工具或某个生物体，而是整个生态系统，包括我们的健康系统、生物圈、社会，还有考虑此类干预的能力。

　　作为参与型设计师，我们关注改变自身以及我们做事的方式，目的是为了改变世界。从这样的新视角出发，我们能更有效地解决那些不适应当前学术系统但是极端重要的问题：本质上，我们在寻找那些重塑我们思维的方式，通过影响自身进而影响世界。

　　——伊藤穰一