張俊

無(wú)論是哪種模式，都盡力給使用者營(yíng)造出“隨身帶著幾畝地”的體驗(yàn)

對(duì)人類來(lái)說(shuō)，需要詩(shī)和遠(yuǎn)方，更需要面包和馕。

好萊塢動(dòng)畫片《美食從天降》里，刻畫出一個(gè)瘋狂科學(xué)家弗林特·洛克伍德的人物，致力于解決人類的吃飯問題。他認(rèn)為，讓人人都有東西吃的最好辦法是：讓食物像雨雪一樣，直接從天上落下來(lái)，送到每家每戶的門口。通過電腦程序和巨型機(jī)器，弗林特達(dá)到了目的，彩色的云朵載著肉丸子、烤乳豬、漢堡、意大利面、冰激凌從天而降。

這種“天上掉美食”的事情，甚為奇幻。可在現(xiàn)實(shí)中雖然還沒有生產(chǎn)無(wú)限食物的能力，但科學(xué)家們也正朝類似的道路上大步前行，而他們邁出的第一步是：利用信息技術(shù)來(lái)生產(chǎn)盡可能多的食物。

科學(xué)家們采用水耕和氣耕等無(wú)土栽培農(nóng)業(yè)技術(shù)，充分利用室內(nèi)空間種植大量的食物。

讓電腦“精耕細(xì)作”

精耕細(xì)作一直是東亞農(nóng)業(yè)的光榮傳統(tǒng)，農(nóng)民們通過對(duì)有限的土地進(jìn)行精細(xì)化的種植管理，創(chuàng)造出高畝產(chǎn)量來(lái)養(yǎng)活這一地區(qū)龐大的人口。

但說(shuō)到對(duì)種植參數(shù)進(jìn)行細(xì)致管理，有什么會(huì)比電腦的數(shù)據(jù)庫(kù)更擅長(zhǎng)的呢？2015年，麻省理工學(xué)院開啟了“開放農(nóng)業(yè)倡議”這一偉大的實(shí)驗(yàn)。

該倡議是通過開發(fā)基于開源的硬件和軟件平臺(tái)之上的感應(yīng)控制水耕和氣耕農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，旨在推動(dòng)更多人進(jìn)行食物生產(chǎn)。從傳統(tǒng)上說(shuō)，讓十指不沾陽(yáng)春水的人去種菜并不容易，但“技術(shù)宅”們開發(fā)出被稱作“食物電腦”的系統(tǒng)，能讓新手們?nèi)缤谔摂M的“開心農(nóng)場(chǎng)”里一樣，對(duì)種植容易上手。

科學(xué)家們通過使用控制環(huán)境的農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺(tái)，采用包括水耕和氣耕在內(nèi)的無(wú)土栽培農(nóng)業(yè)技術(shù)，充分利用室內(nèi)空間種植大量的食物。也就是說(shuō)，這種“食物電腦”使用自動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)控制和監(jiān)控特制，來(lái)控制容器內(nèi)的氣候、能源和植物生長(zhǎng)?？刂频臍夂蜃兞堪ǘ趸?、溫度、濕度、氧氣、氫氣、導(dǎo)電性和根系溫度等。同時(shí)，在植物整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，通過電表、傳感器和化學(xué)定量給料器監(jiān)控和調(diào)整能源、水和礦物質(zhì)，使之保持最適宜植物生長(zhǎng)的狀態(tài)。

“食物電腦”有著豐富的菜單選項(xiàng)，其每一種特定的氣候狀況可以視為一種氣候配方模式，每一種氣候配方模式都適合種植出特定的植物。

不同氣候狀況下種植出的植物在顏色、大小、質(zhì)地增速、產(chǎn)出、味道、營(yíng)養(yǎng)密度等方面有所差異。因此“農(nóng)業(yè)新手”們能夠通過自己的喜好來(lái)調(diào)整植物生長(zhǎng)的形態(tài)。

當(dāng)人們?cè)谡務(wù)撁牢兜拿绹?guó)大櫻桃時(shí)，他們實(shí)際上是在談?wù)撁绹?guó)特定的生長(zhǎng)氣候狀況。如果把這種氣候下種植櫻桃時(shí)所需要的二氧化碳、氧氣都編碼成氣候配方，人們就可以掌握植物的表征組——果實(shí)的大小、營(yíng)養(yǎng)成分、形狀、顏色、口感等，這些都能通過控制植物生長(zhǎng)氣候環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整，只要參數(shù)正確，那么每個(gè)人都可以種出鮮美多汁的美國(guó)大櫻桃。

簡(jiǎn)單地種出個(gè)各種食物只是“食物電腦”功能的第一步，這一系統(tǒng)還能讓食物高產(chǎn)，這樣才能滿足盡可能多的需求。而在實(shí)驗(yàn)室里，“食物電腦”的表現(xiàn)很不錯(cuò)：麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在區(qū)區(qū)5.6平方米的地方，種出了足夠三百人吃一個(gè)月的食物。

而這樣的高產(chǎn)也是電腦精耕細(xì)作的結(jié)果，那里的每一棵植物在生長(zhǎng)期間都有30個(gè)感應(yīng)點(diǎn)追蹤，通過電腦控制其生長(zhǎng)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)室的傳感器就像是經(jīng)驗(yàn)豐富老農(nóng)的眼睛，一眼就能看出植物的需求，是缺氮、缺鈣還是濕度不夠，從而作出最適合的調(diào)整。

隨身帶著幾畝地

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，每棵西蘭花都有自己的資料信息庫(kù)，點(diǎn)開一棵植物的資料，就可以得到關(guān)于這個(gè)植物的一切信息，包括生長(zhǎng)進(jìn)度，預(yù)期什么時(shí)候能生長(zhǎng)出足夠的營(yíng)養(yǎng)成分，什么時(shí)候長(zhǎng)成人們喜歡的口感等，光照用水不足時(shí)還能自動(dòng)報(bào)警，這樣植物可以時(shí)刻和種植者互動(dòng)，報(bào)告其最佳的生長(zhǎng)需求。

“食物電腦”提供的信息歸結(jié)成一句話，就是這些植物什么時(shí)候最適合被吃掉。為了更好地實(shí)現(xiàn)這一目的，麻省理工的實(shí)驗(yàn)室正在不斷嘗試各種方法與工具。比如，他們嘗試使用美國(guó)航空航天局（NASA）為空間站開發(fā)的氣耕法，可以大大降低用水，精確提供植物生長(zhǎng)所需的水、礦物質(zhì)和氧氣，生長(zhǎng)速度也可提高四五倍。

除了嘗試空間技術(shù)外，研究團(tuán)隊(duì)還尋找能在惡劣環(huán)境下生長(zhǎng)的植物，甚至種植出了古代種子庫(kù)中活性胚質(zhì)尚存的稀有番茄。

無(wú)論是空間技術(shù)還是復(fù)古植株，實(shí)驗(yàn)的成本都會(huì)高到天際，這顯然與“食物電腦”多快好省地種植的初衷不符。所以，要將“食物電腦”從實(shí)驗(yàn)室向外推廣，成本瓶頸必須打破。

目前研究團(tuán)隊(duì)也正嘗試將其改進(jìn)得更便宜、更易操作，讓更多人都能夠自己種植。

他們也嘗試從學(xué)校開始推廣試驗(yàn)。比如，他們給“食物電腦”制作了如同游戲一樣的界面，方便人們?cè)谌魏蔚胤蕉伎梢缘卿浭褂谩?/p>

在這類似“種田流”的體驗(yàn)中，隨著植物的生長(zhǎng)，傳感器收集的數(shù)據(jù)隨之變化，種植者可以被反復(fù)改進(jìn)、探索和共享，以制作出新的數(shù)據(jù)配方。人們可以據(jù)此在自己家里搭建自己的“食物電腦”。

這種開源的模式讓“食物電腦”能夠更容易地推廣，而且為了讓更多的人能夠跨入“兼職農(nóng)民”的行列，研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出面型不同需求不同的版本。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)的需要，設(shè)計(jì)的食物電腦的規(guī)?？纱罂尚?，包括個(gè)人食物電腦、食物服務(wù)器和食物數(shù)據(jù)中心。

其中，小型的個(gè)人食物電腦，大小類似臺(tái)式機(jī)，可供個(gè)人和學(xué)校用于食物生產(chǎn)教學(xué)之用，特別適合學(xué)習(xí)生物學(xué)、植物學(xué)、環(huán)境、編程、電子工程等。中型的食物服務(wù)器，尺寸相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，可供小型飯店餐廳經(jīng)營(yíng)之用，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)最新鮮的食物。大型的食物數(shù)據(jù)中心，仍處于開發(fā)階段，目標(biāo)是擴(kuò)展到倉(cāng)庫(kù)大小，可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

無(wú)論是哪種模式，都盡力給使用者營(yíng)造出“隨身帶著幾畝地”的體驗(yàn)，未來(lái)個(gè)人食物電腦、食物服務(wù)器和食物數(shù)據(jù)中心的發(fā)展可能改變目前的全球食物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。食物的信息像維基百科式地開放，任由用戶下載、點(diǎn)擊并種植食物，人人都可以成為“兼職農(nóng)民”。

第四次農(nóng)業(yè)革命來(lái)襲？

按照實(shí)驗(yàn)室的設(shè)想，人人都能在“食物電腦”的幫助下，在有限的空間內(nèi)搞種植，那么饑饉將從此在這個(gè)世界上消失。這一以前只出現(xiàn)在動(dòng)畫片里的美好圖景，將是一次產(chǎn)業(yè)革命的結(jié)果，也是某種程度上農(nóng)業(yè)回歸的結(jié)果。

農(nóng)業(yè)發(fā)展是人類進(jìn)入文明社會(huì)的前提，在社會(huì)分工上其誕生也僅次于狩獵與采集，歷史能向前追溯到至少一萬(wàn)年以前。據(jù)目前的考古挖掘發(fā)現(xiàn)，在舊石器時(shí)代的當(dāng)時(shí)的先民們開始用原始的工具進(jìn)行種植，用第一次農(nóng)業(yè)革命開啟了人類的定居時(shí)代。

在1500多年前，牛和馬等畜力以及犁等工具的廣泛使用，解放了一部分農(nóng)業(yè)人口，讓其能夠進(jìn)入手工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域，推動(dòng)了技術(shù)型社會(huì)的興起。第三次農(nóng)業(yè)技術(shù)革命則是從200多年前拉開帷幕，機(jī)械化、化學(xué)肥料和生物科技使垂直農(nóng)業(yè)成為可能，農(nóng)業(yè)開始向工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)靠近。而現(xiàn)在農(nóng)業(yè)則可能摸到了第四次技術(shù)革命的門檻，以信息化技術(shù)為驅(qū)動(dòng)，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率能夠再次得到飛躍。有趣的是，第四次農(nóng)業(yè)技術(shù)革命的結(jié)果是人人都能當(dāng)“兼職農(nóng)民”，這也可以算得上是農(nóng)業(yè)人口的回歸。因?yàn)樵诘谝淮无r(nóng)業(yè)革命時(shí)，由于生產(chǎn)力的低下，幾乎要全民務(wù)農(nóng)才能讓人們勉強(qiáng)果腹。而到了第二次農(nóng)業(yè)革命的時(shí)候，農(nóng)業(yè)人口就已經(jīng)逐漸下降。而目前的工業(yè)化食物系統(tǒng)養(yǎng)活了地球72億人，其中超過一半的人居住在城市，只有3%的人生產(chǎn)自己的食物，在全球最大的經(jīng)濟(jì)體美國(guó)，更是只有不足2%的人口在從事農(nóng)業(yè)。

如果第四次農(nóng)業(yè)技術(shù)革命得以實(shí)現(xiàn)的話，很多人都能在食物上做到自給自足，從這個(gè)意義上講農(nóng)民的比例會(huì)再次升高。

然而，技術(shù)的進(jìn)步也并非一路坦途，只有美好的詩(shī)和遠(yuǎn)方。在《美食從天降》里，由于電腦程序的故障，食品的生產(chǎn)一度遭遇了大麻煩。但愿在現(xiàn)實(shí)中，電腦的農(nóng)業(yè)種植術(shù)不會(huì)遇到這種幸福的羈絆。