編譯 姚人杰

諾曼·布勞格（左）與威廉·沃格特（右）

所有父母都記得他們第一次抱起兒女的時刻：一張皺巴巴的小臉蛋從醫(yī)院的毛毯中露出來，這是一個嶄新的人類。我伸出雙手，將我的女兒抱進(jìn)臂彎里。我被強烈的情緒壓倒，幾乎無法思考。

隨后，我走出產(chǎn)房，好讓孩子和她的母親能夠休息會兒。那時是凌晨3點鐘，2月下旬，地點在美國的新英格蘭地區(qū)。人行道上還結(jié)著冰，空中落著毛毛雨，冷颼颼的。當(dāng)我走下路階，一個念頭突然跳進(jìn)腦海：當(dāng)我的女兒到我如今的年紀(jì)，差不多會有100億人口行走在地球上。我的步子剛邁出一半?yún)s突然停住，我心想：那么多人口生活在地球上怎么行得通？

1970年，我還在讀高中，當(dāng)時全球每4個人中大約有1個在挨餓——現(xiàn)在聯(lián)合國更喜歡用“營養(yǎng)不良”這個說法。如今，這個比例已經(jīng)下降到大約1/10。在過去40多年里，全球人口的平均壽命提高了超過11年，這是個驚人的數(shù)字；大多數(shù)的增長都發(fā)生在貧窮地區(qū)。在亞洲、拉丁美洲和非洲，有數(shù)以億計的人口將自身從赤貧提升到了類似中產(chǎn)的層次。這股富裕趨勢發(fā)生得并不均勻，也不公正：仍然有數(shù)以百萬計的人口沒有富足起來。然而，以前從未發(fā)生過這樣富足人口猛增的情況。沒人知道這股增長勢頭能不能繼續(xù)下去，也不知道當(dāng)前的富裕期能否維持下去。

當(dāng)今，全世界擁有大約76億居民。多數(shù)的人口統(tǒng)計學(xué)家相信，等到大約2050年時，地球人口數(shù)量會達(dá)到100億或者稍低的數(shù)字。到那個時候，地球人口大概會開始趨于平穩(wěn)。人類種族會接近“更替水平”：平均來說，每對夫婦生下的子女?dāng)?shù)量足以遞補他們自身。經(jīng)濟(jì)學(xué)家說，在整個過程中，全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展會持續(xù)下去，但是不會均衡發(fā)展。經(jīng)濟(jì)學(xué)家暗指，當(dāng)我的女兒到我的年紀(jì)時，在全球100億人口中有相當(dāng)大比例的人會是中產(chǎn)階級。

像其他父母一樣，我希望我的子女過上成年人生活時會舒舒服服的。這種未來突然好像不太可能成真。100億張嘴——在醫(yī)院停車場——我心想著。再增加30多億中產(chǎn)階級的食欲。他們怎么可能滿足得了？但那僅僅是問題的部分而已，完整的問題是這樣：我們怎么可能養(yǎng)活每一個人，又不讓地球變得不適合居?。?/p>

充滿敵意的競爭對手

孩子慢慢長大，我借著新聞工作上的任務(wù)，時而與歐洲、亞洲和美洲的專家談起這些問題。隨著談話的累積，專家們的答復(fù)似乎分成兩大類，每一類答復(fù)與兩個人的其中之一有關(guān)系。這兩個人都是美國人，生活在20世紀(jì)。他們彼此間幾乎不認(rèn)識，也不尊重彼此的工作。當(dāng)今全球各地的研究機(jī)構(gòu)利用一套基本的智慧藍(lán)圖來理解我們面對的環(huán)境窘?jīng)r，這些藍(lán)圖得以誕生，其根源在很大程度上要追溯到這兩個人身上。讓人遺憾的是，對于生存的難題，他們的藍(lán)圖提供了截然不同的答案。

這兩個人名叫威廉·沃格特（William Vogt）和諾曼·布勞格（Norman Borlaug）。

沃格特出生于1902年，他設(shè)計了當(dāng)代環(huán)保運動的基本理念。尤其值得一提的是，他創(chuàng)立了漢普郡學(xué)院人口研究學(xué)者貝齊·哈特曼（Betsy Hartmann）口中所稱的“末日式環(huán)境保護(hù)主義”——這種觀點相信，人類除非急劇降低消費和限制人口，否則會毀掉全球生態(tài)系統(tǒng)。在沃格特最暢銷的著作和強有力的演講中，他說，富足不是我們最大的成就，而是我們最大的問題。假如我們繼續(xù)索取的東西多過地球所能給予的量，無法避免的結(jié)果將會是全球范圍的毀滅?！跋鳒p！削減！”是他的口頭禪。

布勞格出生得比沃格特晚了12年，他已經(jīng)成了“技術(shù)樂觀論”的標(biāo)志。這種觀點認(rèn)為科學(xué)技術(shù)得到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用后，會幫助我們開拓出一條擺脫困境的道路。他是20世紀(jì)60年代創(chuàng)造出“綠色革命”的研究中最出名的人物。綠色革命是高產(chǎn)作物品種與農(nóng)藝技術(shù)的結(jié)合，在全球各地提高了谷物產(chǎn)量，幫助避免了數(shù)千萬人因饑餓而死。對于布勞格來說，富足不是問題，而是解決方案。只有通過變得更加富裕，更加知識廣博，人類才能創(chuàng)造出能解決我們的環(huán)境窘?jīng)r的科學(xué)?！皠?chuàng)新！創(chuàng)新！”是他的口號。

沃格特和布勞格都認(rèn)為自己在使用新的科學(xué)知識面對全球性的危機(jī)。但他倆的相似之處到此為止。在布勞格看來，人類的創(chuàng)新是我們所面臨問題的解決辦法。一個例子是：他主張，通過使用先進(jìn)的綠色革命種植方法，提高了單位產(chǎn)量，農(nóng)民就不必種那么多的地，研究人員現(xiàn)在稱呼這種理念為“布勞格假設(shè)”。沃格特的看法恰恰相反，他說，解決辦法是利用生態(tài)學(xué)知識來變成更小的規(guī)模。人類不應(yīng)該種植更多谷物并進(jìn)而生產(chǎn)更多肉類，而是應(yīng)該“吃食物鏈上更低層的食物”（按照他的信徒們的說法），從而減輕地球生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

我將這兩種觀點的擁護(hù)者想象成“術(shù)士”和“先知”。術(shù)士們遵循布勞格的模型，揭示技術(shù)解決辦法；先知們望著沃格特，譴責(zé)人類的放縱行為引發(fā)的后果。

布勞格和沃格特幾十年來都在同一個圈子里活動，但他們極少彼此認(rèn)可。他們的第一次也是唯一一次會面是在20世紀(jì)40年代中期，那次會面以爭吵收場。會面后不久，沃格特就竭盡全力想讓布勞格的研究停擺。就我所知的情況而論，他倆此后再也沒說過話。他倆在公開演講中會提及對方的觀點，但從未附加過姓名。不光如此，沃格特還指責(zé)一位匿名的“遭到蒙蔽”的科學(xué)家，說他實際上加重了人類遇到的難題。布勞格將他的對手稱為“勒德分子”。

兩人現(xiàn)在都已過世，但他們各自的信徒之間的爭論反而變得更加猛烈。術(shù)士派將先知派對削減的強調(diào)視為智識上不誠實、對窮人冷漠，甚至有種族主義色彩的行為（因為全球大多數(shù)饑民是非高加索人種）。他們說，跟隨沃格特是一條通往退化、狹隘、貧窮和饑餓的道路，在它所通向的世界里，數(shù)十億人生活在悲慘的境地，盡管有科學(xué)知識能夠解救他們。先知派譏諷道，術(shù)士派對人類智謀的信念是未經(jīng)考慮、愚昧無知的，甚至是受到貪欲的驅(qū)使。先知派說，高強度的布勞格式工業(yè)化耕作也許在短期內(nèi)有回報，但在長期看來，會使得生態(tài)的最后審判日來襲時更加猛烈。對土壤和水源不加注意地過度使用，導(dǎo)致土壤和水源的毀壞，這會導(dǎo)向環(huán)境崩潰，它反過頭來又會產(chǎn)生全球性的社會騷亂。術(shù)士派如此回應(yīng)：那正是我們正在避免的全球性人道主義危機(jī)！隨著相互的指責(zé)逐步升級，關(guān)于環(huán)境的對話已經(jīng)轉(zhuǎn)變成決斗前的獨白，雙方都不愿意與對方真正交手。

這也許可以接受，假如我們不是在討論我們子孫的命運的話。

通向地獄之路

沃格特在1948年進(jìn)入史冊，那年他發(fā)表了《通往生存之路》（Road to Survival），這是現(xiàn)代的第一本論述人類毀滅的著作。它包含了當(dāng)今環(huán)保運動的基本論據(jù)：環(huán)境承載力。承載力經(jīng)常被叫成其他名字，譬如“生態(tài)約束”和“地球限度”，它假定每個生態(tài)系統(tǒng)都有一個產(chǎn)出量上的極限。超出那個極限太久的話，生態(tài)系統(tǒng)會毀滅?！锻ㄍ嬷贰氛f，隨著人類數(shù)量的增加，人類對食物的需求會超出地球的承載力。結(jié)果會是災(zāi)難性的：水土流失、土地沙漠化、土壤耗竭、物種滅絕、水體污染，這些遲早會導(dǎo)致大規(guī)模饑荒。沃格特關(guān)于超出極限的論據(jù)被諸如蕾切爾·卡森（Rachel Carson，《寂靜的春天》的作者，也是沃格特的好友）和保羅·埃利希（Paul Ehrlich，《人口炸彈》的作者）等其他作家接受，稱為當(dāng)今跨越全球的環(huán)保運動的源泉。在過去一個世紀(jì)里出現(xiàn)的思想體系中，只有環(huán)保運動延續(xù)至今。

《通往生存之路》問世時，布勞格還只是個年輕的植物病理學(xué)家，從事著一項旨在改善墨西哥農(nóng)業(yè)的項目，項目進(jìn)展止步不前。項目的資助者是洛克菲勒基金會，重心是幫助墨西哥窮苦的玉米種植者。布勞格在墨西哥進(jìn)行一項小型的側(cè)翼項目，該項目與小麥有關(guān)——更確切地說——是與黑銹病有關(guān)，稈銹菌這種真菌是最悠久、也最可怕的小麥獵食者（古羅馬人進(jìn)行獻(xiàn)祭，來討好稈銹菌之神）。在美國，寒冷通常能殺死稈銹菌，但在氣候更溫暖的墨西哥，稈銹菌一直存在，每年春天，風(fēng)都會把稈銹菌吹過國境線，再次傳染到美國的小麥田。

布勞格是唯一一位研究小麥的洛克菲勒研究員，獲得的資金屈指可數(shù)，研究中他連續(xù)幾個月都睡在棚子里和田地旁。但是到20世紀(jì)50年代中期，他成功地培育出能抵抗許多品系的稈銹菌的小麥品種。不僅如此，他那時還創(chuàng)造出比普通品種矮得多的小麥品種——隨后被稱為“矮稈”小麥。過去，當(dāng)小麥被施以重肥時，它成長得迅速，麥稈就變得細(xì)長纖弱，容易被風(fēng)吹得倒伏。小麥無法重新豎立起來，就這樣腐爛死亡。布勞格培育的矮稈小麥更加健壯，能夠吸收大量肥料，將額外的成長引導(dǎo)到谷粒中，而不是引導(dǎo)到根系或麥稈中。在早期測試中，農(nóng)民有時候從田地中收獲到足足是原先產(chǎn)量10倍的谷物。1968年，產(chǎn)量以極快的速度攀升，一位美國國際開發(fā)署的官員稱這次增長為“綠色革命”，從而命名了這個將會定義20世紀(jì)的現(xiàn)象。

綠色革命在亞洲有著最引人注目的結(jié)果，洛克菲勒基金會和福特基金會于1962年在菲律賓開辦了“國際水稻研究所”（IRRI）。當(dāng)時，有至少一半亞洲人生活在饑餓貧困的狀況中；許多地方的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量停滯不前或日益下降。IRRI希望頂尖的研究團(tuán)隊通過迅速引進(jìn)現(xiàn)代水稻農(nóng)藝技術(shù)改變亞洲的面貌——用歷史學(xué)家尼克·庫拉瑟（Nick Cullather）的原話來講，這是“食物版的曼哈頓計劃”。

仿效布勞格的先例，IRRI的研究人員研發(fā)出全新的高產(chǎn)水稻品種。20世紀(jì)70年代和80年代，這些水稻品種橫掃亞洲，讓稻米產(chǎn)量增長至3倍之多。如今，在亞洲種植的稻子中，有超過80%是源自IRRI的品種。盡管亞洲人口已經(jīng)暴漲，亞洲人平均消耗的卡路里還是比IRRI成立時增加了30%。從首爾到上海，從齋浦爾到雅加達(dá)；閃閃發(fā)光的摩天大樓、價格高昂的酒店、交通擁堵的馬路上霓虹燈閃耀——所有這些都建構(gòu)在實驗室培育的稻米品種的基礎(chǔ)上。

先知派是否被駁倒了？承載力是不是虛構(gòu)的怪物？不。按照沃格特過去的預(yù)測，生產(chǎn)力的巨大增長導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境危害：流失殆盡的地下蓄水層、化肥徑流、死水區(qū)、土壤退化和漬水。從人類角度來說更糟糕的是，生產(chǎn)力的迅速增加讓農(nóng)村的土地變得更加值錢。突然間，竊取這些土地變成有利可圖的事情——許多地方的農(nóng)村上層人士就那么干了，把貧窮的農(nóng)民從他們的土地上趕出去。先知派爭辯說，綠色革命僅僅推遲了饑餓危機(jī)的到來；它是一次走好運而已，不是永久的解決方案。我們的人口不斷增加，財富不斷增加，這意味著正如先知派所說的，我們的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量必須再次激增——術(shù)士派們補充說，就是第二次綠色革命。

盡管到2050年的全球人口比起現(xiàn)在僅僅增加了25%，典型的預(yù)測還是宣稱，農(nóng)民得要將食物產(chǎn)量提高50%至100%。主要原因在于，日益提高的富足程度總是會大幅增加對動物性食物（譬如奶酪、乳制品、魚類，尤其是肉類）的需求，與單單種植并食用植物的食物生產(chǎn)方式相比，動物飼料的增加又需要有更多土地、水資源和能源。未來的數(shù)十億人口還想要多消費多少肉類？這是無法預(yù)料的，但假如他們在食肉程度上有一點兒接近于當(dāng)今西方人的話，滿足需求的任務(wù)將會很龐大。先知派還警告說，企圖滿足全世界對漢堡包和培根的需求會導(dǎo)致星球災(zāi)難，這場災(zāi)難會同樣龐大：地貌會遭到毀滅，人類會為了水源而爭斗不休，土地掠奪會讓貧困國家的數(shù)百萬農(nóng)民找不到生存之道。

該做些什么？第一次綠色革命中的一些策略如今已經(jīng)無法使用。農(nóng)民無法耕種更多土地，因為差不多每一塊容易耕種、可以耕種的土地早已經(jīng)在使用中?；实挠昧恳矡o法再增加；除了非洲的部分地區(qū)，所有地方都在過度使用化肥，而化肥的徑流正在污染河流、湖泊和海洋。灌溉也無法大幅擴(kuò)張了——大多數(shù)能夠灌溉的土地早已經(jīng)得到灌溉。術(shù)士派認(rèn)為最佳的路線是采用基因修飾，創(chuàng)造出更多產(chǎn)的農(nóng)作物。先知派將這視為進(jìn)一步打翻地球承載力的道路。他們說，我們必須沿著相反的方向前進(jìn)：使用更少土地，浪費更少水資源，不再將化學(xué)物質(zhì)傾倒到土地和水體里。

好比人類被裝進(jìn)一輛巴士，疾速穿過一場稠密的濃霧。前方某個地方是一道懸崖：懸崖代表人類命運的災(zāi)難性翻轉(zhuǎn)。沒人能看見懸崖到底在哪里，但人人都知道在某個地方巴士一定要轉(zhuǎn)彎。問題是，術(shù)士派和先知派對于要將方向盤猛打向哪個方向意見不一。每一方都確信照著另一方的想法去做會讓巴士摔下懸崖。當(dāng)他們爭吵時，乘客的人數(shù)還在不斷增加。

氮的故事

幾乎每個人每天都會進(jìn)食，但我們極少有人思考過這一切是如何發(fā)生的。假如在學(xué)校里要求學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)史，會有更多人知道尤斯圖斯·馮·李比希（Justus von Liebig）這個姓名，他在19世紀(jì)中期確定了土壤中的氮含量與植物生長速度相關(guān)。科學(xué)史專家早已指控李比希偽造數(shù)據(jù)，竊取其他人的想法——準(zhǔn)確地說，這是根據(jù)我所掌握的信息而言。但李比希也是一位預(yù)言家，他深遠(yuǎn)地改變了人類這個種族與自然的關(guān)系。李比希自負(fù)但卻富有遠(yuǎn)見地想象了一種全新類型的農(nóng)業(yè)：農(nóng)業(yè)成為化學(xué)和物理學(xué)的一個分支。土壤只是一種基質(zhì)，有著容納根系所必須具備的物理特性。倒入含氮化合物——也就是工廠制造的肥料——隨后自然而然就會有極高的產(chǎn)量。用今天的話來說，李比希朝著化學(xué)手段調(diào)節(jié)的工業(yè)化農(nóng)業(yè)邁出了最初的幾步，是術(shù)士派思想的早期版本。

含氮物質(zhì)能給植物提供營養(yǎng)，然而，那時沒有顯而易見的制造含氮物質(zhì)的方法。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前和進(jìn)行中的時候，兩位德國化學(xué)家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和卡爾·博施（Carl Bosch）提出了這項技術(shù)。他們隨后榮獲了諾貝爾獎，被認(rèn)為實至名歸：哈伯-博施法可說是20世紀(jì)最重要的技術(shù)創(chuàng)新。今時今日，全球幾乎所有的人工合成肥料都來源于哈伯-博施法。全世界有超過1%的工業(yè)用能源用于哈伯-博施法?！澳?%，”未來學(xué)家拉米茲·納姆（Ramez Naam）評價道，“差不多讓全球所能生長的食物翻了一番?！杯h(huán)境科學(xué)家瓦茨拉夫·斯米爾（Vaclav Smil）估計，“將近45%的世界人口的主流飲食”要歸功于由哈伯-博施法生成的含氮肥料。有30多億的人口得以生存要歸功于這兩位默默無聞的德國化學(xué)家。

收獲之后，接踵而來的便是損失。過去60年里，使用的肥料中大約有40%并未被植物吸收。相反，這些肥料被沖刷進(jìn)入河流，或者以氮氧化合物的形式滲入空氣中。沖刷進(jìn)入水體的肥料仍然能起效：它促進(jìn)了水藻、水草和其他水生有機(jī)體的生長。當(dāng)這些生物死亡時，它們墜落到河床、湖底或海洋底部，微生物在那兒蠶食它們的殘余物。這些微生物在死亡水藻和水草的殘余物上生長得如此之快，它們的呼吸作用耗盡了水體底部的氧氣，間接殺滅其他多數(shù)生命。每年夏天，來自美國中西部農(nóng)場的氮沿著密西西比河流入墨西哥灣，生成一片海底的“無氧荒漠”,2016年，它覆蓋了差不多7 000平方英里。第2年，一片大得多的死亡區(qū)域——23 000平方英里——出現(xiàn)在印度東部海岸之外的孟加拉灣。

來自肥料的氮氧化合物升入空中，是主要的污染源。氮氧化合物在大氣層高處，與地球的臭氧結(jié)合并中和臭氧，而臭氧阻擋致癌的紫外線，保護(hù)地表的生物。科普作家奧利弗·莫頓（Oliver Morton）暗示，假若不是因為氣候變化，“氮之帝國”的擴(kuò)張大概會是人類最大的生態(tài)隱患。

甚至早在哈伯和博施成為諾貝爾獎獲獎?wù)咧埃瑢τ凇暗蹏钡募ち曳纯挂呀?jīng)如火如荼。它的領(lǐng)導(dǎo)者是一位英國的農(nóng)場少年，名叫艾伯特·霍華德（Albet Howard，1873—1947），他作為英屬印度的皇家經(jīng)濟(jì)植物學(xué)家度過大部分職業(yè)生涯?；羧A德的妻子加布麗埃爾（Gabrielle）是一位在劍橋大學(xué)接受了教育的植物生理學(xué)家，這對夫婦在印度培育新品種的小麥和煙草，改良新類型的犁，給牛提供超級健康的飲食，測試這種做法的結(jié)果。到一戰(zhàn)結(jié)束時，這對夫婦堅信土壤不僅僅是容納化學(xué)添加劑的基質(zhì)。它是一種錯綜復(fù)雜的生命系統(tǒng)，需要植物和動物廢料（農(nóng)田收割后的剩余物、糞肥）中廣泛復(fù)雜的各種營養(yǎng)?；羧A德夫婦在他們稱為“回歸法則”的理論中總結(jié)了他們的思想：充滿信心地回歸到所有能利用的植物、動物和人類廢物的土壤。人類依賴于植物，植物依賴于土壤，而土壤又依賴于人類。霍華德的1943年著作《農(nóng)業(yè)圣典》（Agricultural Testament）成為有機(jī)農(nóng)業(yè)運動的基礎(chǔ)文獻(xiàn)。

術(shù)士派抨擊霍華德和杰羅姆·羅代爾（Jerome I. Rodale）是江湖騙子和怪人。后者是一位紐約出生的企業(yè)家、出版人、劇作家、園藝?yán)碚摷液褪称穼嶒瀻?，他通過書籍和雜志宣傳霍華德的思想。確實，他們的熱情是受到了一種近乎宗教虔誠的信仰的激勵，他們信服于一種受到限界約束的自然秩序。然而，當(dāng)霍華德贊美起土壤中的生物界，他所指的是土壤有機(jī)體的群落、植物根系和周圍土壤之間的動態(tài)關(guān)系、腐殖質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)。是腐殖質(zhì)將土壤顆粒黏合在一起，形成通氣的團(tuán)粒，這樣能保持住水分，而不是讓水分流走。所有這些都十分真實，當(dāng)李比希形成化學(xué)農(nóng)業(yè)背后的基本思想時，這些還不為人知?；羧A德在他的許多著作和演講中大聲疾呼，工業(yè)化耕作削減鄉(xiāng)村人口，擾亂舊時的生活方式，這也正確無誤，雖然在這是不是件壞事方面，他的對手與他意見不同?，F(xiàn)在，先知派對于工業(yè)化農(nóng)業(yè)耗盡土壤的恐慌似乎有先見之明：聯(lián)合國糧農(nóng)組織在2011年的一個里程碑式研究斷定，全球有多達(dá)1/3的耕地遭到了侵蝕。

也許有可能協(xié)調(diào)這兩種觀點?？梢韵胂蟛紕诟竦男g(shù)士派考慮糞肥和其他自然的土壤輸入，也可以想象沃格特的先知派愿意使用化學(xué)物質(zhì)作為良好土壤實踐的補充。但那些事并未發(fā)生。兩個陣營相互攻訐，漸行漸遠(yuǎn)。他們發(fā)動了一場戰(zhàn)役，而這場戰(zhàn)役已經(jīng)延續(xù)到21世紀(jì)，隨著基因修飾作物的普及擴(kuò)散，這場戰(zhàn)事變得更加激烈。這場戰(zhàn)役不只是在兩種哲學(xué)、兩種技術(shù)手段、兩種思考方式之間（雙方都在考慮如何才能最好地為日益增加的人口提高食物供給）。它是關(guān)于我們選擇的工具會確保地球幸免于難，還是會加速地球的毀滅。

“并非進(jìn)化最出色的成果”

術(shù)士派擁護(hù)人工合成肥料和先知派譴責(zé)人工合成肥料的時候，他們雙方都犯了無知的毛?。簺]人知道為何地球如此依賴于氮。科學(xué)家直到二戰(zhàn)后才發(fā)現(xiàn)植物需要氮元素，主要是為了制造一種名叫“核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶”（以下簡稱“羧化酶”）的蛋白質(zhì)，它好比是歌劇中的首席女歌手，在光合作用這場“交互性舞蹈”中大放光彩。

在光合作用中，正如小孩子在學(xué)校里學(xué)到的那樣，植物利用來自太陽的能量，分裂二氧化碳和水，將它們的成分混合成生長出根系、莖稈、葉片和種子所必需的化合物。羧化酶是一種在此過程中扮演關(guān)鍵角色的酶。酶是生物催化劑。酶就像亂穿馬路的行人，引起交通事故，但卻毫發(fā)無傷地全身而退。酶引發(fā)生物化學(xué)反應(yīng)，但不會因為那些反應(yīng)而變化。羧化酶從空氣中獲取二氧化碳，將它插入到光合作用的大漩渦中，接著回頭獲取更多二氧化碳。因為這些活動對光合作用過程起到首要作用，所以光合作用的效率視羧化酶的工作速度而定。

可是，以生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)來看，羧化酶是個懶鬼懶漢，是個不愿動彈的“沙發(fā)土豆”。典型的酶分子每秒鐘催化數(shù)千次反應(yīng)，而羧化酶分子每秒鐘只會不情不愿地參與兩三次反應(yīng)。更糟糕的是，羧化酶很無能。每5次反應(yīng)中，羧化酶有兩次會笨手笨腳地拾取到氧氣，而不是二氧化碳分子，這就導(dǎo)致光合作用中的反應(yīng)鏈中斷，必須重新啟動，浪費了能量和水。幾年前，我為了一篇雜志文章，與生物學(xué)家聊了聊光合作用。對于羧化酶，沒有一位生物學(xué)家說過半句好話?！安畈欢嗍侨澜缱钤愀狻⒆畹湍艿拿噶??！币晃豢蒲腥藛T說?！八⒎沁M(jìn)化最出色的成果?！绷硪晃豢蒲腥藛T說。為了克服羧化酶的懶散和笨拙，植物生成了許多羧化酶，也就需要有許多氮元素來制造羧化酶。按照質(zhì)量來計算的話，許多植物葉片中的蛋白質(zhì)有一半是羧化酶——它經(jīng)常被說成是世界上最豐富的蛋白質(zhì)。一項預(yù)測指出，地球上每個人均分的話，每人分到的植物和微生物中含有的羧化酶超過11磅。

有人會想，進(jìn)化應(yīng)該早已經(jīng)改進(jìn)了羧化酶。然而，沒有這樣的好運?？伤_實產(chǎn)生了回避問題的辦法：C4光合作用（C4是指過程中有個四碳分子參與其中）。C4光合作用既是一種生化組裝貨，也是一種聰明的、快速推動植物生長的機(jī)制，包括對葉片結(jié)構(gòu)的大規(guī)模重組。

當(dāng)二氧化碳分子進(jìn)入C4植物的葉片中，它最初不是被羧化酶捕獲，而是被另一種酶捕獲，那種酶利用二氧化碳形成一種化合物，化合物接著被泵入葉片深處特別的、含有羧化酶的細(xì)胞內(nèi)。這些細(xì)胞內(nèi)幾乎沒有氧氣，于是羧化酶無法錯亂地攫取錯誤的分子。最終產(chǎn)物和普通的光合作用產(chǎn)生的東西一樣，就是糖、淀粉和纖維素，除了速度快得多。C4植物比普通植物需要更少的水和肥料，因為它們不在羧化酶的錯誤行為上浪費水。這種匯聚引起了生物學(xué)家的關(guān)注，C4光合作用已經(jīng)以這種匯聚獨立出現(xiàn)了60多次。玉米、風(fēng)滾草、馬唐草、甘蔗、百慕大草——所有這些極其不同的植物都進(jìn)化出了C4光合作用。

在一次相當(dāng)于植物學(xué)“火箭登月”的壯舉中，全球各地的科學(xué)家試圖將稻子轉(zhuǎn)變?yōu)镃4植物——這樣就會生長得更快，需要更少水和肥料，產(chǎn)出更多稻米。項目的范圍和大膽創(chuàng)新并沒有言過其實。稻米是全世界最重要的糧食，是全球一半多人口的主食作物，這種食物深深植入亞洲文化，在中文和日文中，“米”和“飯”是彼此的不同叫法。

沒人能信心滿滿地預(yù)測，等到2050年時，農(nóng)民們會需要再多種植多少稻子，但估計需求會有最高40%的增長，這既是受到日益增長的人口驅(qū)動，也是受到越來越高的富足程度驅(qū)動，后者使得以前的窮人能夠?qū)⒅魇硰牟荒敲粗匾募Z食（譬如小米和番薯）變換成稻米。與此同時，隨著城市擴(kuò)張進(jìn)入鄉(xiāng)村，可以種植稻子的土地不斷縮減，干渴的民眾耗盡了河水，農(nóng)民轉(zhuǎn)向更加有利可圖的農(nóng)作物，而氣候變化令農(nóng)田變成荒地。大米短缺會是人類的大災(zāi)禍，后果會波及整個世界。

C4稻米聯(lián)盟正在努力確保上述災(zāi)禍永遠(yuǎn)不會發(fā)生。它是全世界最為雄心勃勃的基因工程研究項目，大部分撥款來自比爾及梅琳達(dá)·蓋茨基金會。但“基因工程”這個措辭無法準(zhǔn)確描述項目的研究范圍。新聞報道中出現(xiàn)的基因工程通常是說大公司將某份基因材料（通常來自相異物種）插入一種作物中。代表性的例子是孟山都公司的抗草甘膦大豆，這種大豆中包含了一種發(fā)現(xiàn)于路易斯安那州某個廢水池的細(xì)菌的一小段DNA。那段DNA使得大豆在葉片和莖稈中聚集起一種化合物，阻止草甘膦起效，而草甘膦是孟山都公司旗下一款廣泛運用的滅草劑。這段外來的基因讓農(nóng)民能夠在大豆田里噴灑草甘膦，殺死雜草，但又不會傷害到大豆。除了會制造出一種無味、無臭、無毒的蛋白質(zhì)，抗草甘膦大豆與普通大豆在其他方面完全相同。

C4稻米聯(lián)盟試圖對稻米做到的事情與典型的基因修飾作物的相似程度就像是拿波音787飛機(jī)與一架紙飛機(jī)相比?？茖W(xué)家不是為了將種子變成賺錢工具而修補個別的基因，而是試圖再造光合作用——一種最基礎(chǔ)的生命進(jìn)程。因為C4已經(jīng)在如此多的不同物種中進(jìn)化出來，科學(xué)家相信大多數(shù)植物一定擁有C4基因的前驅(qū)物。他們希望稻子也是其中一種，聯(lián)盟能夠識別和喚醒稻子中休眠的C4——沿著一條進(jìn)化早已經(jīng)走過許多遍的道路。在理想的情況下，研究者會開啟一段早已存在于水稻之內(nèi)的休眠基因材料（或者使用來自相關(guān)物種的、十分相近的基因，那些相關(guān)物種屬于近親，更容易操作）創(chuàng)造出一種更高產(chǎn)的全新物種。常見的水稻（Oryza sativa）會變成另一個物種，比方說“新稻”（Oryza nova）。沒有哪家公司會從成果中獲利：承擔(dān)了大部分研究工作的國際水稻研究所會對外分發(fā)改良稻種的種子，和它對綠色革命時新品種水稻的做法一樣。

當(dāng)我造訪位于馬尼拉市中心東南35英里外的國際水稻研究所時，數(shù)十位研究者正在做科學(xué)最擅長的工作：將一個難題分解成不同的部分，再逐個擊破。有些研究者在促使培養(yǎng)皿中的稻米發(fā)芽。其他研究者嘗試從現(xiàn)存的稻谷品系中找到偶然的變種，這些變種可能幫得上忙。然而其他人在研究一種模式生物——一種名叫狗尾草的C4草本物種。狗尾草生長快速，能夠在普通土壤中種植，不用種在稻田里，它在實驗室里比稻子更加容易進(jìn)行操作。已經(jīng)有一些實驗測量了它們在光合作用化合物、不同變種的生長速度、生物化學(xué)標(biāo)記的傳遞上的區(qū)別。有五六個穿白大褂的研究人員正在將一張大桌子上的種子分類，一粒一粒地細(xì)分。外面的田地里有更多研究人員照料著實驗稻田。

指導(dǎo)著C4水稻聯(lián)盟的是簡·蘭代爾（Jane Langdale）,牛津大學(xué)植物科學(xué)系的一位分子遺傳學(xué)家。她告訴我，最初的研究表明，大約有十幾種基因在葉片結(jié)構(gòu)中扮演主要角色，或許還有十種基因在生物化學(xué)上起到了旗鼓相當(dāng)?shù)淖饔?。所有這些基因必須以一種不會影響植物生存、不會影響它們的優(yōu)良性狀的方式激活，還要允許基因們協(xié)調(diào)它們的行為。接下來同樣艱巨的一步會是培育出合適的水稻變種，要能將C4光合作用所提供的額外生長量引導(dǎo)到長出額外的谷粒上來，而不是引導(dǎo)到根系或莖稈中。另一方面，變種必須始終能抗病、容易生長、對于亞洲、非洲和拉丁美洲的目標(biāo)受眾而言味道可口。

“我覺得一切都可能發(fā)生，但也許又不會發(fā)生?！碧m代爾說。她敏捷地指出，就算C4稻米遭遇難以克服的障礙，它也不是生物學(xué)界唯一的“火箭登月”式努力。自我供肥的玉米、能在鹽水中生長的小麥、增強的土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)——所有這些點子正在得到研究。其中任何一種項目取得成功的概率也許很渺小，但所有這些項目全都失敗的概率同樣很渺小。在蘭代爾看來，由布勞格開啟的術(shù)士派進(jìn)程仍舊勢頭強勁。

勒德分子的“火箭登月”之舉

術(shù)士派和先知派爭論養(yǎng)活全世界的方式的時候，術(shù)士派早已指控先知派式樣的農(nóng)業(yè)完全無法為未來生產(chǎn)出足夠的食物。在過去20年里，眾多研究團(tuán)隊已經(jīng)評估了工業(yè)化農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)的相對貢獻(xiàn)。反過來，這些調(diào)查本身已經(jīng)被收集在一起，進(jìn)行評估，這個步驟困難重重：研究者采用“有機(jī)”的不同定義，比較不同種類的農(nóng)田，在他們的分析中包含不同的成本。盡管如此，我所知道的每一次合并和比較數(shù)據(jù)的嘗試已經(jīng)指出，先知派式樣的農(nóng)田和術(shù)士派式樣的農(nóng)田相比，前者的每一英畝土地產(chǎn)出更少卡路里——有時候相差一點兒，有時候相差相當(dāng)多。潛在含義顯而易見，術(shù)士派們說。如果農(nóng)民必須種植兩倍多的食物才能喂飽100億人口，遵循艾伯特·霍華德爵士制定的保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)劃只會束縛農(nóng)民的雙手。

先知派蹙眉怒對這種邏輯推理。按照他們的想法，完全以每英畝產(chǎn)出多少卡路里來評估農(nóng)田系統(tǒng)是愚蠢的。它沒有包含沃格特確認(rèn)的那幾類代價：化肥徑流、集水區(qū)退化、土壤侵蝕和壓實、農(nóng)藥和抗生素的濫用。它解釋不了鄉(xiāng)村社區(qū)的消亡，也沒有考慮到食物是不是好吃，夠不夠營養(yǎng)。

術(shù)士派回應(yīng)說，C4稻米每產(chǎn)出1卡路里，會使用更少肥料和水——它會比常規(guī)作物對環(huán)境更有益?！澳蔷拖袷瞧髨D通過澆上更少汽油，撲滅你生起的大火！”先知派說道，“吃更少肉吧！”在術(shù)士派看來，以某種方式讓農(nóng)田變得多種多樣，讓它們模擬自然生態(tài)系統(tǒng)這種想法是胡說八道：只有超密集、工業(yè)化規(guī)模的農(nóng)業(yè)，并采用超高產(chǎn)的基因修改作物，才能養(yǎng)活未來的世界。

高產(chǎn)量？先知派答道。我們有自己的“火箭登月”計劃！實際上，他們確實有。

小麥、稻子、玉米、燕麥、大麥、黑麥和其他常見谷類植物都是一年生植物，需要每年重新耕種。對比之下，過去在大草原里長滿的野草是多年生植物：這些植物能年復(fù)一年地長回來，最長可達(dá)到10年之久。多年生野草建立起能直抵土地深處的根系，因此比起一年生的野草，能更好地掌握土壤，更少地依賴地表雨水和營養(yǎng)（包括灌溉水和人工合成肥料）。許多多年生野草也更具抗病性。多年生植物不需要在每年春天建立新根系，比一年生植物更早更快地破土而出。因為它們不會在冬季死去，所以它們在秋天會保持光合作用，而一年生植物在秋季就會停止光合作用。實際上，它們有著更久的生長季。它們年復(fù)一年地產(chǎn)生食物，而因犁地導(dǎo)致的侵蝕少得多。先知派說，它們能夠像綠色革命式谷物一樣高產(chǎn)，但又不會毀壞土地，不會吸干不足的水源，也不需要大量化肥（這些化肥帶來污染，耗能嚴(yán)重）。

羅代爾研究所是美國歷史最悠久的有機(jī)農(nóng)業(yè)研究組織，它們仿效布勞格在墨西哥進(jìn)行的研究項目，在20世紀(jì)80年代晚期收集了中間冰草（Thinopyrum intermedium）的250種樣本。中間冰草是多年生植物，與普通小麥有親緣關(guān)系，在20世紀(jì)30年代從亞洲被引種到西半球，作為草料供應(yīng)給牲畜。羅代爾研究所的佩姬·瓦戈納（Peggy Wagoner）是一位植物育種專家和農(nóng)業(yè)研究帶頭人，她和美國農(nóng)業(yè)部的研究人員合作，種植了那些樣本，測量它們的產(chǎn)量，將表現(xiàn)最好的品種進(jìn)行雜交，試圖培育出一種商業(yè)上可行的多年生品種。瓦戈納和羅代爾研究所在2002年將研究項目的接力棒遞給位于堪薩斯州薩萊納的土地研究所。土地研究所是一家非營利農(nóng)業(yè)研究中心，致力于改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，將一些工序替換成與自然生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的進(jìn)程相似的做法。自那以來，土地研究所與其他研究人員合作，一直在開發(fā)冰草。它甚至已經(jīng)給培育的中間冰草新變種起了一個商品名：Kernza。

像C4水稻一樣，冰草也許不會實現(xiàn)最初構(gòu)思者的希望。冰草的谷粒是麥粒的1/4大小，有時候更小，而且有著一層更厚的麩皮。冰草與小麥不同，會長出深色、稠密的葉片，覆蓋整片農(nóng)田；這層厚厚的植被保護(hù)了土壤，防止雜草長出，但它也降低了冰草產(chǎn)出的谷物量。為了讓冰草變得對農(nóng)民們有用，育種者必須得提高谷粒的尺寸，改變冰草的結(jié)構(gòu)，改善它在烤制面包方面的性質(zhì)。工作進(jìn)展遲緩。因為冰草是多年生植物，它必須受到多年的評估，而不單單用一季時間就可以。土地研究所希望在21世紀(jì)20年代研究出耕種便利、適合做成面包的冰草，谷粒大小擴(kuò)大到目前的兩倍（那樣仍然只有小麥麥粒的一半大小），然而還無法做出任何保證。

馴化冰草是漫長的征程。其他作物培育者已經(jīng)在嘗試捷徑：創(chuàng)造出普通小麥與冰草的雜交品種，希望將前者谷粒大而飽滿的特點與后者的抗病性、多年生的生命周期特點相結(jié)合。這兩個物種時常產(chǎn)生可生長發(fā)育的后代，使得北美、德國和蘇聯(lián)的生物學(xué)家在20世紀(jì)中葉嘗試了幾十年，想要培育出有用的雜交品種，始終未獲成功。受到生物學(xué)發(fā)展的支持，土地研究所與太平洋西北地區(qū)以及澳大利亞的研究者一道，在世紀(jì)之交時重新開始研究。當(dāng)我拜訪華盛頓州立大學(xué)的斯蒂芬·瓊斯（Stephen S. Jones）時，他和同事剛剛為新研發(fā)和測試的雜交品種提議了一個學(xué)名：Tritipyrum aaseae，這個物種名在向谷物遺傳學(xué)先驅(qū)漢娜·奧瑟（Hannah Aase）致敬。還有許多研究工作要做；瓊斯告訴我，他希望我女兒的孩子會能吃上用T.aaseae做成的面包。

非洲和拉丁美洲的科研人員聽到這些研究項目時，撓起了腦袋，表示困惑不解。先知派要提升糧食產(chǎn)量的話，培育多年生谷物是條困難的路徑，埃德維熱·博托妮（Edwige Botoni）說道，她是位于布基納法索的薩赫勒地帶國家間抗旱常設(shè)委員會的一位研究員。博托妮沿著撒哈拉沙漠邊緣奔走時，對于如何喂飽劣質(zhì)土地上的人口這個難題思索了良久。她告訴我，有一部分答案會是模仿尼日利亞和巴西這類熱帶地區(qū)里繁榮發(fā)展的農(nóng)場。溫帶的農(nóng)民將重心放在谷類植物上，而熱帶的種植者將重心放在塊莖植物和木本作物上，這兩類普遍比谷類植物更加高產(chǎn)。

想一下木薯吧，這種碩大的塊莖植物在各地有著各種不同的名字。以產(chǎn)量來說，木薯在全世界最重要的作物中位居第11位，種植于非洲、亞洲和拉丁美洲的寬廣地帶。木薯可食用的塊莖部分生長在地下；無論塊莖有多大，植株永遠(yuǎn)不會倒伏。按照每英畝產(chǎn)量來計算，木薯的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過小麥與其他谷類植物。這種比較是不公平的，因為木薯塊莖比小麥谷粒含有更多水分。但即便將水分納入考慮，每英畝的木薯還是能產(chǎn)出比小麥多很多的卡路里。（馬鈴薯是北半球中像木薯一樣高產(chǎn)的作物。2016年，美國馬鈴薯的平均產(chǎn)量是每英畝43 700磅，是小麥的畝產(chǎn)量的十多倍。）“我不知道為什么這個替代選項沒有被考慮到?！辈┩心菡f。盡管許多文化對木薯不熟悉，引進(jìn)木薯“看起來比培育全新的物種更簡單”。

木本作物差不多也是同等情況。一棵長成的麥金托什蘋果樹一年可能長出350到550磅的蘋果。果園種植者一般在每英畝的土地內(nèi)種植200到250棵蘋果樹。在好年景，這樣每英畝就能產(chǎn)出35到65噸蘋果。對比之下，小麥的畝產(chǎn)量大約是1.5噸。和木薯與馬鈴薯的情況一樣，蘋果含有比小麥更多的水分——但每英畝的卡路里產(chǎn)出依然更多。就連番木瓜和香蕉都比小麥更高產(chǎn)。栗子之類的一些堅果也是如此。蘋果、栗子和番木瓜無法制造硬皮長棍面包、脆皮薄餅或者像云團(tuán)一樣輕盈的戚風(fēng)蛋糕，但當(dāng)今的大部分谷物都注定要被用來生產(chǎn)深加工產(chǎn)品，譬如動物飼料、早餐麥片、食用糖漿和乙醇——木本作物和塊莖作物可以很容易地用來生產(chǎn)這些東西。

我是不是在主張全球各地的農(nóng)民應(yīng)該將他們的小麥田、稻田和玉米地替換成木薯田、馬鈴薯田、番薯地和種植香蕉、蘋果、栗子的果園？不。更確切地說，我的主張是先知派有多種多樣的滿足未來需求的辦法。這些替代路徑布滿荊棘，但術(shù)士派們以C4水稻為例的路徑也是如此。先知派最大的障礙在于其他東西：勞動力。

正確的生存之路

自從二戰(zhàn)結(jié)束起，大多數(shù)國家的政府已經(jīng)有意地引導(dǎo)勞動力離開農(nóng)業(yè)。目的是合并農(nóng)場，讓農(nóng)場機(jī)械化，這樣會提升糧食產(chǎn)量，降低成本，尤其是勞動力成本。不再被需要的務(wù)農(nóng)者就會移居城市，他們在城市的工廠里會得到薪水更好的工作。在布勞格派的理想中，無論是余下的農(nóng)場主，還是工廠勞工，都會賺到更多錢，農(nóng)場主會種出更多更好的作物，工廠勞工會獲得工業(yè)中薪酬更好的工作。國家就整體而言，會從中獲益：工業(yè)和農(nóng)業(yè)的出口增加，城市里食物價格更低，還有充足的勞動力供給。

也有不利的方面：發(fā)展中國家的城市里出現(xiàn)了純粹的貧民窟，里面到處是背井離鄉(xiāng)的家庭。在許多地區(qū)——包括大部分發(fā)達(dá)國家在內(nèi)——鄉(xiāng)村被掏空了，這正是布勞格派的意圖，他們的目標(biāo)是給予農(nóng)業(yè)工人自由，讓他們?nèi)プ分饓粝搿Ｔ诿绹?，農(nóng)業(yè)雇用的勞動力所占比例從1930年的21.5%下跌到2000年的1.9%；農(nóng)場的數(shù)量下跌了差不多2/3。幸存下來的農(nóng)場的平均規(guī)模增加，彌補了數(shù)量的縮減。與此同時，世界各國建立了稅收激勵、貸款計劃、培訓(xùn)計劃、直接補助的復(fù)雜系統(tǒng)，幫助大型農(nóng)場主購買大型農(nóng)用機(jī)械、儲備農(nóng)用化學(xué)品，種植某些政府偏愛的作物以便出口。因為這些系統(tǒng)仍在起效，沃格特派的農(nóng)民仿佛在逆潮游泳，阻力重重。

對于沃格特的信徒們來說，最好的農(nóng)業(yè)會首先照料好土壤，這個目標(biāo)需要在更小塊的土地中種植多種多樣的農(nóng)作物——當(dāng)農(nóng)場專心于大規(guī)模生產(chǎn)某種作物時，這一點很難達(dá)成。實際上，擴(kuò)展能達(dá)成這一點的農(nóng)業(yè)的話，會要求引回一些勞動力，至少在那些父母和祖父母離開鄉(xiāng)村的年輕人之中，要讓一些人回到鄉(xiāng)村。給這些勞動力提供體面的生活會驅(qū)使成本迅速上漲。一些減少勞動的機(jī)械化手段有可能施行，但與我聊過的小型農(nóng)場主中，沒有一個人認(rèn)為這會有可能縮減勞動力數(shù)量到工業(yè)運營的程度。只有對法律體系進(jìn)行完整的重寫，鼓勵勞動力的使用，整個系統(tǒng)才能發(fā)展下去。這種社會安排上的巨大變遷并不容易達(dá)成。

術(shù)士派和先知派幾十年來的漫長爭執(zhí)的根源在此。盡管爭論是以卡路里單位產(chǎn)量和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)這樣的措辭來表達(dá)，但雙方最根本的分歧是關(guān)于農(nóng)業(yè)的性質(zhì)——順帶著還有社會最佳形式上的分歧。對于布勞格的信徒來說，農(nóng)業(yè)是一種有用處的苦工，應(yīng)當(dāng)減少苦累，并盡可能地減少這類工作，從而將個體的自由最大化。對于沃格特的信徒而言，農(nóng)業(yè)關(guān)乎于維持生態(tài)群落和人類社區(qū)這個重任，自從一萬多年前的第一次農(nóng)業(yè)革命起，農(nóng)業(yè)已經(jīng)養(yǎng)育了生命。農(nóng)業(yè)可以是苦工，但它也是增強人類與地球紐帶的工作。這兩種主張就像異面直線，永遠(yuǎn)不會處在同個平面上。

我女兒如今19歲了，是個大二學(xué)生。到2050年，她將會是個中年人。將得由她那一代人來建立制度、法律和習(xí)慣，由它們在未來有著100億人口的世界里為人類的基本需求做好準(zhǔn)備。每一代人決定未來，但由我的孩子那代人做出的選擇會長久地回響，直抵人口統(tǒng)計學(xué)家的預(yù)見范圍。選術(shù)士派還是選先知派？選擇的重點并不在于這一代人認(rèn)為什么方案可行，而是在于他們認(rèn)為哪種方案最好。