陳婧

即使在麻省理工學(xué)院，媒體實(shí)驗(yàn)室也是個(gè)十分特殊的地方。在這里，他們的研究主題五花八門，卻有一個(gè)共同的主題，那就是“拓展人類”。乘電梯到達(dá)麻省理工媒體實(shí)驗(yàn)室五樓，看到的是一個(gè)未來農(nóng)場一一玻璃暖房內(nèi)種植著生菜、西蘭花、草莓、西紅柿等植物，還有LED燈、電子傳感器、噴霧水泵等設(shè)備。

今年5月，聯(lián)合國糧農(nóng)組織發(fā)表媒體通報(bào)表示，全球主要食品價(jià)格連續(xù)4個(gè)月出現(xiàn)上漲，全球的農(nóng)產(chǎn)品重回漲價(jià)周期。農(nóng)產(chǎn)品的漲價(jià)有很多理由，但傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的前景，在全世界范圍內(nèi)都不容樂觀。

目前的工業(yè)糧食體系要養(yǎng)活全世界72億人口，其中的36億人生活在城市，而只有區(qū)區(qū)2億人在從事糧食生產(chǎn)工作。而自然資源日漸匱乏、生物多樣性喪失、氣候變化以及城市人口的爆炸，都讓這樣的糧食體系逼近極限。

非洲是世界人口最年輕的大陸，50%的人口年齡都低于18歲，而他們中80%的人不希望成為農(nóng)民，農(nóng)業(yè)是困難的，小農(nóng)場主的生活境遇亦是如此的。在印度，農(nóng)民家庭沒有基本的公共服務(wù)，農(nóng)民無法另謀生路，自殺率相較于10年前陡增許多。日本的食物70%靠進(jìn)口，而在福島核電站泄漏事故發(fā)生后，土地和海洋受到污染，當(dāng)?shù)氐哪贻p人都去了仙臺(tái)、東京這樣的都市，而福島縣則成為了“沒有青春，沒有水，沒有土地，沒有未來”的荒村。

即便在世界最大的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家美國，“土地”離開都市人的距離也很遙遠(yuǎn)——美國的蘋果從采摘之后，到送到餐桌，平均會(huì)在倉庫里存儲(chǔ)14個(gè)月時(shí)間。農(nóng)業(yè)科技的發(fā)達(dá)，在倉庫充入一些特殊氣體后，讓人們可以在盛夏的六月也能吃到蘋果，但是從營養(yǎng)的角度，這個(gè)蘋果從收獲的時(shí)候就已經(jīng)死亡了。

在過去一萬年的歷史長河中，農(nóng)耕文明才有了在公元前8000年的第一批人類定居，無論是后來的工業(yè)社會(huì)的崛起，還是以生物科技主導(dǎo)的垂直農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)的變革與人類社會(huì)的進(jìn)程息息相關(guān)。

“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”的創(chuàng)始人卡萊博·哈珀（Caleb Harper）從福島核電站的受災(zāi)人群中得到啟示：如何幫助福島離開土地的農(nóng)民重新開始生活？如何能讓年輕人回歸農(nóng)業(yè)？

農(nóng)業(yè)的維基百科

對哈珀來說，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植的工作，是把一件農(nóng)產(chǎn)品在收獲后，從產(chǎn)地運(yùn)往消費(fèi)者的餐桌過程，需要經(jīng)過一次次的運(yùn)輸，也產(chǎn)生了一次次的損耗。而他希望做的事情，卻是“把一個(gè)蘋果數(shù)字化，以空氣中粒子為載體進(jìn)行傳送，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地后，這些數(shù)字化的蘋果又重新形成蘋果”。

“我們傳遞的是食物的信息，而非食物本身。通過食物計(jì)算機(jī)、食物服務(wù)器以及食品數(shù)據(jù)中心將全球的人進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)種植信息共享，所有人都能在這里進(jìn)行信息的交換?！边@個(gè)位于麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)，目標(biāo)是成為“農(nóng)業(yè)版的維基百科”。

“將所有信息公開在像維基百科這樣的平臺(tái)上，以改善全球的食物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。每個(gè)人都能下載所有的數(shù)據(jù)，并根據(jù)自身需要調(diào)整食譜進(jìn)行種植。這樣，所有人都可以成為農(nóng)民，成為食物的生產(chǎn)者?！?/p>

但要編輯這樣一本百科全書，信息的來源非常有限。如果說傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)知識可以代代相傳，那么都市農(nóng)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)就很難獲取?！岸际修r(nóng)業(yè)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，完全是一條不同的路子，可以保證全年不斷的生長期。因?yàn)榭臻g限制，它往往采用垂直的設(shè)計(jì)，同時(shí)還需要特殊的光、水、土等條件。目前這方面的公共信息卻嚴(yán)重不足?！?/p>

“大多數(shù)已有的知識都被一些大型農(nóng)業(yè)公司掌控，或者由森嚴(yán)的知識產(chǎn)權(quán)法保護(hù)著，還有大批紅著眼睛想在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)里面淘金的投機(jī)分子?！惫暾J(rèn)為，“這些特別小的數(shù)據(jù)中心，沒有意識到背后還有一個(gè)體系存在?！?/p>

為突破這些障礙，哈珀開發(fā)的是一個(gè)開源的數(shù)字化農(nóng)作物成長系統(tǒng)，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)，創(chuàng)建一個(gè)可控環(huán)境以及可操縱的氣候。傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測作物的生長條件，并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法對光照、溫度、濕度、二氧化碳水平、水循環(huán)以及養(yǎng)分供給進(jìn)行微調(diào)。隨著時(shí)間的推移，所有的生長數(shù)據(jù)都會(huì)被累積，這份農(nóng)作物的“營養(yǎng)食譜”也就能通過網(wǎng)絡(luò)，不受限制地被分享到世界各地。

每一棵正在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)的西蘭花，都有一個(gè)對應(yīng)的IP地址。如果這還不夠奇怪，你還可以點(diǎn)擊獲取“植物配置文件”，它告訴我們植物的理想“下載進(jìn)度”，即距離可采摘還有多少時(shí)間。這樣的智能控制，能計(jì)算何時(shí)能達(dá)到人們的營養(yǎng)需要？何時(shí)其口味達(dá)到最佳？當(dāng)澆水過多或陽光過于充足時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，就像給每棵西蘭花建立了一個(gè)Facebook網(wǎng)頁，表達(dá)自己的喜怒哀樂。

農(nóng)業(yè)維基百科的流程透明，讓農(nóng)業(yè)技術(shù)的改進(jìn)可以得到來自非農(nóng)業(yè)部門的協(xié)助一一美國航空航天局向他們提供了用于和平號太空站的霧化技術(shù)，這種技術(shù)根據(jù)植物的確切需要，來給予其水分、礦物元素和氧氣，西蘭花的生長速度提高4到5倍，在8個(gè)星期內(nèi)從種子完全長成。

相比其他都市垂直農(nóng)業(yè)的“閉源”，農(nóng)業(yè)維基百科開源的益處，還可以提高食物的安全性：“我們正處在一個(gè)轉(zhuǎn)變時(shí)期，過去我們用低廉的成本生產(chǎn)出大量的食物，而現(xiàn)在我們要把重心轉(zhuǎn)向生產(chǎn)高質(zhì)量的食物，并且希望了解這些食物?！?/p>

“我們需要知道所食用的食物有什么營養(yǎng)，以及它們是如何生產(chǎn)出來的，還有它們對我們的好處。這種食物對我的小孩來說，是不是安全的？如果他們吃了的話，會(huì)不會(huì)在10年內(nèi)得糖尿??？這些問題是廣大消費(fèi)者都非常關(guān)心的。農(nóng)業(yè)的革新已經(jīng)進(jìn)入營養(yǎng)學(xué)的范疇?！?/p>

擁有全世界的風(fēng)土

“風(fēng)土”這個(gè)詞在法語里有著特殊的情結(jié)，從釀酒、奶酪到蜂蜜、咖啡，它強(qiáng)調(diào)人們對自然條件的尊重，包含土壤、氣候、水質(zhì)和當(dāng)?shù)厝说氖炙嚨戎T多因素。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，“風(fēng)土”是決定性的因素：沒有得天獨(dú)厚的風(fēng)土，就沒有傾國傾城的美酒，“風(fēng)土是人類千百年來的夢想?！?/p>

在法國的勃艮第，天上只有一種氣候，地上卻有1247個(gè)像馬賽克一般的風(fēng)土地塊。這樣的地塊在近1000年中保持著同樣的名稱，同樣的特別底層土質(zhì)、特別的光照條件和特別的水文特征，結(jié)果每個(gè)地塊都有擁有獨(dú)特的微氣侯。這樣的風(fēng)土地塊產(chǎn)出的酒是獨(dú)一無二的，別的地方產(chǎn)不出也模仿不出同樣的酒來。而在中國的語境中，則有“一方水土一方茶”。

在哈珀看來，如果從“風(fēng)土”的角度去畫出一張世界地圖，那么地球上存在著巨大的差異與不平等。一些土地被上帝偏愛而特別高產(chǎn)，而另外一些則特別貧瘠，擁有一塊宜人的風(fēng)土，對很多農(nóng)民來說，遙不可及。“如果氣候是民主，人類依然身為氣候的奴隸?！?/p>

而在哈珀創(chuàng)造的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)不僅控制著植株本身的生長情況，還控制著整個(gè)室內(nèi)的二氧化碳、氧氣等所有氣候條件，不同的氣候條件，會(huì)產(chǎn)生比勃艮第1247個(gè)風(fēng)土地塊更復(fù)雜的“氣候食譜”，決定著植株的營養(yǎng)成分、大小、形狀、顏色等指標(biāo)。

而“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”還有一項(xiàng)非常激動(dòng)人心的新技術(shù)，就是更為直接地控制作物的風(fēng)味。當(dāng)你對巴西種植的咖啡豆情有獨(dú)鐘時(shí)，那么食物計(jì)算機(jī)就可以用編碼表達(dá)出巴西的氣候。在程式里，從模擬環(huán)境條件開始，限定了二氧化碳、氧氣、濕度、溫度的數(shù)值，同時(shí)也會(huì)分析出產(chǎn)地土壤里的礦物質(zhì)成分與含量、根系溫度、陽光照射角度、降雨量等，從而在純?nèi)斯さ沫h(huán)境中，模擬出特定風(fēng)土下的美味食物，“定制”出需要的味道。

而對于未來農(nóng)業(yè)，這不僅解決了農(nóng)業(yè)的數(shù)量，也提高了農(nóng)業(yè)的品質(zhì)。這改變了工業(yè)化式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大規(guī)模耕種、卻只能生產(chǎn)單一作物的農(nóng)場。而在個(gè)人農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)里，用戶可以導(dǎo)入由其他用戶創(chuàng)立、測試和完善的氣候配置，或者自己進(jìn)行模擬氣候配置，然后就可以在家里的“農(nóng)田”里收獲來自世界各地的美味時(shí)蔬。

對于那些經(jīng)過遠(yuǎn)距離運(yùn)輸才能上到餐桌的食物來說，“乾坤挪移”將更加容易。而對那些習(xí)慣了本土口味的人來說，可以更加常見地看到“蔬菜和水果移民”。在哈珀的實(shí)驗(yàn)室里，目前同時(shí)種植的有東南亞高良姜、非洲木薯、印度蓮子、加勒比海木槿、馬達(dá)加斯加香草莢和熱帶的小豆蔻。他們和每個(gè)開放城市的移民一樣，豐富多樣，色彩斑斕。

除了可以發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識更多的“移民”，用戶還可以更容易了解主廚的奧秘——那些特供米其林餐廳廚房的長勢良好的番茄，也可以“一鍵下載”，種植出相同的帶有酸甜口感的滋味。

食物計(jì)算機(jī)

按照“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃的”構(gòu)思，從一個(gè)種植愛好者，到成為入門成為真正的都市“農(nóng)場主”，需要投資擁有一臺(tái)真正的“個(gè)人食物計(jì)算機(jī)”。如同當(dāng)年個(gè)人電腦的風(fēng)靡，這也可能是未來的風(fēng)尚。

哈珀構(gòu)思了三種規(guī)模的食物計(jì)算機(jī)，能夠根據(jù)生產(chǎn)或者實(shí)驗(yàn)需求，控制培養(yǎng)出各種等級、各種型號的作物。個(gè)人食物計(jì)算機(jī)，如同筆記本電腦的大小，為了讓種植愛好者以及學(xué)校中的學(xué)生，對學(xué)習(xí)食物生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生興趣。

這臺(tái)個(gè)人食物計(jì)算機(jī)看起來就像一個(gè)長方形的魚缸，只不過里面并不充滿水。發(fā)出紫光的LED燈管、正在萌芽的蔬菜，都實(shí)時(shí)與互聯(lián)網(wǎng)連接。愛好者們隨時(shí)掌握自己“魚缸”內(nèi)的生長情況，還可以和其他人進(jìn)行對比和參照。這種小型環(huán)境系統(tǒng)利于開展實(shí)驗(yàn)，同時(shí)為人們對生物學(xué)、植物學(xué)、環(huán)境學(xué)、編程、工程等學(xué)科的學(xué)習(xí)提供極大的幫助。

第二等級為“食物服務(wù)器”，形似標(biāo)準(zhǔn)大小的集裝箱，這種中等型號的設(shè)計(jì)單元，會(huì)吸引跨學(xué)科的研究者，以及小型咖啡廳、餐廳以及時(shí)裝店的老板。船運(yùn)集裝箱大小的食物計(jì)算機(jī)，周圍安裝了樹脂玻璃，生長空間都配有光照、管道和成架種植的農(nóng)作物，可以讓餐館老板們在餐廳內(nèi)種植食物，并能為顧客提供最新鮮的食物。

而最大規(guī)模、最高等級的為“食物數(shù)據(jù)中心”一一這個(gè)規(guī)格的食物計(jì)算機(jī)尚在研究階段，哈珀期望開發(fā)出一項(xiàng)能夠控制倉庫大小的室內(nèi)環(huán)境的技術(shù)，以用于工業(yè)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)多種作物分區(qū)栽培，每種作物都達(dá)到其最佳生長條件。在設(shè)想中，食物數(shù)據(jù)中心的體量將占據(jù)整個(gè)工廠或某些大型建筑。

而三個(gè)等級的計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的兼容性——在桌面原型大小的食物計(jì)算機(jī)中所開發(fā)的特定作物，其適宜生長條件可以擴(kuò)展到航運(yùn)集裝箱大小的食物服務(wù)器。

哈珀表示，“建立3種規(guī)格食物計(jì)算機(jī)的目的是實(shí)現(xiàn)個(gè)人、小規(guī)模和大規(guī)模農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化?！辈还苁鞘澄镉?jì)算機(jī)還是食物服務(wù)器，“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”還開發(fā)了一個(gè)定制操作系統(tǒng)，界面則設(shè)計(jì)成游戲登陸界面，這樣人們在世界各地都能通過智能終端進(jìn)行控制，普通人也能嫻熟地對不同等級的計(jì)算機(jī)操作和掌握。

操作系統(tǒng)支持“回放”功能，當(dāng)一個(gè)生長周期結(jié)束后，用戶如果希望再次種植同一類植物時(shí)，只需點(diǎn)擊按鈕，就可重復(fù)當(dāng)前食譜。界面還支持“分享”功能，用戶可以將這些食譜與朋友分享，把自己心儀的食物“傳遞”給朋友。

截至目前，全球已經(jīng)擁有接近10臺(tái)食物計(jì)算機(jī)：麻省理工學(xué)院和波士頓地區(qū)的公立學(xué)校有六臺(tái)個(gè)人食物計(jì)算機(jī)，另外兩臺(tái)食物服務(wù)器分別位于麻省理工學(xué)院與墨西哥瓜達(dá)拉哈拉國立理工學(xué)院的高級科研中心。而“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”的全球第一個(gè)食物數(shù)據(jù)中心，定于今年下半年在麻省理工學(xué)院附近建成。

未來的農(nóng)業(yè)圖書館

“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”的最終目標(biāo)是讓世界擁有更多的農(nóng)民，并實(shí)現(xiàn)一個(gè)靈活、開放、具有高度響應(yīng)能力的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。

如果食物數(shù)據(jù)中心成功投入運(yùn)行，這項(xiàng)技術(shù)能夠開辟在室內(nèi)倉庫化環(huán)境下進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作的可能性，滿足高密集度的城市生活，維護(hù)糧食安全，以應(yīng)對未來氣候的不確定性及生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。“在麻省理工媒體實(shí)驗(yàn)室這個(gè)2米寬、9米長的玻璃箱里種植，這里作物每30天為一個(gè)循環(huán)周期，生長速度是正常狀態(tài)下的3～4倍，每次收獲大約可滿足300人的需求。

“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”并不局限于成為一本農(nóng)業(yè)的“維基百科”，它還致力于成為一個(gè)開放式的博物館一一它的館藏核心為一個(gè)將自然環(huán)境輸入與作物分類輸出相匹配的綜合性數(shù)據(jù)庫，供科學(xué)家和種植者進(jìn)行研究。例如當(dāng)溫度、相對濕度、二氧化碳和氧氣濃度、水的酸堿性等參數(shù)的改變，與植物的表達(dá)，如顏色、大小、生長率、營養(yǎng)成分，會(huì)產(chǎn)生怎樣的關(guān)聯(lián)。通過對云數(shù)據(jù)的處理，進(jìn)一步優(yōu)化各種數(shù)據(jù)和算法，滿足種植者個(gè)性化的需求。

這個(gè)數(shù)據(jù)中心也將生產(chǎn)更多有利于改善都市人健康的食物。哈珀預(yù)測，“20年內(nèi)，醫(yī)生開出的藥方也可以通過食物計(jì)算機(jī)生產(chǎn)。醫(yī)生根據(jù)個(gè)人基因組和生活習(xí)慣，給出一些活性菌群?；颊咦襻t(yī)囑，在食物計(jì)算機(jī)中加入種子和活性菌，使用氣候配方，最后收獲改善健康狀況的有機(jī)食物。”

由于最新一代LED植物生長燈的效率急劇提升，越來越多的垂直農(nóng)場出現(xiàn)在世界各地，尤其是食物嚴(yán)重依靠進(jìn)口的日本，目前已經(jīng)有接近200個(gè)垂直農(nóng)場。不過哈珀承認(rèn)，與加利福尼亞或者墨西哥擁有成百上千公頃土地的農(nóng)場主相比，食物數(shù)據(jù)中心仍然在起步階段?！拔覀兊哪康牟皇翘娲匀画h(huán)境。人工環(huán)境的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，要想趕上傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還有5到10年的路要走。”

雖然尚未走向商業(yè)化，但“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”已經(jīng)吸引了塔吉特（Target）集團(tuán)的關(guān)注。這家美國超市連鎖巨頭，將在未來15年投入食品生長、消費(fèi)變革模式的研究，而“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”已經(jīng)被納入了研究資助的范圍。

在世界范圍內(nèi)，值得欣喜的一個(gè)轉(zhuǎn)變是，各國正在推動(dòng)的第四次農(nóng)業(yè)革命，已經(jīng)從“孤軍作戰(zhàn)”轉(zhuǎn)向了“協(xié)同作戰(zhàn)”。與“開放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”做法相吻合的是，開放數(shù)據(jù)被認(rèn)為是“擴(kuò)大農(nóng)業(yè)覆蓋范圍、使全球5000萬人擺脫貧困的最重要的方面”之一。

在2012年的八國集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人峰會(huì)上，決定通過一個(gè)全球性的平臺(tái)將其國家的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，與發(fā)展中國家的農(nóng)民、研究人員和決策者分享。這些數(shù)據(jù)，由美國政府部門制作并存儲(chǔ)，價(jià)值極高。將便于人類和機(jī)器更便利地找到、下載、閱讀及使用，不加任何格式限制”。美國總統(tǒng)奧巴馬表示：“創(chuàng)建一個(gè)平臺(tái)，以有效共享關(guān)鍵數(shù)據(jù)和用以分析數(shù)據(jù)的工具，乃是人類與饑餓作斗爭的下一個(gè)關(guān)鍵步驟。”