每棵西蘭花都有IP地址

陳婧

即使在麻省理工學院，媒體實驗室也是個十分特殊的地方。在這里，他們的研究主題五花八門，卻有一個共同的主題，那就是“拓展人類”。乘電梯到達麻省理工媒體實驗室五樓，看到的是一個未來農場一一玻璃暖房內種植著生菜、西蘭花、草莓、西紅柿等植物，還有LED燈、電子傳感器、噴霧水泵等設備。

今年5月，聯合國糧農組織發表媒體通報表示，全球主要食品價格連續4個月出現上漲，全球的農產品重回漲價周期。農產品的漲價有很多理由，但傳統農業的前景，在全世界范圍內都不容樂觀。

目前的工業糧食體系要養活全世界72億人口，其中的36億人生活在城市，而只有區區2億人在從事糧食生產工作。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%的人不希望成為農民，農業是困難的，小農場主的生活境遇亦是如此的。在印度，農民家庭沒有基本的公共服務，農民無法另謀生路，自殺率相較于10年前陡增許多。日本的食物70%靠進口，而在福島核電站泄漏事故發生后，土地和海洋受到污染，當地的年輕人都去了仙臺、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業發達國家美國，“土地”離開都市人的距離也很遙遠——美國的蘋果從采摘之后，到送到餐桌，平均會在倉庫里存儲14個月時間。農業科技的發達，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，但是從營養的角度，這個蘋果從收獲的時候就已經死亡了。

在過去一萬年的歷史長河中，農耕文明才有了在公元前8000年的第一批人類定居，無論是后來的工業社會的崛起，還是以生物科技主導的垂直農業，農業的變革與人類社會的進程息息相關。

“開放農業計劃”的創始人卡萊博·哈珀（Caleb Harper）從福島核電站的受災人群中得到啟示：如何幫助福島離開土地的農民重新開始生活？如何能讓年輕人回歸農業？

農業的維基百科

對哈珀來說，傳統農業種植的工作，是把一件農產品在收獲后，從產地運往消費者的餐桌過程，需要經過一次次的運輸，也產生了一次次的損耗。而他希望做的事情，卻是“把一個蘋果數字化，以空氣中粒子為載體進行傳送，當到達目的地后，這些數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。通過食物計算機、食物服務器以及食品數據中心將全球的人進行連接，實現種植信息共享，所有人都能在這里進行信息的交換。”這個位于麻省理工學院媒體實驗室的平臺，目標是成為“農業版的維基百科”。

“將所有信息公開在像維基百科這樣的平臺上，以改善全球的食物網絡結構。每個人都能下載所有的數據，并根據自身需要調整食譜進行種植。這樣，所有人都可以成為農民，成為食物的生產者。”

但要編輯這樣一本百科全書，信息的來源非常有限。如果說傳統農業知識可以代代相傳，那么都市農業的經驗就很難獲取。“都市農業和傳統農業相比，完全是一條不同的路子，可以保證全年不斷的生長期。因為空間限制，它往往采用垂直的設計，同時還需要特殊的光、水、土等條件。目前這方面的公共信息卻嚴重不足。”

“大多數已有的知識都被一些大型農業公司掌控，或者由森嚴的知識產權法保護著，還有大批紅著眼睛想在現代農業里面淘金的投機分子。”哈珀認為，“這些特別小的數據中心，沒有意識到背后還有一個體系存在。”

為突破這些障礙，哈珀開發的是一個開源的數字化農作物成長系統，通過自動控制系統，創建一個可控環境以及可操縱的氣候。傳感器負責監測作物的生長條件，并根據預設的算法對光照、溫度、濕度、二氧化碳水平、水循環以及養分供給進行微調。隨著時間的推移，所有的生長數據都會被累積，這份農作物的“營養食譜”也就能通過網絡，不受限制地被分享到世界各地。

每一棵正在實驗室里培養的西蘭花，都有一個對應的IP地址。如果這還不夠奇怪，你還可以點擊獲取“植物配置文件”，它告訴我們植物的理想“下載進度”，即距離可采摘還有多少時間。這樣的智能控制，能計算何時能達到人們的營養需要？何時其口味達到最佳？當澆水過多或陽光過于充足時系統會發出警告，就像給每棵西蘭花建立了一個Facebook網頁，表達自己的喜怒哀樂。

農業維基百科的流程透明，讓農業技術的改進可以得到來自非農業部門的協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，這種技術根據植物的確切需要，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個星期內從種子完全長成。

相比其他都市垂直農業的“閉源”，農業維基百科開源的益處，還可以提高食物的安全性：“我們正處在一個轉變時期，過去我們用低廉的成本生產出大量的食物，而現在我們要把重心轉向生產高質量的食物，并且希望了解這些食物。”

“我們需要知道所食用的食物有什么營養，以及它們是如何生產出來的，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，會不會在10年內得糖尿病？這些問題是廣大消費者都非常關心的。農業的革新已經進入營養學的范疇。”

擁有全世界的風土

“風土”這個詞在法語里有著特殊的情結，從釀酒、奶酪到蜂蜜、咖啡，它強調人們對自然條件的尊重，包含土壤、氣候、水質和當地人的手藝等諸多因素。傳統農業中，“風土”是決定性的因素：沒有得天獨厚的風土，就沒有傾國傾城的美酒，“風土是人類千百年來的夢想。”

在法國的勃艮第，天上只有一種氣候，地上卻有1247個像馬賽克一般的風土地塊。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、特別的光照條件和特別的水文特征，結果每個地塊都有擁有獨特的微氣侯。這樣的風土地塊產出的酒是獨一無二的，別的地方產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，而另外一些則特別貧瘠，擁有一塊宜人的風土，對很多農民來說，遙不可及。“如果氣候是民主，人類依然身為氣候的奴隸。”

而在哈珀創造的自動化控制系統中，計算機不僅控制著植株本身的生長情況，還控制著整個室內的二氧化碳、氧氣等所有氣候條件，不同的氣候條件，會產生比勃艮第1247個風土地塊更復雜的“氣候食譜”，決定著植株的營養成分、大小、形狀、顏色等指標。

而“開放農業計劃”還有一項非常激動人心的新技術，就是更為直接地控制作物的風味。當你對巴西種植的咖啡豆情有獨鐘時，那么食物計算機就可以用編碼表達出巴西的氣候。在程式里，從模擬環境條件開始，限定了二氧化碳、氧氣、濕度、溫度的數值，同時也會分析出產地土壤里的礦物質成分與含量、根系溫度、陽光照射角度、降雨量等，從而在純人工的環境中，模擬出特定風土下的美味食物，“定制”出需要的味道。

而對于未來農業，這不僅解決了農業的數量，也提高了農業的品質。這改變了工業化式的農業生產，大規模耕種、卻只能生產單一作物的農場。而在個人農業計算機里，用戶可以導入由其他用戶創立、測試和完善的氣候配置，或者自己進行模擬氣候配置，然后就可以在家里的“農田”里收獲來自世界各地的美味時蔬。

對于那些經過遠距離運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”。在哈珀的實驗室里，目前同時種植的有東南亞高良姜、非洲木薯、印度蓮子、加勒比海木槿、馬達加斯加香草莢和熱帶的小豆蔻。他們和每個開放城市的移民一樣，豐富多樣，色彩斑斕。

除了可以發現和認識更多的“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。

食物計算機

按照“開放農業計劃的”構思，從一個種植愛好者，到成為入門成為真正的都市“農場主”，需要投資擁有一臺真正的“個人食物計算機”。如同當年個人電腦的風靡，這也可能是未來的風尚。

哈珀構思了三種規模的食物計算機，能夠根據生產或者實驗需求，控制培養出各種等級、各種型號的作物。個人食物計算機，如同筆記本電腦的大小，為了讓種植愛好者以及學校中的學生，對學習食物生產技術產生興趣。

這臺個人食物計算機看起來就像一個長方形的魚缸，只不過里面并不充滿水。發出紫光的LED燈管、正在萌芽的蔬菜，都實時與互聯網連接。愛好者們隨時掌握自己“魚缸”內的生長情況，還可以和其他人進行對比和參照。這種小型環境系統利于開展實驗，同時為人們對生物學、植物學、環境學、編程、工程等學科的學習提供極大的幫助。

第二等級為“食物服務器”，形似標準大小的集裝箱，這種中等型號的設計單元，會吸引跨學科的研究者，以及小型咖啡廳、餐廳以及時裝店的老板。船運集裝箱大小的食物計算機，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作物，可以讓餐館老板們在餐廳內種植食物，并能為顧客提供最新鮮的食物。

而最大規模、最高等級的為“食物數據中心”一一這個規格的食物計算機尚在研究階段，哈珀期望開發出一項能夠控制倉庫大小的室內環境的技術，以用于工業化的農業生產，實現多種作物分區栽培，每種作物都達到其最佳生長條件。在設想中，食物數據中心的體量將占據整個工廠或某些大型建筑。

而三個等級的計算機之間，實現了數據的兼容性——在桌面原型大小的食物計算機中所開發的特定作物，其適宜生長條件可以擴展到航運集裝箱大小的食物服務器。

哈珀表示，“建立3種規格食物計算機的目的是實現個人、小規模和大規模農業技術平臺的標準化。”不管是食物計算機還是食物服務器，“開放農業計劃”還開發了一個定制操作系統，界面則設計成游戲登陸界面，這樣人們在世界各地都能通過智能終端進行控制，普通人也能嫻熟地對不同等級的計算機操作和掌握。

操作系統支持“回放”功能，當一個生長周期結束后，用戶如果希望再次種植同一類植物時，只需點擊按鈕，就可重復當前食譜。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，全球已經擁有接近10臺食物計算機：麻省理工學院和波士頓地區的公立學校有六臺個人食物計算機，另外兩臺食物服務器分別位于麻省理工學院與墨西哥瓜達拉哈拉國立理工學院的高級科研中心。而“開放農業計劃”的全球第一個食物數據中心，定于今年下半年在麻省理工學院附近建成。

未來的農業圖書館

“開放農業計劃”的最終目標是讓世界擁有更多的農民，并實現一個靈活、開放、具有高度響應能力的農業系統。

如果食物數據中心成功投入運行，這項技術能夠開辟在室內倉庫化環境下進行農業耕作的可能性，滿足高密集度的城市生活，維護糧食安全，以應對未來氣候的不確定性及生態系統的脆弱性。“在麻省理工媒體實驗室這個2米寬、9米長的玻璃箱里種植，這里作物每30天為一個循環周期，生長速度是正常狀態下的3～4倍，每次收獲大約可滿足300人的需求。

“開放農業計劃”并不局限于成為一本農業的“維基百科”，它還致力于成為一個開放式的博物館一一它的館藏核心為一個將自然環境輸入與作物分類輸出相匹配的綜合性數據庫，供科學家和種植者進行研究。例如當溫度、相對濕度、二氧化碳和氧氣濃度、水的酸堿性等參數的改變，與植物的表達，如顏色、大小、生長率、營養成分，會產生怎樣的關聯。通過對云數據的處理，進一步優化各種數據和算法，滿足種植者個性化的需求。

這個數據中心也將生產更多有利于改善都市人健康的食物。哈珀預測，“20年內，醫生開出的藥方也可以通過食物計算機生產。醫生根據個人基因組和生活習慣，給出一些活性菌群。患者遵醫囑，在食物計算機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，越來越多的垂直農場出現在世界各地，尤其是食物嚴重依靠進口的日本，目前已經有接近200個垂直農場。不過哈珀承認，與加利福尼亞或者墨西哥擁有成百上千公頃土地的農場主相比，食物數據中心仍然在起步階段。“我們的目的不是替代自然環境。人工環境的農業生產，要想趕上傳統農業生產，還有5到10年的路要走。”

雖然尚未走向商業化，但“開放農業計劃”已經吸引了塔吉特（Target）集團的關注。這家美國超市連鎖巨頭，將在未來15年投入食品生長、消費變革模式的研究，而“開放農業計劃”已經被納入了研究資助的范圍。

在世界范圍內，值得欣喜的一個轉變是，各國正在推動的第四次農業革命，已經從“孤軍作戰”轉向了“協同作戰”。與“開放農業計劃”做法相吻合的是，開放數據被認為是“擴大農業覆蓋范圍、使全球5000萬人擺脫貧困的最重要的方面”之一。

在2012年的八國集團領導人峰會上，決定通過一個全球性的平臺將其國家的農業數據，與發展中國家的農民、研究人員和決策者分享。這些數據，由美國政府部門制作并存儲，價值極高。將便于人類和機器更便利地找到、下載、閱讀及使用，不加任何格式限制”。美國總統奧巴馬表示：“創建一個平臺，以有效共享關鍵數據和用以分析數據的工具，乃是人類與饑餓作斗爭的下一個關鍵步驟。”