地球能養活100億人嗎？人類只剩30年時間尋找答案

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所有父母都記得他們第一次抱著新生孩兒的那一刻，看著他們皺巴巴的小臉從醫院的毯子里露出來。我（本文作者查爾斯·曼恩 (Charles C.Mann)，《大西洋月刊》、《科學》以及《連線》雜誌撰稿人）伸出雙手，把女兒抱在懷裡。我太激動了，大腦里幾乎一片空白。後來，我在房間外面徘徊，這樣母親和孩子就可以休息了。

當時正是新英格蘭2月下旬的凌晨三點。人行道上結滿了冰，空氣中飄著冰冷的細雨。當我從路邊走出來的時候，一個念頭突然出現在我的腦海里：當女兒到了我這個年齡時，地球上差不多將有100億人。我無法再保持淡定，地球如何能養活這麼多人?

1970年，我就讀高中的時候，全球1/4的人處於飢餓狀態，聯合國今天稱之為「營養不良」。如今，這一比例已降至約1/10。在過去的40多年裡，全球人類平均壽命增長了11年。更令人感到震驚的是，大部分壽命增長發生在貧困地區。在亞洲、拉丁美洲和非洲，數以億計的人從貧困中解脫出來，變成了中產階級。

這種致富並沒有以平均或公平的方式發生，依然有數以億計的人尚未步入富裕行列。然而，以前從未有過這種程度的幸福感飆升的先例。沒有人知道這種增長是否會繼續持續下去，也不清楚我們目前的富裕程度能否維持下去。

今天，世界上大約有76億居民。大多數人口統計學家認為，到2050年，這個數字將達到100億。大約到那個時候，我們的人口可能會開始趨於平穩。作為一個物種，我們將會處於「更替水平」，即每對夫婦都有2個孩子來代替他們。經濟學家們表示，世界的發展仍應繼續，無論如何不均衡。這意味著，當女兒和我同齡時，世界上的100億人中將有相當一部分屬於中產階級。

和其他父母一樣，我希望我的孩子們在成年後能過得舒服些。但在醫院的停車場，這似乎不太可能。我想，地球有100億張嘴巴需要供養，其中包括30億中產階級，地球如何能滿足他們的胃口？但這只是問題的一部分。完整的問題是：我們如何能在不破壞地球宜居環境的情況下，為每個人提供令他們滿意的服務?

激烈競爭

在我的孩子們的成長的過程中，我利用作為記者的優勢，不時地與歐洲、亞洲和美洲的專家討論這些問題。隨著對話的積累，他們反應似乎分成了兩大類，這些觀點或多或少地與兩名美國人——威廉·沃格特（ William Vogt）和諾曼·博洛格（Norman Borlaug）的觀點相關。雖然沃格特與博洛格互相不認識，對彼此的工作也不怎麼關心，但他們在很大程度上創建了基本的知識藍圖，世界各地的機構今天都在利用這些藍圖來理解我們的環境困境。不幸的是，他們的藍圖為人類生存問題提供了截然不同的答案。

沃格特出生於1902年，他為現代環保運動奠定了基本的思想基礎。特別是，他創立了漢普郡大學人口研究人員貝特西·哈特曼（Betsy Hartmann）所說的「末日環境保護主義」，認為除非人類能夠大幅減少消費和限制人口，否則將破壞全球生態系統。在暢銷書和演講中，沃格特認為，財富不是我們最大的成就，而是我們最大的問題。他曾說過，如果我們繼續超過地球所能給予的極限，那麼不可避免的結果將是全球範圍內的破壞。他的口號就是「減少再減少」。

博洛格比沃格特晚出生12年，他已經成為「技術樂觀主義」的象徵。持這種觀點的人認為，只要正確應用科學和技術，我們就可以走出困境。在20世紀60年代的「綠色革命」研究中，博洛格是最知名的人物。所謂的「綠色革命」是指將高產作物品種和農藝技術相結合，增加世界各地的糧食產量，幫助避免數千萬人因飢餓而死亡。對博洛格來說，富裕不是問題，而是解決方案。只有人們變得更加富有和知識淵博，人類才能創造出解決環境困境的科學。

兩人都認為自己在使用新的科學知識來面對地球危機，只是觀點截然相反。對於博洛格來說，人類的創造力是解決我們所面臨問題的方法。舉個例子，他認為通過使用「綠色革命」中的先進方法來提高土地的產量，農民們就不必再種植那麼多土地了，這一想法被研究者們稱為「博洛格假說」。

而沃格特的觀點正好相反：他認為解決辦法是利用生態知識來縮小土地種植規模。與其種植更多的穀物來幫助生產更多的肉類，人類應該在食物鏈上吃得更少，以減輕地球生態系統的負擔。這就是沃格特與他的前任羅伯特·馬爾薩斯(Robert Malthus)觀點不同的地方，馬爾薩斯曾預言，社會將不可避免地耗盡糧食，因為他們總是生養太多的孩子。沃格特改變了這個觀點，他認為我們也許能夠種植出足夠的食物，但代價是破壞了世界的生態系統。

我將這兩個觀點的追隨者分別稱為「巫師」和「先知」。在博洛格思想的指導下，「巫師」們揭開了技術的面紗。而在沃格特的啟發下，「先知」們譴責我們的魯莽帶來的後果。沃格特與博洛格在相同的軌道上並行了幾十年，但很少相互承認。20世紀40年代中期，他們的第一次和唯一一次會面產生出現分歧，隨後沃格特試圖阻止博洛格的工作。據我所知，他們後來從未說過話。

雖然沃格特和博洛格都在公共場合提到過對方的想法，但從來沒有提到過名字。相反，沃格特駁斥了那些「自欺欺人」的科學家，稱他們實際上是在加劇我們面臨的問題。博洛格稱他的對手是「勒德分子」（Luddites，即害怕或者厭惡技術的人）。

儘管沃格特和博洛格現在都已經去世，但他們的門徒之間的爭論卻變得更加激烈。「巫師」們認為「先知」奉行的理論不夠誠實，對窮人漠不關心，甚至屬於種族主義者(因為世界上大多數飢餓的人都是非白種人)。他們認為這是一條通向回歸狹隘、貧窮和飢餓的道路。在這樣的世界裡，儘管科學知識可以解放他們，但數十億人仍生活在苦難之中。

而「先知」們嘲笑「巫師」對人類足智多謀太自信，甚至認為這是由貪婪驅使的(因為拒絕超越生態限制將會削減公司利潤)。「先知」們認為，高強度的、博洛格式的工業農業，短期內可能會有取得回報，但是從長遠來看，將會使生態環境變得更加艱難。由於過度使用土地而導致的水土流失，將導致環境崩潰，進而引發世界範圍內的社會動蕩。對此，「巫師」們回答：這正是我們要預防的全球人道主義危機!

隨著相互指責不斷升級，有關環境的對話變成了「獨白」，雙方都不願與對方接觸。如果我們不討論孩子們的命運，雙方也許都是對的。

地獄之路

沃格特在1948年被載入歷史，當時他出版了《通往生存之路》（Road to Survival），這是我們第一本現代版的「通往地獄之書」。它包含了當今環境運動的基本論點——承載能力，也通常被稱為「生態極限」或「行星邊界」。承載能力假定，每個生態系統都有其所能產生的極限。超過這個限度太久，生態系統就會遭到破壞。隨著人類數量的增加，《通往生存之路》中說，我們對食物的需求將超過地球的承載能力，結果將是災難性的:侵蝕、沙漠化、土壤衰竭、物種滅絕和水污染，這遲早會導致大規模的饑荒。

像蕾切爾·卡森(Rachel Carson，《寂靜的春天》（Silent Spring）作者，沃格特的朋友)和保羅·埃利希(Paul Ehrlich，《人口爆炸》的作者)這樣的作家所接受的，沃格特關於超越極限的闡述成為了當今全球範圍內環境保護運動的源泉，這是上個世紀以來唯一持久的意識形態。

當《通往生存之路》出版時，博洛格還只是一名年輕的植物病理學家，致力於改善墨西哥農業。該項目由洛克菲勒基金會(Rockefeller Foundation)贊助，致力於幫助墨西哥貧困的玉米農民。博洛格在墨西哥做了個涉及小麥的小項目，研究黑色莖鏽病（一種真菌），它是小麥最古老、最難對抗的疾病。在美國，寒冷通常會殺死莖鏽病，但它經常出現在溫暖的墨西哥，每年春天的大風都會把它刮過邊境，重新感染美國的麥田。

作為唯一一個從事小麥研究工作的洛克菲勒研究人員，博洛格得到的資助很少，因此他不得不連續幾個月睡在棚子和田地里。但是他在50年代中期成功培育出了對許多鏽病有抗性的小麥。不僅如此，他還發明了比普通小麥矮小得多的品種，即所謂的「半矮子」小麥。過去，當小麥被大量施肥時，生長得很快，但莖長得細長，在風中很容易折斷，那些不能重新挺直身子的麥株會腐爛死去。

而博洛格培育的矮小粗壯小麥可以吸收大劑量的肥料，並將額外的營養輸送給穀物而不是根或莖中。在早期的試驗中，農民有時收穫的小麥是普通田地的10倍。小麥產量得到大幅提升，以至於美國國際開發署(USAID)的官員在1968年將之稱為「綠色革命」(Green Revolution)，從而為20世紀的發展指明了方向。

綠色革命在亞洲的影響最為顯著，1962年，洛克菲勒基金會和福特基金會在菲律賓開設了國際水稻研究所（IRRI）。當時，至少半數的亞洲人生活在飢餓和物質匱乏之中，許多地方的農業產量停滯或下降。IRRI希望研究人員開發出新的高產水稻品種，以迅速改變亞洲。在博洛格的領導下，IRRI團隊開發出西的水稻品種，它們在20世紀70年代和80年代席捲亞洲，幾乎使水稻產量增加了2倍。如今，亞洲種植的水稻中，超過80%來自IRRI。

亞洲大陸的人口激增，而且亞洲男性、女性和兒童的平均消耗量比IRRI建立時提高了30%。在首爾、上海、齋浦爾和雅加達，有閃閃發光的摩天大樓、昂貴的酒店、擁擠不堪的街道以及霓虹燈，所有這些都是在實驗室培育的水稻基礎上建造起來的。

「先知」反駁了嗎?承載能力是幻想嗎?不。正如沃格特所預測的那樣，生產力的巨大增長導致了巨大的環境破壞：排乾的含水層、化肥徑流、水生死亡區、退化和漬水的土壤。更糟糕的是，生產力的快速增長使得農村土地變得更有價值。突然之間，許多地方的貧窮農民被從土地上趕走了。「先知」們認為，綠色革命只是推遲了飢餓危機。這只是一次性的「幸運突破」，而不是永久性的解決方案。正如「先知」所說，我們不斷增長的人口和財富意味著，我們的收穫將不得不再次「跳躍式增加」，就像「巫師」們所說的第二次綠色革命。

儘管2050年的全球人口僅比現在增加25%，但大多數預測認為，農民將不得不將糧食產量提高50%至100%。最主要的原因是，人們對乳酪、奶製品、魚類，特別是肉類的需求增加了，而與種植和食用植物相比，飼養動物需要更多的土地、水源以及能源。未來數十億人將會消耗掉多少肉幾乎是不可預測的，但如果他們與今天的西方人一樣大量食肉，那麼這項任務將是艱巨的。而且，「先知」們警告說，為了滿足世界對漢堡和培根的渴望，地球上也將迎來更多災難：風景變得滿目瘡痍、可用水源和土地越來越少，貧窮國家數以百萬計的農民將無法生存。

要做什麼嗎?第一次綠色革命中可用的許多策略已經不復存在。農民不能種植更多的土地，因為幾乎所有可開墾的耕地都已經被使用。肥料的使用也不能再增加，現在它已經被過度使用。除了非洲的某些地方，這些化肥徑流正在污染河流、湖泊和海洋。灌溉也不能再大規模擴展，因為大部分可以灌溉的土地已經被灌溉了。「巫師」們認為，最好的辦法是利用基因改造來創造更高產的作物。而「先知」們認為，這是進一步壓榨地球承載能力的途徑。我們必須朝相反的方向走，他們希望少用土地，少浪費水，停止將化學物質倒入土地和水中。

人類彷彿被擠進了一輛正穿越迷霧的公共汽車，而前方某處就是懸崖，人類的災難性命運很難逆轉。沒有人確切地知道懸崖在哪裡，但每個人都知道，在某個時刻，公共汽車必須要轉彎。問題是，「巫師」和「先知」們就何時轉向存在分歧。每個人都確信，遵循別人的想法會把公共汽車送上懸崖。當他們爭論不休時，車上的乘客數量卻在不斷增加。

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氮的故事

幾乎每個人每天都要吃東西，但是我們中很少有人會去想這是怎麼發生的。如果在學校需要了解農業歷史，更多的人可能會知道賈斯特斯·凡·李比希（Justus von Liebig）的名字，他在19世紀中葉確定土壤中的氮含量控制著植物生長的速度。雖然科學歷史學家指控李比希偽造數據和竊取他人的想法，但不可否認他也是個有遠見的人，他深刻地改變了人類與自然的關係。

李比希想像出一種新型農業，認為農業是化學和物理的分支。土壤只是農作物紮根所需的物理屬性基礎，而倒入含氮化合物（工廠生產的肥料）會自動產生巨大的收穫。在今天的條件下，李比希朝著化工農業的方向邁出了第一步，這也是「巫師」們的早期想法。但是，沒有明顯的方法來製造供植物生長的含氮物質。直到第一次世界大戰，兩名德國化學家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和卡爾·博施（Carl Bosch）才找到方法。

哈伯和博施後來獲得諾貝爾獎，他們的「哈柏-博施制氨法」可以說是20世紀最重要的技術創新。如今，世界上幾乎所有的合成肥料都根據「哈柏-博施制氨法」生產的。超過1%的世界工業能源都投入到了這一領域。未來學家拉姆茲·納姆（Ramez Naam）指出：「那1%大約讓世界糧食產量增加了1倍。」

環境科學家瓦克拉夫·斯邁爾（Vaclav Smil）估計，按照哈柏-博施制氨法製造的氮肥為「世界近45%的人口提供普遍飲食」。超過30億男人、女人和孩子因為這兩位不知名的德國化學家而生存下來。

在獲得巨大收穫的同時，化肥帶來的破壞也是不容忽略的。在過去的60年里，大約40%的化肥並沒有被植物吸收。相反，它們被沖入河流，或以一氧化二氮的形式滲入到空氣中。肥料被衝進水裡，促使藻類、雜草和其他水生生物瘋狂生長。當它們死亡時，它們會沉入河流、湖泊或海洋的底部，那裡的微生物會吃掉它們的殘骸。這些微生物在死亡海藻和雜草中生長，它們吸干深水中的氧氣，殺死了大部分其他生命。

每年夏天，中西部農場的大量氮肥從密西西比河流入墨西哥灣，形成一個「氧氣沙漠」，在2016年它覆蓋了超過1.8萬平方公里的面積。第二年，在印度東海岸的孟加拉灣，一個更大的死亡區形成。從肥料中上升到空氣中，一氧化二氮是造成污染的主要原因。在平流層中，它結合併中和了地球的臭氧，而臭氧可通過阻擋致癌的紫外線來保護地球表面的生命。科學作家奧利弗·莫頓（Oliver Morton）認為，如果不是因為氣候變化，「氮帝國」的擴張可能成為我們最大的生態擔憂。

在哈伯和博施成為諾貝爾獎獲得者之前，對「氮帝國」的強烈抵制就出現了。其領袖是名叫阿爾伯特·霍華德(Albert Howard, 1873-1947)的英國農場男孩，他的大部分職業生涯都是英國駐印度的帝國經濟植物學家。霍華德和他的妻子、劍橋大學植物生理學家加布麗爾(Gabrielle)在印度培育小麥和煙草新品種，開發新型的犁，並測試給牛提供超級健康飲食導致的結果。

在第一次世界大戰結束時，霍華德確信土壤不僅僅是化學添加劑的基礎。這是個複雜的生活系統，需要在植物和動物糞便中混合各種各樣的營養物質，包括收集剩菜和肥料。霍華德夫婦在他們所謂的「回歸法則」（Law of Return）中總結了他們的觀點:「忠實的回歸到所有可用蔬菜、動物和人類廢物的土壤中。」我們依賴植物，植物依賴土壤，土壤則依賴於我們。霍華德1943年發表的《農業聖經》（Agricultural Testament）成為了有機運動的創始源泉。

「巫師」們攻擊霍華德和傑羅姆·羅戴爾（Jerome I. Rodale），後者是紐約出生的企業家、出版商、劇作家、園藝理論家和食品研究員，他通過書籍和雜誌來宣傳霍華德的思想，但他們都被批評像是江湖騙子和瘋子。的確，他們的熱情受到了近乎宗教信仰的、限制自然秩序的啟發。但當霍華德稱讚土壤的活性時，他指的是土壤生物的社區，植物根系之間的動態關係，腐殖質的物理結構等。所有這一切都是真實的，而當李比希在化工農業背後形成基本思想時，這一切卻都是未知的。

霍華德在他的許多書和演講中聲稱，化工農業正在使農村人口減少，並擾亂了一種古老的生活方式，儘管他的反對者不同意他的觀點，認為這是一件壞事。如今，「先知」們對化工農業耗盡土壤的擔憂似乎有先見之明：2011年聯合國糧農組織的一項具有里程碑意義的研究得出結論，世界上1/3的耕地都被破壞了。

最初，調和這兩種觀點似乎是有可能的。人們可以想像，博洛格派的「巫師」會考慮肥料和其他自然土壤輸入，而沃格特派的「先知」們願意使用化學物質作為良好土壤實踐的補充。但這種情況並沒有發生。雙方互相辱罵，關係進一步疏遠。他們發起了一場持續到21世紀的戰鬥，並且隨著轉基因作物的普及而變得更加激烈。這場戰鬥不僅僅是兩種理念、兩種技術手段、兩種思考如何最好地為不斷增長的人口增加糧食供應的方法之間的碰撞，也是關於我們所選擇的工具能否確保地球生存或加速其毀滅的檢驗。

進化本源

雖然所有的「巫師」都擁護合成肥料，而「先知」們卻在譴責它，但他們卻存在同樣的無知：沒有人知道為什麼植物如此依賴氮。直到第二次世界大戰之後，科學家們才發現植物之所以需要氮，主要是為了製造名叫二磷酸核酮糖氧合酶（rubisco）的蛋白質，這是光合作用里相互作用舞蹈中的女主角。在光合作用中，就像孩子們在學校里學習那樣，植物利用太陽的能量分解二氧化碳和水，並將它們的成分混合到需要的化合物中，從而形成根、莖、葉和種子。二磷酸核酮糖氧合酶是一種酶，它在這個過程中起著關鍵作用。

酶是生物催化劑，它就像橫穿馬路的行人導致汽車事故那樣，酶也會引起生化反應，但這些反應的性質不會發生改變。二磷酸核酮糖氧合酶從空氣中吸收二氧化碳，並將其插入到光合作用的大漩渦中，然後再返回。因為這些運動是光合作用的中心，光合作用需要跟隨二磷酸核酮糖氧合酶的速度進行。

按生物標準來說，二磷酸核酮糖氧合酶就像是懶漢或懶骨頭、「沙發土豆」。典型的酶分子會催化成千上萬的反應，而二磷酸核酮糖氧合酶分子只會讓自己參與兩三個反應。更糟糕的是，二磷酸核酮糖氧合酶是無能的。每五次反應中就有兩次，二磷酸核酮糖氧合酶用氧氣代替二氧化碳，導致光合作用鏈斷裂，被迫重新啟動，浪費能源和水。

幾年前，我和多名生物學家討論光合作用。對於二磷酸核酮糖氧合酶，沒有人為它說好話。一位研究人員說：「它幾乎是世界上最糟糕、最無能的酶。」另一人則說：「它不是最好的進化努力。」為了克服二磷酸核酮糖氧合酶的懶散和笨拙，植物需要大量製造它，而這需要大量的氮。在許多植物的葉子中，有半數蛋白質（按重量計算）是二磷酸核酮糖氧合酶，它通常被認為是世界上最豐富的蛋白質。據估計，對於植物和微生物來說，相當於地球上的每個人都含有超過5公斤的二磷酸核酮糖氧合酶。

人們認為，進化應該會改善二磷酸核酮糖氧合酶。雖然似乎沒有這樣的運氣，但它確實產生了一種工作機制：C4光合作用(C4是指四碳分子)。這是一種生物化學的組裝技術，同時也是催生植物生長的聰明機制，C4光合作用是對葉片解剖並進行大規模重組的過程。當二氧化碳進入C4葉片時，它最初不是被二磷酸核酮糖氧合酶捕獲，而是被一種不同的酶所捕獲，後者利用它形成一種化合物，然後被泵入到葉子深處、由二磷酸核酮糖氧合酶填充的特殊細胞中。這些細胞里幾乎沒有氧氣，所以二磷酸核酮糖氧合酶輕易不會抓錯分子。

最終的結果是與普通光合作用一樣產生糖、澱粉和纖維素，只不過速度要快得多。C4植物比普通植物需要更少的水和肥料，因為它們不會在二磷酸核酮糖氧合酶的錯誤上浪費水。在讓生物學家們注意到的趨同現象中，C4光合作用已經獨立出現了60多次。玉米、滾草、雜草、甘蔗和百慕大草這些差異很大的植物都進化出了C4光合作用。

從植物學角度看，來自世界各地的科學家正試圖將水稻轉化為C4植物，這種植物生長速度更快，需要的水和肥料更少，糧食產量也更高。這個項目的大膽令人感到震驚，因為大米是世界上最重要的糧食作物，是全球一半以上人口的主要糧食作物，這種食物在亞洲文化中根深蒂固，特別在中國和日本，大米幾乎就是飯的同義詞。

沒人能預測出，農民在2050年將需要增加多少大米，但估計增長幅度要達到40%。受人口數量增加和財富增加的影響，它允許以前的窮人用大米取代小米和紅薯作為主食。與此同時，由於城市擴張，河流乾涸，農民轉而種植利潤更高的作物，以及氣候變化造成農田沙漠化等，種植水稻的土地正在減少。缺乏水稻將是一場人類災難，其後果將波及全球。

C4水稻聯盟試圖確保這種情況不會發生。該機構獲得比爾和梅林達·蓋茨基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)的資助，進行著世界上最雄心勃勃的基因工程項目。但「基因工程」這個術語並不足以概述這個項目。

在新聞報道中出現的「基因工程」通常涉及到大公司將個別包裝的基因材料(通常是外來物種)植入作物中，最典型的例子就是Monsanto公司的Roundup Ready大豆，它含有來自路易斯安那州廢水池中的細菌DNA片段。這個片段使植物在其葉子和莖中含有一種化合物，從而阻斷了Monsanto公司廣泛使用的除草的影響。外來基因讓農民們在他們的大豆田裡噴洒除草劑，殺死雜草，但卻不會傷害到莊稼。除了產生一種無味、無毒的蛋白質外，Roundup Ready大豆與普通大豆完全相同。

C4水稻聯盟正試圖利用大米與典型轉基因作物相似的特性，以同樣的方式對付米蟲。科學家們正在嘗試重新進行光合作用，這是生命中最基本的過程之一，而不是為了實現種子貨幣化而對單個基因進行修補。因為C4在許多不同的物種中都有進化，科學家認為大多數植物肯定有休眠C4基因。他們希望水稻就是其中之一，而且該協會能夠識別並喚醒它的休眠C4基因，這在之前的進化過程中已經經歷了很多次。

最理想的情況是，研究人員會打開已經在水稻中大量休眠的遺傳物質，或使用與近親相似但更容易合作的相關物種基因，從而創造出更高產的新物種，比如說普通大米將會變成別的東西。沒有公司會從結果中獲利，國際水稻研究所(（大部分水稻研究都是在那裡進行的）將提供轉基因作物種子，就像綠色革命水稻(Green Revolution Rice)一樣。

當我訪問位於馬尼拉市中心東南的IRRI時，許多人都在做科學最擅長的事情：把一個問題分解成一個個小碎片，然後再去解決這些碎片。有些人在培養皿中培育水稻，另一些人則試圖在現有的水稻品種中尋找可能有用的變異。還有一些人在研究名為狗尾草的C4植物。在實驗室里，狗尾草快速生長，並能在土壤中生長。

在實驗室里，對狗尾草進行試驗比對水稻更容易。在不同品種的生長速率中，在生物化學標記的傳播中，有些實驗可以測量光合化學物質的差異。六個穿著白大褂的人在一張大桌子上分揀種子。更多的人在外面的田地里，照料著實驗稻田。當代生物學的所有應用都需要證據支持：平板顯示器、嗡嗡作響的冰箱和冷凍箱、擺滿了重新組合的燒杯。美國研究生在食堂里閑聊，窗戶外面是成排的空調機。

為C4水稻聯盟提供指導的是簡·朗戴爾（Jane Langdale），她是牛津大學植物科學系的分子遺傳學家。朗戴爾表示，最初的研究表明，大約有十幾個基因在葉片結構中起著重要作用，也許另外10個基因在生物化學中扮演著同樣的角色。所有這些都必須在以不影響植物現有的、令人滿意的品質的條件下被激活，並使基因能夠協調它們的行動。接下來，同樣艱巨的任務是培育水稻品種，將C4光合作用提供的額外增長轉化為額外的米粒，而不是根或莖。在亞洲、非洲和拉丁美洲，所有的品種都必須具有抗病能力，易於種植，而且適合他們的目標受眾。

朗戴爾說:「我認為這一切都可能發生，但也可能不會。」她很快指出，即使C4水稻遇到不可逾越的障礙，它也不是唯一的生物試驗。自我施肥的玉米，可以在鹽水中生長的小麥，增強的土壤-微生物生態系統等都處於研究中。這些項目中任何一個成功的可能性都很小，這個想法是可行的，因為所有這些項目失敗的幾率也都同樣小。在朗戴爾看來，博洛格的魔法過程仍然很強大。

勒德分子的瘋狂

只要「巫師」和「先知」們一直在爭論如何養活世界，「巫師」們就會指責「先知」式的農業根本不能為明天生產足夠的食物。在過去的20年里，數十個研究小組對化工和有機農業的相對貢獻進行了評估。反過來，這些調查也被收集起來並受到評估，這是一個充滿困難的過程：研究人員使用不同的有機定義，比較不同種類的農場，並在分析中包含不同的成本。

儘管如此，我所知道的每一種結合和比較數據的嘗試都表明，與「巫師」風格的農場相比，「先知」式的農場產出的熱量更少，有時是少一點點，有時則少的相當多。如果農民們必須種植兩倍的糧食來養活100億人，那麼遵循霍華德爵士的生態系統規則就會束縛他們的雙手。

「先知」們對這種邏輯嗤之以鼻。在他們看來，以產生的熱量多少來評估農業系統是愚蠢的。它沒有包括沃格特所確定的成本：化肥徑流、流域退化、土壤侵蝕和壓實，以及殺蟲劑和抗生素的過度使用。它也沒有將農村社區受到的破壞計入其中，沒有考慮食物的美味和營養。「巫師」們回應說，C4水稻將使用更少的肥料和水來生產熱量，這將比傳統作物對環境更好。「先知」們說，這就像用更少的汽油澆滅火焰一樣，只需要少吃肉!

對「巫師」們來說，讓農場以一種模仿自然生態系統的方式實現多樣化的想法是胡扯，只有高度集約化、工業規模的農業才會使用具有超級生產力的轉基因作物來養活明天的世界。生產力?「先知」回答，我們有自己的「瘋狂計劃!」事實上，他們確實做到了。

小麥、水稻、玉米、燕麥、大麥、黑麥和其他常見的穀物都是一年生植物，每年都需要重新種植。與此相反，用來填充大草原的野草是多年生植物，每年夏季都會復生，壽命長達10年。因為多年生草本植物的根系深入地下，它們能更好地控制土壤，較少依賴於地表雨水和營養物質（即灌溉和人工肥料）。

此外，多年生草本植物的抗病能力也更強。它們不需要每年春天都建立新的根系，多年生植物可更早更快地從土壤中生長出來。因為它們不會在冬季死亡，在秋季繼續維持光合作用。實際上，它們的生長季節更長。它們年復一年地生產糧食，更不容易導致水土流失。「先知」們說，它們可能和「綠色革命式」的穀物一樣多產，但卻不會破壞土地，吸收稀缺的水資源，或者需要大量污染和能源密集型的肥料。

與博洛格在墨西哥的計劃相類似，這個國家最古老的有機農業研究組織——羅戴爾研究所在上世紀80年代末收集了250份中間體麥草(Thinopyrum intermedium)樣品。這種麥草是一種麵包小麥的近親，在20世紀30年代作為農場動物飼料從亞洲引入西半球。與美國農業部的研究人員合作，羅戴爾研究所的植物育種先驅、農業研究人員佩吉·瓦格納（Peggy Wagoner）種植了樣品，測量了它們的產量，並對表現最好的植株進行雜交，試圖使其成為一種具有商業可行性的多年生植物。

瓦格納和羅戴爾研究所於2002年將研究項目交給了堪薩斯州Salina的土地研究所，這是個非盈利的農業研究中心，致力於用類似自然生態系統的過程來取代傳統農業。土地研究所與其他研究人員合作，從那時起始終在培育新型麥草。它甚至給它的新品種中級麥草起了一個貿易名稱：Kernza。和C4水稻一樣，這種麥草可能無法滿足其創始人的希望。麥草粒的大小是麥粒的1/4，有時甚至更小，並且有較厚的麥麩。

麥草不像小麥，它以十分濃密的方式生長覆蓋住田野。茂密的植被可以保護土壤，防止雜草生長，但也減少了植物產生的糧食數量。為了使麥草對農民更有用，育種者必須增加麥草粒的尺寸，改變植物結構，提高其麵包製作質量。工作進展緩慢，因為麥草是多年生植物，它必須經過幾年的評估，而不是一個季節就可完成。這個土地研究所希望在本世紀20年代能有兩倍於目前麥粒大小的麥草粒，但無法保證成功。

馴化麥草是一項長期的遊戲。其他植物育種者始終在嘗試一條捷徑：創造一種麵包小麥和麥草的雜交品種，希望能將前者的高產與後者的抗病性、多年生生命周期結合起來。在20世紀中期以來，北美、德國和蘇聯的生物學家們都在致力於培育出有用的雜交品種，幾十年來卻始終未能成功。隨著生物學的發展，土地研究所和太平洋西北部地區、澳大利亞的研究人員在本世紀初重新開始培育計劃。

當我拜訪華盛頓州立大學的史蒂芬·瓊斯（Stephen S. Jones）時，他和同事們剛剛為新開發的、經過測試的雜交產品提出了一個科學名稱——Tritipyrum aaseae，這個物種的名字是為了紀念先驅穀物遺傳學家漢娜·阿斯（Hannah Aase）。還有很多工作，瓊斯告訴我，他希望Tritipyrum aaseae可以為我女兒的孩子們準備麵包。

農業是一種有用的苦差事，應該儘可能地減少，以最大限度地實現個人自由。非洲和拉丁美洲的研究人員在聽到這些項目時直撓頭。布吉納法索薩赫勒地區的國家間抗旱常設委員會研究人員艾德薇姬·博托尼（Edwige Botoni）說，培育多年生穀物是「先知」們提高收成的艱難方法。博托尼在撒哈拉沙漠邊旅行的時候，曾給人們提供了很多關於從低質量土地中獲取食物的建議，包括效仿奈及利亞和巴西等熱帶地區的農場。溫帶地區的農民主要關注穀物，而熱帶種植者則關注於塊莖和樹木，這兩種作物通常都比穀類作物更高產。

想想木薯，按照產量計算，它是世界第11大作物，種植在非洲、亞洲和拉丁美洲的大片地區。可食用部分生長在地下，不管塊莖有多大，植物都不會掉下來。在同等土地面積下，木薯的收成遠遠超過了小麥和其他穀物。這種比較似乎是不公平的，因為木薯塊莖比麥粒含有更多的水分。但即使考慮到這一點，木薯的畝產熱量也比小麥多。北方的馬鈴薯與木薯差不多。2016年，美國馬鈴薯的平均產量是小麥的10倍以上。博托尼表示：「儘管許多人對木薯都不熟悉，但引進它似乎比培育全新的物種要容易得多。」

對樹木作物來說也是如此。成熟的McIntosh蘋果樹每年可以生產158公斤到250公斤的蘋果。果園種植者通常每英畝種植200到250棵樹。在風調雨順的年份，每英畝蘋果產量可以達到35到65噸。相比之下，小麥的產量大約是1.5噸。與木薯和土豆差不多，蘋果中的水分比小麥多，但其畝產熱量仍然更高。即使木瓜和香蕉也比小麥更多產，還有堅果（比如栗子）也是如此。蘋果、栗子和木瓜不能製作硬麵包、鬆脆的玉米餅或雪紡綢蛋糕，但是今天大多數的穀物都被高度加工，變成像動物飼料、早餐穀物、甜糖漿、乙醇等物質。實際上，樹木作物和塊莖作物也可以加工成同樣的東西。

這是否意味著世界各地的農民都應該用木薯、土豆、紅薯、香蕉、蘋果和栗子等代替小麥、大米和玉米？不。更確切地說，「先知」們有很多種方法來滿足明天的需要。這些可供選擇的代替方案實施起來十分困難，但在C4水稻中，「巫師」們的方案同樣不容易實現。對「先知」們來說，最大的障礙是其他東西，即勞動力。

正確的生活方式

自第二次世界大戰結束以來，大多數國家政府都有意將勞動力從農業領域轉移出去。目標是鞏固和機械化農場，這有助於增加收成和降低成本，尤其是勞動力成本。不再需要的農場工人會搬到城市，在那裡他們可以在工廠找到薪水更高的工作。在博洛格派的理想中，剩下的農場主和工廠工人都能掙得更多，前者通過種植更多更好的作物，後者則通過在工業中獲得收入更高的工作。整個國家也將會受益：工業和農業出口增加，城市裡有廉價食品以及充足的勞動力供應。

當然也有些缺點：發展中國家的城市出現了滿是流離失所家庭組成的貧民窟。在包括大多數發達國家在內的許多地區，農村都成了「鬼城」，但這正是博洛格派所期望的，這是解放農業工人、追求夢想的目標之一。在美國，農業勞動力的比例從1930年的21.5%降至2000年的1.9%，農場數量下降了近2/3。倖存農場的平均面積有所增加，以補償數量上的減少。

與此同時，世界各國建立了稅收優惠、貸款計劃、培訓計劃和直接補貼等網路，幫助大農場主獲得大型農業機械，囤積化學品，並種植某些政府支持的出口作物。由於這些系統仍然有效，沃格特派農民正在逆流而上。對沃格特派來說，最好的農業首先是照顧土壤，這是一個目標，它需要更小的幾塊農田。而當集中於單一作物的大規模生產時，很難做到這一點。

真正擴展農業需要找回那些父母和祖父母離開農村的人。為這些工人提供體面的生活將抬高成本，有些節省勞動力的機械化是可能的，我採訪的小農場主都認為，將勞動力縮減到大型工業生產水平是可能的。整個系統只能通過全面改寫鼓勵使用勞動力的法律體系來實現增長。這種社會秩序的巨大轉變是不容易完成的。

這就是「巫師」和「先知」之間長達數十年爭論的起源。儘管這個爭論表面上是基於農業畝產熱量和生態系統保護產生的，但其真正分歧與農業本質和社會形式有關。對於博洛格派來說，農業是一種有用的苦差事，應該儘可能地減少，以最大限度地實現個人自由。對於沃格特派來說，農業與維持社區、生態和人類發展有關，自從一萬多年前第一次農業革命以來，農業就一直孕育著生命。它可能是苦差事，但它也能加強人類與地球的聯繫。

我的女兒現在已經19歲，上了大二。到2050年，她將步入中年。我們需要依賴她那一代人建立起將為世界上100億人口提供基本人類需求的機構、法律和習俗。每一代人都決定著未來，但只要人口學家能夠預見，我的後代所做的選擇就會產生共鳴。「巫師」還是「先知」?對於這一代人來說，選擇將更多與他們認為可行的方案有關，而不是他們認為最好的方案。

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