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2018最受欢迎、高端、深度科普公众号 与达人为伍，与达人同行 来源 | 《大西洋月刊》 编辑：甲壳虫 到2050年，地球差不多有100亿人，到时候地球能养活这么多人吗？人类应该通过科技进步大幅度增加粮食产量，还是改变目前“铺张”的生活方式？ ■文｜查尔斯·曼恩 1970年我上高中的时候，全球每四个人中就有一个在挨饿。如今，这一比例已下降到十多个人中有一个。在过去的四年多里，全球平均寿命惊人地增加了11年以上，而大部分增长都发生在贫困地区。亚洲、拉丁美洲和非洲的数亿人已经从贫困中解放出来，成为接近中产阶级的人群。但这种改善并非均匀或平等地发生：仍有数以百万计的人并不富裕。没有人知道这种改善是否会继续下去，或者能保持目前的财富。
今天，全世界有大约76亿居民。大多数人口学家一致认为，到2050年，这个数字将会达到或者仅略少于100亿。经济学家们说，不管多么不均衡，世界的发展都会继续下去。其含义就是，全球100亿人口中，相当大比例的人将是中产阶级。 富足，是成就还是难题？ 100亿人口，有新增30亿的中产阶级要养活，该如何满足他们的需求呢？但这还只是问题的一部分，完整的问题是：在不毁了地球的前提下，该如何养活这所有人?
针对生存问题，有两个人给出了截然不同的答案。
这两个人是威廉·沃格特和诺曼·博洛格。沃格特生于1902年，为现代环保运动奠定了基本思路，他开创“世界末日式环保主义”——除非人类大幅度减少消费并限制人口增长，否则必将摧毁全球生态系统。沃格特宣称富足不是我们最大的成就，而是我们最大的难题。
博洛格比沃格特年轻12岁，他是“技术乐观主义者”的代表——他认为正确应用科学技术将是我们摆脱困境的方式。博洛格是开创1960年代“绿色革命”的最著名学者之一。“绿色革命”将高产作物品种和农科技术相结合，增加了世界各地的谷物产量，让数千万人避免饿死。对博洛格来说，富裕并不是问题，而是解决方案。人类只有变得更加富有，扩充知识，才能创造出解决环境困境的科学。
沃格特（左）与博洛格
这两种观点的追随者是分别“巫师”和“先知”。巫师遵循博洛格的模型，推出了技术性的解决方案; 追随沃格特的先知已经预见了我们的不敬自然的后果。
“巫师”们认为“先知”们智性不诚实，对穷人甚至种族主义漠不关心，因为世界上大多数挨饿的人都不是白人。他们说，跟随沃格特，是一个走向倒退、狭隘、贫穷和饥饿的道路，通向的终点是一个数十亿人持续悲惨生活的世界，尽管有科学知识可以助他们脱离困境。
“先知”们嗤笑“巫师”们对人类智慧的信心是短视、无知、甚至贪婪的，因为生态限制会降低企业利润。“先知”们声称：高密度的博洛格式农业可能短期有利，但长远来看会让生态破坏的后果更加严重。对土壤和水源的无度使用将破坏资源、引发环境崩溃，带来全球性的社会震荡。 通往地狱之路 沃格特步入史册，是在1948年出版《通往生存之路》一书后。书中称，随着人类数量的增加，食物需求将超过地球的承载能力。后果将是灾难性的：环境逐步恶化、荒漠化、土壤枯竭、物种灭绝和水污染，最终导致大规模饥荒。沃格特“超出生态承载力”的论点成为当今全球环保运动的源泉。
在《通往生存之路》面世时，博洛格还是一个年轻的植物病理学家，在墨西哥参与一个由洛克菲勒基金会支持、主攻黑杆锈病的项目。黑杆锈病是史上破坏谷物最多的传染性真菌病。
他在1950年代中期成功培育出抗多种黑杆锈菌的麦种。新麦的产量之高，令1968年美国对外援助署的官员盛赞：“绿色革命”将会是定义20世纪的创新。
绿色革命在亚洲产生了最显著的影响。1962年，洛克菲勒基金会和福特基金会在菲律宾开设了“国际水稻研究所”。当时，至少有一半的亚洲人生活在饥饿和匮乏之中；许多地方的农业产量都在停滞或下降。
追随博洛格的脚步，“国际水稻研究所”的研究人员开发出高产的水稻新品种。这些水稻在1970年代和1980年代席卷亚洲，将水稻产量提高到过去的三倍。尽管人口飙升，但得益于“国际水稻研究所”的成立，亚洲人们才会摄入比之前高30%的卡路里。
那么，“先知”们是否预言错了？承载极限是幻境吗？不，正如沃格特所预测的那样，生产力的巨大飞跃造成了巨大的环境破坏：水源干涸、肥力退化、湿地消失、土壤盐渍化。更糟的是，生产力的迅速提高让农村土地更具价值。乡间农田突然有了被盗抢的价值，而许多地方的农村精英就是这么干的，他们将贫农撵走。“先知”们声称“绿色革命”只是推迟饥饿危机，而这种幸运只是一次性的，而非一劳永逸。不断增长的人口和财富都意味着，农产量必须再次飞跃。
尽管2050年的全球人口只会比现在高出25％，但主流估计农民必须将粮食产量提高50%到100%。因为富足生活的持续改善一直在增加对肉类产品的需求，如奶酪、奶制品、鱼类。而且比起植物作物，生产肉类要消耗的土地，水和能源更多。 未来的人类将要消耗多少肉难以确切预知，但如果大家像今天的西方人一样饕餮，地球上必将多灾多难：大地残破、水源短缺、穷国的土地掠夺将让数百万农民的生存资本消逝。
该怎么办？ “巫师”们认为最好的办法是利用基因改造创造更多的高产作物。而“先知”们认为这是一个进一步破坏地球的承载力的馊主意。他们呼吁：向相反方向发展，使用更少的土地，耗费更少的水，不要继续在水土中撒化学制剂。 氮肥的故事 第一次世界大战期间，两名德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和卡尔·博施（Carl Bosch）发现的的“哈伯-博施制氨法”可以说是20世纪最重要的技术创新。如今，世界上几乎所有的合成化肥都根据“哈伯-博施制氨法”生产的。哈伯和博施也获得了诺贝尔化学奖。 化学家哈伯（左）与博施 在获得巨大产量提升的同时，化肥带来的破坏也是不容忽略的。在过去的60年里，大约40%的化肥并没有被植物吸收。相反，它们被冲入河流，或以一氧化二氮的形式渗入到空气中。肥料被冲进水里，促使藻类、杂草和其他水生生物疯狂生长。当它们死亡时，它们会沉入河流、湖泊或海洋的底部，那里的微生物会吃掉它们的残骸。这些微生物在死亡海藻和杂草中生长，它们吸干深水中的氧气，杀死了大部分其他生命。
在哈伯和博施成为诺贝尔奖获得者之前，对“氮帝国”的强烈抵制就出现了。其领袖是阿尔伯特·霍华德(Albert Howard, 1873-1947)，他的大部分职业生涯都是英国驻印度的帝国经济植物学家。
霍华德在他的许多书和演讲中声称，化工农业正在使农村人口减少，并扰乱了一种古老的生活方式。如今，“先知”们对化工农业耗尽土壤的担忧似乎有先见之明：2011年联合国粮农组织的一项具有里程碑意义的研究得出结论，世界上1/3的耕地都被破坏了。
虽然所有的“巫师”都拥护合成肥料，而“先知”们却在谴责它，但他们却存在同样的无知：没有人知道为什么植物如此依赖氮。
直到第二次世界大战之后，科学家们才发现植物之所以需要氮，主要是为了制造名叫二磷酸核酮糖氧合酶（rubisco）的蛋白质，这是光合作用里相互作用舞蹈中的女主角。在光合作用中，植物利用太阳的能量分解二氧化碳和水，并将它们的成分混合到需要的化合物中，从而形成根、茎、叶和种子。二磷酸核酮糖氧合酶是一种酶，它在这个过程中起着关键作用。
为了克服二磷酸核酮糖氧合酶的懒散和笨拙，植物需要大量制造它，而这需要大量的氮（注：这也是为什么化肥越用越多的原因）。在许多植物的叶子中，有半数蛋白质（按重量计算）是二磷酸核酮糖氧合酶，它通常被认为是世界上最丰富的蛋白质。
生物学家在改造二磷酸核酮糖氧合酶中产生了一种工作机制：C4光合作用(C4是指四碳分子)。这是一种生物化学的组装技术，同时也是催生植物生长的聪明机制，让光合作用速度要快得多。
C4植物比普通植物需要更少的水和肥料，来自世界各地的科学家正试图将水稻转化为C4植物——生长速度更快，需要的水和肥料更少，产量也更高。
大米是世界上最重要的粮食作物，是全球一半以上人口的主要口粮。没人能预测出，农民在2050年将需要增加多少大米，但估计增长幅度要达到40%。受人口数量增加和财富增加的影响，曾经的穷人用大米取代了小米和红薯作为主食。与此同时，由于城市扩张，河流干涸，农民转而种植利润更高的作物，以及气候变化造成农田沙漠化等，种植水稻的土地正在减少。缺乏水稻将是一场人类灾难，其后果将波及全球。
C4水稻联盟试图确保这种情况不会发生。科学家认为大多数植物肯定有休眠C4基因。他们希望水稻就是其中之一，而且该协会能够识别并唤醒它的休眠C4基因，这在之前的进化过程中已经经历了很多次。同时，C4水稻联盟正试图利用大米与典型转基因作物相似的特性，以阻断DNA发挥作用的方式对付米虫。
最理想的情况是，研究人员会打开已经在水稻中大量休眠的遗传物质，或使用与近亲相似但更容易合作的相关物种基因，从而创造出更高产的新物种，比如说普通大米将会变成别的东西。 正确的生活方式 自第二次世界大战结束以来，大多数国家政府都有意将劳动力从农业领域转移出去。目标是巩固机械化农场，这有助于增加收成和降低成本，尤其是劳动力成本。不再需要的农场工人会搬到城市，在那里他们可以在工厂找到薪水更高的工作。在博洛格派的理想中，剩下的农场主和工厂工人都能挣得更多，前者通过种植更多更好的作物，后者则通过在工业中获得收入更高的工作。整个国家也将会受益：工业和农业出口增加，城市里有廉价食品以及充足的劳动力供应。
当然也有些缺点：发展中国家的城市出现了满是流离失所家庭组成的贫民窟。在包括大多数发达国家在内的许多地区，农村都成了“鬼城”，但这正是博洛格派所期望的，这是解放农业工人、追求梦想的目标之一。在美国，农业劳动力的比例从1930年的21.5%降至2000年的1.9%，农场数量下降了近2/3。幸存农场的平均面积有所增加，以补偿数量上的减少。
与此同时，世界各国建立了税收优惠、贷款计划、培训计划和直接补贴等网络，帮助大农场主获得大型农业机械，囤积化学品，并种植某些政府支持的出口作物。由于这些系统仍然有效，沃格特派农民正在逆流而上。对沃格特派来说，最好的农业首先是精耕土地，这是一个目标，它需要更小的几块农田。而当集中于单一作物的大规模生产时，很难做到这一点。
真正扩展农业需要找回那些父母和祖父母离开农村的人。为这些工人提供体面的生活将抬高成本，有些节省劳动力的机械化是可能的，我采访的小农场主都认为，将劳动力缩减到大型工业生产水平是可能的。整个系统只能通过全面改写鼓励使用劳动力的法律体系来实现增长。这种社会秩序的巨大转变是不容易完成的。
这就是“巫师”和“先知”之间长达数十年争论的起源。尽管这个争论表面上是基于农业亩产热量和生态系统保护产生的，但其真正分歧与农业本质和社会形式有关。对于博洛格派来说，农业是一种有用的苦差事，应该尽可能地减少，以最大限度地实现个人自由。对于沃格特派来说，农业与维持社区、生态和人类发展有关，自从一万多年前第一次农业革命以来，农业就一直孕育着生命。它可能是苦差事，但它也能加强人类与地球的联系。
到2050年，我们需要依赖为世界上100亿人口提供基本需求的机构、法律和习俗。每一代人都决定着未来，但只要人口学家能够预见，我的后代所做的选择就会产生共鸣。“巫师”还是“先知”？对于这一代人来说，选择将更多与他们认为可行的方案有关，而不是他们认为最好的方案。
文章来源：《大西洋月刊》 |
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