Революция разума: на подступах к Сингулярности. Как технологии изменят общество и сознание - Рэймонд Курцвейл Страница 48

Вертикальное сельское хозяйство обеспечит нас недорогой высококачественной пищей и освободит земли, занятые под традиционные угодья

Большинство археологов сходятся во мнении, что сельское хозяйство зародилось около 12 000 лет назад. Однако есть отдельные свидетельства, что люди начали возделывать культуры еще 23 000 лет назад250. Возможно, в будущем появятся новые находки, которые потребуют коррекции этих оценок. Но когда бы ни началось земледелие, поначалу количество еды, выращиваемой на определенном участке, было весьма невелико. Первые фермеры просто бросали семена в неподготовленную почву и надеялись на дождь. При такой низкой эффективности процесса большинство населения было вынуждено заниматься сельским хозяйством, чтобы выжить.

Примерно за 6000 лет до нашей эры были изобретены оросительные системы. С тех пор поля получали больше воды, чем могли обеспечить дожди251. С помощью селекции людям удалось увеличить в размерах съедобные части растений и сделать их в целом более питательными. Удобрения восстанавливали свойства почвы и обогащали ее веществами, необходимыми для роста растений. Фермеры стали применять более продуманные методики посадки, что позволило им использовать земельные участки наиболее эффективно. Это привело к росту урожайности, и с течением времени все больше людей получали возможность заниматься другими делами, в частности, торговлей, наукой и философией. Некоторые из них создали изобретения, которые нашли применение в сельском хозяйстве. Таким образом, образовался положительный цикл обратной связи, ускоривший прогресс и сделавший возможными другие достижения нашей цивилизации.

Прогресс в сельском хозяйстве удобно отслеживать, замеряя плотность посевов: сколько урожая можно собрать с определенной площади. Например, за последние полтора века в США эффективность выращивания кукурузы увеличилась более чем в семь раз. В 1866 году американские фермеры в среднем собирали 24,3 бушеля кукурузы с каждого акра земли, а в 2021 году этот показатель составил уже 176,7 бушеля252. Эффективность использования земли растет по всему миру в геометрической прогрессии. Сегодня нам в среднем требуется на 30 % меньше площади для посевов, чем в 1961 году, чтобы собрать такой же урожай253. Эта тенденция стала ключевым фактором роста мирового населения и спасла человечество от массового голода, о котором так много говорили во времена моего детства.

Более того, благодаря высокой плотности посевов и использованию машин, которые взяли на себя большую часть некогда ручной работы, один фермер в состоянии вырастить столько урожая, сколько необходимо, чтобы прокормить 70 человек. В результате доля работников, занятых в сельском хозяйстве в США, снизилась с 80 % в 1810 году до 40 % в 1900 году, а на сегодняшний день составляет 1,4 %254.

Однако плотность посевов для заданной площади сельскохозяйственного участка уже приблизилась к максимально возможной. Одним из возможных решений этой проблемы является выращивание урожая в несколько слоев друг над другом – так называемое вертикальное сельское хозяйство 255. Вертикальные фермы задействуют ряд новых технологий256. Во-первых, урожай в них выращивают методом гидропоники, то есть вместо обычной почвы используют лотки с водой, богатой питательными веществами. Их размещают на специальных многоэтажных стеллажах, организованных таким образом, чтобы влага с верхних этажей капала на нижние и не расходовалась зря. На ряде ферм уже применяется новый подход, называемый аэропоникой: вместо воды в качестве питательной среды используется туман257. Чтобы каждое растение получало нужное количество света, всюду установлены светодиодные источники, и ферма не зависит от солнца. Одной из ведущих компаний в области вертикального сельского хозяйства является Gotham Greens. Она уже открыла десять крупных ферм от Калифорнии до Род-Айленда. К началу 2023 года компания привлекла 440 миллионов долларов от венчурных инвесторов258. Разработанная компанией технология позволяет «экономить 95 % воды и 97 % площади по сравнению с традиционными фермами» при той же урожайности259. Такие показатели не только способствуют сохранению водных ресурсов и освобождению земельных площадей (напомним, что сейчас примерно половина обитаемой поверхности суши занята сельскохозяйственными угодьями), но и позволяют в изобилии поставлять на рынок сравнительно недорогую еду260.

У вертикальных ферм есть и другие важные преимущества. Они не допускают утечки воды, устраняя тем самым одну из основных причин загрязнения водоемов. Кроме того, вертикальные фермы позволяют избежать рыхления почвы, что предотвращает попадание большого количества пыли в воздух. При таком способе производства нет необходимости в пестицидах, так как вредители не могут попасть на тщательно спроектированную ферму. К тому же урожай можно получать круглый год, включая культуры, которые в естественных условиях не могли бы вырасти в данной климатической зоне. Заодно удается избежать гибели урожая от морозов и непогоды. И, возможно, самое главное: можно выращивать необходимые культуры вблизи городов, чтобы не везти их на поездах и грузовиках за сотни и тысячи километров. По мере того как вертикальные фермы станут дешевле в обслуживании и получат более широкое распространение, загрязнение окружающей среды заметно сократится.

В ближайшие годы, благодаря достижениям в области солнечной энергетики, материаловедения, робототехники и нейросетевых технологий, вертикальное сельское хозяйство станет намного менее затратным, чем традиционное. Фермы будут получать энергию от солнечных батарей, производить удобрения на месте, добывать влагу из воздуха и собирать урожай с помощью автоматизированных систем. В будущем подобные предприятия смогут располагаться на небольшой площади и обходиться почти без участия работников. В результате себестоимость урожая упадет настолько, что люди смогут получать еду почти бесплатно.

Точно такой же эффект закон ускорения отдачи произвел в сфере информационных технологий. Стоимость вычислительных мощностей падала по экспоненте, и в результате новые платформы, такие как Google, смогли предоставлять людям свои услуги бесплатно, получая доходы от других бизнес-процессов, например, от продажи рекламы. Если использовать автоматизацию и нейронные сети для управления всеми аспектами работы вертикальной фермы, то производство еды можно будет считать одним из направлений информационных технологий.

Салат, выращиваемый на стеллажах на вертикальной ферме. Фото: Valcenteu, 2010

3D-печать произведет революцию в производстве и доставке материальных товаров

На протяжении большей части XX века для производства твердых трехмерных деталей использовались два основных варианта технологического процесса. Первый заключается в придании формы пластичному материалу. Примером может служить заливка расплавленного пластика в модельную оснастку или прессование нагретого металла. Другой метод основан на удалении лишнего материала из готового блока или листа, подобно тому как скульптор отсекает от мраморной глыбы все лишнее, чтобы получить статую. Оба подхода имеют свои недостатки.