智力共享如何應對21世紀的挑戰
未來正孕育於世界各地的智帶和創新地帶之中，其中有些地方我們已經探訪過，並在書中做了詳述，有些筆者只能一筆帶過。還有更多的智帶仍在形成，尚未嶄露頭角。擺在我們面前的既有空前的機遇，也有巨大的挑戰和不確定性，還有難解的問題。大容量芯片、新材料和生物科學新發現將如何影響我們的日常生活、工作方式乃至我們所在的世界？它們能否讓人類更高效地工作、更快樂地度過一生？它們能否在一定程度上緩解社會緊張關係、減少社會不公？它們能否扭轉20世紀人口向郊區外流的情況，創造出功能更完善的城市？它們是否有助於減輕氣候變化的負面影響？能否幫助我們解決全球人口老齡化問題？
有不少人擔心，科技的進步能解決多少舊問題就能帶來多少新問題，但我們堅信，與傳統企業生產的產品相比，通過智力共享開發出的智能產品更有助於我們解決問題。產品開發過程本身已經決定了這一點。傳統企業的工作模式既封閉，又孤立；而智力共享過程會涉及多門學科，要接納各方意見，各個學科、各種意見既可以相互促進，又可以彼此制衡。
因此，本章中我們將介紹借由智力共享活動構想、創造出來的智能新產品、新服務和新技術，看看它們將如何幫助我們應對當前的諸多挑戰。它們帶來的影響有些我們已經看到了，有些我們可以合理地推斷出來。我們將著眼於五個關鍵領域：住房和社區、辦公室和工作場所、城市和農業區、環境以及交通。智能產品和智能服務能將這些領域內的21世紀難題盡數解決並締造出一個理想國嗎？不盡然。它們會帶來與開發過程本身直接相關的新問題嗎（正如大規模生產方法一樣，固然可以滿足重要的人類需求，但也會對環境和人類健康產生不良影響）？大有可能。它們對解決已知的21世紀難題是否大有裨益？我們認為答案是肯定的。
智能能源和氣候變化：消費者變為生產者
如何減少我們對加劇氣候變化的能源的依賴將是21世紀最大的挑戰之一，甚至可以說，這就是最大的挑戰。要減少對這些能源的依賴，一方面必須提高家庭、建築、飛機、汽車、機器的能源利用率；另一方面，我們還需在繼續使用太陽能、風能、生物燃料等可再生能源的同時降低其成本。這些新能源如果能與新儲能技術結合使用，所獲收益必將遠勝於能源技術進步本身帶來的收益。從哈得孫科技谷到羅利、波特蘭，從德累斯頓到奧盧，一路走來，我們看到，各地的研究人員和創業公司都在朝著更高效地使用能源這一目標努力，他們的最終目標是將能源消費者轉變為能源生產者。譬如在北卡羅來納的百年紀念校園，ABB公司正與高校研究人員合作開發智能電網的元件；而在德累斯頓，一批企業正在進行一項由歐盟贊助的科研項目，力圖開發出能提高能源效率的芯片和傳感器。
2014年出現了意外之喜，有跡象表明，遏制氣候變化已經取得了進展，全球碳排放量第一次沒有上升（無關乎經濟衰退）。1這大抵要歸功於發達國家提升了能源效率，加之中國等新興經濟體承擔起了更多的責任，以及可再生能源的地位日益攀升。
提高能源效率——由高污染的煤炭轉向頁岩氣（至少美國是這樣做的），2穩步降低可再生能源的成本，尤其是太陽能電池板和風力渦輪機的成本——將從根本上改變人類社會的供能方式和能源消費對地球的影響。大幅提高能效的LED燈具、服務器機群和供熱系統的熱能回收、利用傳感器和數據分析進行精準調控的空調、住宅和建築中的高級蓄電池和分佈式發電設備——上述種種技術進步都將減少能源需求。光伏電站、風力發電廠等可再生能源系統的供電量將會增加，一方面是因為它們在諸多領域中都具有價格競爭優勢，另一方面是因為它們用於大規模發電的經濟可行性正在逐步提高。
電網同樣需要變得更加智能。電網系統將逐步變為混合系統，傳統的用電者將轉變為能源生產者。家庭、商舖乃至汽車都可以產能、儲能，有時產能過剩，可以將多餘的能源回饋給電網，有時能源自給不足，又會從電網中購電。這就需要在住宅和建築中使用太陽能屋瓦和太陽能玻璃窗，還需要有低成本的蓄電池，3要實現上述目標仍然任重而道遠。
市場多久才會接受工業級的電池儲能技術，這個問題仍有待觀察。通用電氣公司旗下的蓄電池工廠就建在斯克內克塔迪（Schenectady，美國）銹帶的中心，這裡一度是通用渦輪發電機的生產地。通用電氣公司希望，到2020年，電池業務年收入能達到10億美元。2013年8月，我們參觀了通用電池廠，並拜訪了該廠總經理普雷斯科特·羅根（Prescott Logan）。羅根十分看好廠裡生產的獨拉松（Durathon）鈉鎳氯化物電池的前景。4他認為，這種電池既可用作手機信號塔和風車的備用電源，又可用於微電網和太陽能儲能系統，因而有望創造出巨大的利基市場。然而，通用公司的技術合作商個個舉步維艱，銷售業績慘淡，生產已經停滯。儘管包括加州和紐約州在內的某些州已明令要求，2020年之前，所有太陽能發電設施必須配備吉瓦級別的蓄電池，但電池採購過程一直推進緩慢。
數以千計的研究人員一直在追求電池技術的進步，然而技術突破絕非易事。麻省理工學院材料科學與工程教授、24M科技公司聯合創始人兼首席科學家蔣業明獨闢蹊徑，開發了一種流程更簡單、成本更低的鋰離子電池製造工藝，這種工藝還會使電池更堅固、更高效。蔣業明已取得8項專利，募集了5000萬美元的風險資金，並獲得了由美國能源部提供的450萬美元資助。現在已有一萬多位用戶正在試用蔣業明的發明，他對2017年開始投產抱有厚望。5蔣業明的24M公司初期將以生產智能電網電池為主，但從長遠計，公司瞄準的是電動汽車市場。卡內基–梅隆大學的文卡特·維斯瓦納坦（Venkat Viswanathan）認為，24M公司的創新可能會打破電池製造業的格局，就像「小鋼鐵廠對綜合鋼廠的衝擊」一樣。新工藝可以減少80%的生產時間，節約一半以上的生產成本，節省的時間和成本將使配備電池的電動汽車在與碳燃料汽車的競爭中更具優勢。6巨型電池（冰箱大小）得以實現進一步推動了本地發電，特斯拉公司（Tesla）正在擴大規模，以生產這種電池。殼牌公司表示，在風能或太陽能充足的地區，這類電池擁有廣闊的前景。7
電動汽車電池可能會對能源網絡產生重大影響。2009——2012年，丹麥研究人員開展了一項名為「愛迪生」的研究項目，旨在評估汽車向電網回輸能源的各種方式（稱為「汽車到電網」技術或V2G技術）。8研究團隊成員分別來自IBM、丹麥東能源集團（Dong）、西門子以及博恩霍爾姆島（丹麥沿岸島嶼，該島完全使用可再生能源，因此研究活動在此地開展）有關部門。電動汽車電池可以存儲風力產生的過剩能源，「愛迪生」項目團隊要做的就是評估其中的潛力。電網需電時，電動汽車電池會向電網回輸電能，車主將因此得到補償。
這種系統目前尚未開始運營，但它很好地展現了電力產業如何能最終發展為分佈式電網。能源產出的主體將不再是傳統的公共事業公司，而是消費能源的家庭和企業，他們（或它們）既產出自用的電能，同時也為電網供電。這將對公共事業公司產生革命性的影響，它們的作用將轉變為維護系統穩定，對能源進行再分配，而不再是生產能源。只有在需要調整供需平衡時，它們才會生產能源。
市場的演進方興未艾，面對這一新變化，德國能源生產商萊茵集團（RWE）於2014年進行了重組，整合了旗下傳統的發電廠，將其變為獨立的控股單位，並將公司的重點放在可持續能源生產上。與此相仿，其他公共事業公司也將不得不重新審視自己的企業宗旨、企業結構和企業流程，以便在這個消費者即業務合作夥伴的世界裡生存下去。在這個新世界裡，利用傳感器和數據分析實現最優能源分配將比傳統的集中發電更為重要。在美國和歐洲的一些城市，已經有人籌劃起合作組織，力圖使此類能源項目更富成效。隨著越來越多的生產者加入此列，他們將不再那麼需要眼下賴以生存的補助和獎勵。隨著這些合作組織不斷擴張、日益普及，以及我們對碳能源的依賴越來越小，毫無疑問，能源政策、商業模式、收費結構也將不得不從根本上進行改變。通信市場也經歷了相似的轉變，就像當初移動電話撼動傳統電話網絡一樣。
無人駕駛和電動汽車的未來
縱觀未來的挑戰，其中必然包括最突出、最普遍的交通運輸問題，而在交通運輸問題之中，又尤以汽車為甚。2013年7月的阿斯彭思想節（Aspen Ideas Festival）期間，硅谷風險投資家、億萬富翁約翰·杜爾（John Doerr）在他主持的一場小組討論上，向四位年輕的工業設計師拋出了這樣一個問題：「哪項日常生活科技能從顛覆性的重新設計中獲益最多？」
答案就在眼前：汽車。
研究期間，我們瞭解到，汽車乃至整個交通運輸系統的革新在世界各地的智帶備受關注，是高級芯片和新材料研發活動的一大焦點，關注者包括：位於加州的谷歌、特斯拉、蘋果實驗室；從遠在匹茲堡的卡內基–梅隆大學聘請機器人科學家的優步公司（Uber）；梅賽德斯、寶馬、豐田等汽車製造商的研究中心。
數十年來，擁有汽車一直是中產階級財富的象徵。但由等級森嚴、高度封閉、尾大不掉、不善合作的公司進行的大規模汽車生產和20世紀大行其道的私家燃油車為21世紀製造了不少麻煩：高度擁擠的市區、令人厭倦的堵車（有研究指出，交通堵塞還有害健康）、每年造成上百萬人殞命的交通事故以及導致全球變暖的溫室氣體。
作為私人交通工具，汽車發揮的作用是不容否認的，但它帶來的問題也不容小覷。我們往油箱裡加的油中，真正用於把駕駛員（約75%的車主獨自駕車）從A點移動到B點的油只佔1%！剩餘99%都用在了沿途推著這個重達4000磅（約1.81噸）的鐵皮箱子上。此外，一輛汽車終其一生，大部分時間都處於閒置狀態。即便是在上下班這樣的使用高峰期，路上80%的車也都是停著動不了的。對汽車及圍繞汽車的交通運輸系統進行徹底的重新設計是大勢所趨，並且刻不容緩。
創造下一代汽車無疑是一項需要智力共享的工業活動，必然要有各方的參與，包括擁有大量資源的老牌企業、有針對性專業知識的創業公司、高效且積極參與的政府機構、有突破性研究發現的教育機構、先進的製造設施以及能把上述不同元素整合起來形成生產計劃的精明領導者。我們在各地都見到了這樣的工業活動，例如加州山景城（MountainView）和匹茲堡的谷歌公司、加州的帕洛阿爾托（Palo Alto）和弗裡蒙特（Fremont）的特斯拉公司、斯圖加特的梅賽德斯公司以及阿克倫大學的聚合物項目。
毫無疑問，下一代汽車終將問世，距離實現的那一天已經不太遙遠。這不足為奇。至少從20世紀70年代初防抱死制動系統出現的那一刻起，智能技術就已經開始走進汽車領域了，目前汽車領域已採用了包括交互式儀表板、後視攝像頭、GPS（全球定位系統）在內的多項智能技術。特斯拉9、梅賽德斯、沃爾沃、寶馬等公司正通過綜合使用GPS、雷達、傳感器實現一系列功能，例如保持固定車距、平行停車、自動校正轉彎等。汽車還可以在遇到「物體」（行人和騎自行車的人）時提前剎車，因為汽車可以比駕駛員發現得更早。這些企業和谷歌等汽車產業的後來者一樣，也在與當地高校、研究中心、芯片製造商、大數據處理機構進行密切的合作。
現在我們來談談無人駕駛汽車，也稱自動駕駛汽車。2004年，美軍主要研究機構美國國防部高級研究計劃局（DARPA）10發起了名為「大挑戰」（Grand Challenge）的比賽，希望以此推動自動駕駛汽車的發展。這項開創性的賽事將來自斯坦福、卡內基–梅隆、麻省理工等高校和大企業（包括通用汽車、大眾等公司）的研究人員集結在了一起，以期實現雄心壯志，創造出能在公路賽中一爭高下的原型車。然而，事與願違，挑戰太過艱巨，沒有一輛無人駕駛汽車能穿越莫哈韋沙漠（Mojave Desert），走完150英里（約240公里）的賽程。這些原型車裡，跑得最遠的一輛行駛了7.3英里（約11.7公里），最終在一次轉彎時沒有轉好，卡在了岩石上，只得放棄比賽。當年的100萬美元現金大獎沒有頒出去。
2005年，為了進一步鼓勵「大挑戰」賽的參賽者，美國國會將比賽獎金提高了一倍，達到200萬美元。斯坦福大學團隊和卡內基–梅隆大學團隊帶領的五輛汽車成功跑完了全長132英里（約212公里）的賽程，途中經過了狹窄的隧道、蜿蜒的山路以及上百個轉彎。兩次挑戰賽後，谷歌公司成了無人駕駛汽車領域的領頭羊，在「大挑戰」賽原型車的基礎上，開發出了首輛功能齊全、可以合法上路的無人駕駛汽車。2007年，谷歌公司聘請了塞巴斯蒂安·特龍及其團隊的其他工程師。正是特龍主導了2005年「大挑戰」賽斯坦福大學冠軍機器人汽車的研發過程。國防部高級研究計劃局的「大挑戰」賽還在繼續，2007年，比賽路線由沙漠轉向了60英里（約96公里）長的城市賽道。
但直到2011年，內華達州才在谷歌的大力遊說下立法，允許無人駕駛汽車在公共道路上行駛。2012年，佛羅里達、加利福尼亞兩州也緊隨其後，將無人駕駛汽車合法化。自此，由12輛測試車組成的谷歌車隊已實現了80萬英里（約128萬公里）以上的零事故行駛，途中順利通過了如織的車流、羊腸般的彎道乃至舊金山讓人頭暈目眩的山路。然而，仍有一些問題需要解決，包括對信號燈做出反應、如何在雪後易打滑的路面上行駛等。
谷歌有望從根本上改變我們對汽車的看法。在2014年5月《紐約時報》的一次採訪中，11谷歌無人駕駛汽車項目負責人克裡斯托弗·厄姆森（Christopher Urmson）表示，作為公司的初期重點，谷歌從頭開始，設計了一款沒有方向盤的電動汽車，這種車僅限在城市和郊區使用，不能上高速公路，最高時速25英里（約40公里）。汽車採用雷達和傳感器進行導航，能進行360度全方位感應，感應範圍600英尺（約183米）。乘客通過手機應用程序選擇好目的地後，汽車就會發動。這種車符合美國聯邦及各州的所有法律法規。
正如我們所見，智力共享是開發智能汽車的必由之路。政府機關、學術機構、汽車企業、科技企業通力合作，提供資金者有之，提供最新技術（傳感器和雷達、芯片、無線儀表、高性能電動引擎）者亦有之。意志力和精誠合作讓我們離實現智能無人駕駛汽車又近了一步。
上述車型不斷發展，同時又有新的車型湧現出來，這些汽車很可能會有一個重要的共同特徵：都是電動汽車。特斯拉正是以主張電動汽車而聞名。特斯拉曾以全電動汽車在整個行業乃至全世界引起轟動。公司在全美各地都建有免費的超級充電站，並且宣佈，為了提振亞洲低迷的銷售業績，在未來幾年裡，將在中國建設400個同樣的超級充電站。12在丹麥、瑞典、荷蘭等歐洲國家，大都會區及周邊地區也在不斷發展電動汽車基礎設施。各大汽車製造商一直希望燃起人們對電動汽車的熱情，經過多年努力，如今它們的電動車型正越來越受歡迎。谷歌公司的無人駕駛汽車就是由電力驅動的。蘋果公司也不甘人後，投入了大量資源（包括一個配備了1000名工程師的團隊），開發自己的電動無人駕駛汽車。13幾乎可以確定，未來將是電動汽車的天下。
智力共享在上述替代車型的開發過程中起著至關重要的作用，在無人駕駛汽車的開發中表現得尤為明顯，它關係到一個非常重要、值得多做討論的問題：道路安全。車型開發過程中，道路安全的主要目標是減少交通事故的數量，而將死亡人數減少為零又是重中之重。要想實現這樣的雄偉目標，就需要各方面協調一致、通力配合，其中會涉及各種各樣的參與者，包括：交通信息、氣象信息等多種數據流的所有者和分銷商，GPS軟件開發商，傳感器、監控器芯片製造商[如恩智浦（NXP）和英特爾]，理工科院校，蘋果、谷歌等科技巨頭，通用汽車、梅賽德斯、沃爾沃等汽車產業領軍企業。只有上述各方都參與進來，參與到開發、智能製造、管理等各個環節中，才能保證無人駕駛汽車安全高效地行駛。換言之，無人駕駛汽車可以自主駕駛，但在設計、開發過程中絕對不能自主，而是要依賴先進、協調、講求合作的智力共享生態系統，我們旅行中所見、書中所述的正是這種智力共享生態系統。
汽車產業的這種轉型生動地闡釋了如何能並用各種不相關的新技術，創造出一種強大的新模式，在此模式下，一加一要大於二。未來汽車的方方面面都會有所不同：製造方式、動力方式、製造材料、所有權形式、操作方式等。這些變化反過來又會有助於解決21世紀的關鍵挑戰：（通過減少碳排放來解決）氣候變化問題、（通過緩解日益擴張的城市地區的交通擁堵來解決）城市化問題、（通過減少交通事故及死亡人數、緩解通勤壓力、讓老年人行動更方便來解決）公共健康問題、（讓人們更容易以更低價格獲得更安全的汽車，以此解決）社會凝聚力問題。
因此，智能汽車是實現更智能、更高效、更公平、更安全的社會的關鍵一環。
近在咫尺的智能農場
21世紀還有一個棘手的問題，那就是到2050年，全球人口預計將達到90億，如何才能養活這麼多人口？在解決上述問題的過程中，通過智力共享取得的技術進步能發揮怎樣的作用？隨著全球人口不斷增長以及對當地農產品的需求日益旺盛，新一代溫室、自動擠奶等技術創新將重新定義我們生產食物的方式和地點，進而滿足持續增長的需求。這也是那些世界上最智能的地方正在探索的問題。在硅谷附近，高科技創業公司正通過部署無人機、分析大數據來幫助農民提高產量。不僅硅谷，荷蘭瓦赫寧恩（Wageningen）、瑞典隆德這樣默默無聞的地方也在進行同樣的探索。瓦赫寧恩就未來的溫室開展了大量研究工作，隆德則重點關注用機器人擠奶。
美國是世界上最大的食品和農產品出口國，約占世界出口總量的11.5%，這一點不足為奇，但榜單上排名第二的國家著實出人意料：荷蘭。一個人口稠密的彈丸之國（國土面積不足美國的0.5%）竟佔世界食品出口總額的7.5%。荷蘭如此突出的表現得益於多方面因素，包括高產高效的農業部門，瓦赫寧恩大學、農民合作組織和私營企業間的智力共享，以及有力的市場營銷。
瓦赫寧恩大學最初是一所培養農民的職業學校，學生主要來自荷蘭本國。但如今，該校已是該領域內世界排名第二的大學，學校課程備受推崇，有近半數的研究生來自國外。在歐洲，只有少數幾所高校的學生可以將學分轉至任意一所教育機構，該校就是其中之一。瓦赫寧恩大學的合作對像包括頂尖的本地農業研究所以及瑞典和世界各地的同類機構。瓦赫寧恩的研究人員正在探索如何提高荷蘭農業的可持續性，此外，他們的研究內容還包括如何在氣候變化的大背景下解決中亞地區的糧食安全問題、如何提高非洲的糧食產量。同時，研究人員還與Plant-e、Micreos Food Safety等創業公司保持著緊密合作，其中Plant-e公司正在探究如何利用活體植物發電，Micreos公司則將目光投向了利用「有益」菌替代抗生素。這項工作展開的基礎是「微生物組計劃」（Microbiome Project）產生的大量新數據。「微生物組計劃」是一項全球性項目，旨在測定人體微生物組的基因足跡。微生物組充滿人體腸道，有著極其重要的作用。14
荷蘭最為人熟知的無疑是其給人留下的傳統印象，一個擁有鬱金香、黃水仙花海的旖旎國度。然而，正如許多刻板印象一樣，這種印象雖算不上錯，但它既片面又過時。如今，荷蘭大多數的花卉、植物、蔬菜都是在溫室裡培育出來的。
不過這些可不是什麼隨隨便便的溫室，而是由「未來溫室」計劃開發出的先進溫室。1997年，荷蘭政府和荷蘭種植者協會達成了一項決議，根據決議，它們提出了「未來溫室」計劃，其宗旨是減少污染，提高能源效率。項目最初的目標是找到控制溫室內部溫度的方法，以滿足不同作物的特殊需求，同時還要將溫暖時期產生的熱量儲存起來，在天氣變冷時使用。上述目標據信可以通過結合熱電聯產與熱能存儲技術來實現，熱能存儲技術可以將多餘的熱量存儲在地下含水層中，最後將電能回輸到電網裡。
這一概念最終得名「閉路溫室」，荷蘭番茄生產商Themato公司於2001年率先建起了這樣的溫室系統。15隨後的十餘年間，對溫室進行現代化改造的種植者越來越多，其結果是，花卉和蔬菜種植者的發電量目前已佔荷蘭總發電量的9%。
隨後，溫室技術又有了新進展。當時，美籍荷蘭人凱西·豪厄林（Casey Houweling）打算在洛杉磯北部小鎮開展種植業務。於是，豪厄林請荷蘭KUBO公司針對加州南部這種極熱氣候專門設計一款溫室。16為滿足豪厄林的要求，KUBO將重點放在了採用溫控設備上，即利用風扇調節溫室內部的氣溫。這種名為「Ultra Clima」的溫室於2009年開始投入使用。目前，美國的猶他州、法國、斯洛文尼亞、墨西哥、俄羅斯等國家和地區也都有相似的項目在運作。豪厄林的番茄在全食超市（Whole Foods）的可持續性評級中被評為「最優級」。他在加州擁有一座125英畝（約50公頃）的溫室，由於溫室中全年均為生長季，這裡一個常規生產季的番茄產量可與3000英畝（約1200公頃）的傳統農場相當。不僅如此，溫室還採用了閉合回路循環用水系統，這對貧水州來說是極為重要的優點。2015年9月，在拜訪期間，我們從洛杉磯驅車一個多小時來到了豪厄林的溫室，眼前是大規模溫室裡一顆顆熟透的番茄，與週遭乾涸的土地形成了鮮明的對比。此番所見，讓我們感觸頗深。17
溫室技術還在不斷進步。溫室內光的質量和強度對運營效率、產品質量同樣有著重要影響。2014年，芝加哥的綠識農場（Green Sense Farms）和飛利浦宣佈進行合作，共同開發室內農場，兩家公司希望借助LED照明將植物的生產率推向極致。18從飛利浦方面來說，公司正在拓展自己的知識，探究光對植物及其生產能力的影響。據飛利浦園藝照明業務負責人烏多·范斯洛滕（Udo van Slooten）介紹，每種植物都有適合其生長的特定波長，在這種光的照射下，植物的生產率最高。他解釋道：「我們已經為不同的植物品種調配出了『光配方』。」19與此同時，綠識農場也在一間舊倉庫中展開了實驗，它要研究的是使用垂直水培生產技術配合礦物培養液替代傳統的土壤，生產中完全不需要直接照射日光。使用多層種植架可以充分利用溫室內部的空間，進而提高生產率。它還完全避免了有害的農藥、化肥、防腐劑，植物因而可以在有機的環境中生長，幾乎不涉及任何化學藥品。對消費者和公眾健康來說，這是又一喜訊。
與一年兩熟、三熟相比，這樣的生產設施革新有望實現一年20~25熟，同時能源消耗也降低了85%。發展中國家的糧食短缺問題和加州等地的缺水問題有力地證明了：「智能」不僅關乎製造業，還關乎農業，「智能」有助於提高農業的生產率、可持續性和能源效率；它還有一個額外的好處，那就是消費者可以以超市價享受到本地出產的有機食品。
智能生產涉及各種各樣的生產方式，並非都單純依賴機械和電子產品。20世紀90年代，在乳品行業內推行機械創新帶來了諸多技術進步，譬如能控制奶牛攝食習慣的個體定制電子項圈以及最早的擠奶機器人。瑞典利拉伐公司（DeLaval）和荷蘭雷力集團（Lely）是這一領域的翹楚。20它們開發出了自動化牛捨——用傳感器監測、控制奶質，用自主導航機器人清掃地面，其他機器人則負責根據每頭奶牛的需求投送飼料。此類設施在發達國家已經比比皆是，不足為奇。奶農可以以數字方式追蹤牲畜，對採集到的信息進行管理，進而創造出更有效的產奶設施。
乳品行業生產率和價值的提升並未止步於農場，整個生產流程都在經歷一場革命。我們在荷蘭阿默斯福特（Amersfoort）會見菲仕蘭坎皮納公司（FrieslandCampina）21首席技術官埃莫·邁耶（Emmo Meijer）時，他向我們解釋了荷蘭何以成為全球農業研究的領頭羊：「在這個國家，你可以瞭解到食品方面全世界最權威的研究和最前沿的知識。荷蘭食品行業2013年的研發費用占銷售額的6%，只有丹麥（7%）比荷蘭多。」22
菲仕蘭坎皮納利用這些專業知識，解決了生產中長期存在的質與量的取捨問題。例如，乳製品生產商一味強調牛奶、黃油、奶酪產出的最大化，嚴重輕視了生產的質量，這種情況一直持續到最近。以乳清為例，這是當前牛奶加工模式中的「副產品」，在現有生產工藝中並未得到利用。菲仕蘭坎皮納從2005年開始展開了研究，希望研發出能使所有產物都達到最優品質的替代工藝。
新工藝開發出來後，在試點中取得了良好的效果，於是，公司於2010年開設了工廠，全面投產。這是一座典型的牛奶「精煉廠」，分離出乳脂後，剩餘的液體會相繼通過多層過濾膜，膜孔依次變寬。微生物的體積相對較大，因而細菌是最先被過濾出去的成分。接下來會相繼過濾出酪蛋白、乳清蛋白和乳糖。邁耶解釋說：「新工藝能提供高品質的產品流，包括用於生產奶酪的酪蛋白、用於生產嬰兒食品的乳清蛋白、用於制備藥物的乳糖。」要確保我們有限的自然資源能滿足不斷增長的需求，其關鍵就在於以創新促效率，菲仕蘭坎皮納的牛奶精煉廠正是這樣的典範。
智能農場完美地詮釋了機器人、傳感器、清潔能源、水資源管理、生物技術、信息技術等先進技術如何能合而為一，服務於由企業、高校、地方社區等構成的生態系統，為大幅提高生產率助力。智能溫室、垂直水培生產、下一代照明設備等技術創新將大大提高現代農業的生產效率，同時也將在食品生產本地化、產量最大化方面發揮重要作用——這些技術可在全球範圍內推廣應用。人們越來越渴望能吃到當地種植的食物，在大城市的倉庫裡、屋頂上培育蔬菜等農產品正好解決了這個問題，同時還減少了對化肥和農藥的需求。對長途運輸的需求減少後，運輸行業的整體碳排放量也將隨之降低。智能農場可以為氣候炎熱的發展中國家提供機會，讓這些國家的農民能隨心所欲地在任何地方種植新鮮的蔬菜，這大大有助於解決全球飢餓、糧食短缺、分配不公等21世紀難題。
智能城市：技術造福社區
城市化是21世紀的主要趨勢之一。城市的人口、面積、影響力都在不斷增長，這種現象在新興經濟體中尤為明顯。城市當前的轉變方式已經背離了城市的傳統定義：在廣闊的土地上蔓延，包含多個中心，分為富人區、貧民窟等截然不同的子實體，人口規模空前膨脹。在「舊」經濟體中，千禧一代正在扭轉20世紀人口向郊區外流的趨勢。城市化帶來了巨大的挑戰，包括住房、服務的供應、糧食生產和分配、公共健康，乃至個人抗逆力等等。我們在本章中探討的所有智能技術——能源、交通、糧食生產、數據分析——以及其他許多未曾談及的技術都將在締造未來城市的過程中發揮自己的作用。
以城市交通為例，城市交通面臨的挑戰還有一個更恰當的說法，那就是對移動能力的挑戰：建立起能讓市民便捷、安全地在各處移動的系統，這種系統既要符合緊湊的城市設計，又要能滿足老人和兒童個性化的需求。就汽車和交通相關問題而言，郊區及鄉村地區與市區的情況截然不同。身處市區，在相對封閉的區域內從一處移動到另一處著實是一場曠日持久的鬥爭，要面對汽車、卡車、出租車、公交車、貨車、火車、地鐵、自行車、人力三輪車、摩托車、滑板、電動輪椅、黃包車、機動三輪車等，有些城市還有纜車、快速公交系統、自動人行道和自動扶梯，當然，還得算上男男女女、高矮胖瘦、老幼病殘等各色行人——所有這些都在街道上往來穿梭著，時刻與擁堵和污染做著鬥爭。有些產品或技術能帶來更清潔、更小巧、更方便、更安全、更廉價的運輸方式，進而提升移動能力，我們應該致力於實現這樣的產品和技術。此外，無人駕駛汽車和拼車也是大有可為的交通問題解決方案。
城市人口的食品供給形勢十分嚴峻：城市需要大量各種類型、各種價位的食品，需要不間斷的供給，這有助於保持城市的健康和吸引力。城市農業和本地農貿市場的崛起可以提高我們的飲食水平，增進我們的社區歸屬感。本地農貿市場一般開設在公共空間內，居民可以在此買到當地出產的農產品。公共空間（包括公園、交通樞紐、居民區等等）的復興，再加上歐美國家對減少犯罪的重視將重塑我們對城市的看法，我們將重新審視城市系統、城市組織以及身處其間的居民。推而廣之，這也將徹底轉變我們頭腦中有關城市的概念。
重新設計、再度利用公共空間已然是一種合作活動，參與者甚眾，企業家、建築師、開發商、居民、企業、地方官員均在此列。以荷蘭埃因霍溫為例，當地一家名為STRP的組織——位於斯特萊普（Strijp），這裡曾是飛利浦早期工廠之一——立志要將藝術、科學、社區融為一體，23為此，STRP辦起了雙年展。這是一場技術和藝術的盛會，每兩年舉辦一次。活動為「高新技術」和「高雅藝術」的踐行者提供了定期會晤的契機，科技從業者和藝術家在此相聚，攜手創造出既高產高效又具有審美意趣的產品和解決方案。
照明是改善公共空間的又一重要因素。通用電氣、飛利浦、歐司朗（原屬西門子）等企業目前正在研究新型智能照明方案。傳統燈具、燈泡在適應不同環境方面未能盡如人意，與此不同，新型照明系統將具備更強的適應性，能夠適應多種多樣的場合與環境。這些公司正在與地方政府和居民進行緊密的磋商，以提出照明解決方案，滿足人們的要求，實現同一地點的照明系統能根據環境變換光的顏色、質量和強度。照明系統中會加入傳感器，以此調節照明設備，依據季節、時段、街道和廣場上的活動情況及其他輸入信息變換光線。新照明系統通常會使用LED元件，因為與鹵素燈泡相比，LED的運營成本更低。上述企業還仿照共享經濟模式，將照明設備租借給市政機構。市政負責電費，照明供應商則負責維護、升級設備。
這些新興的智能城市元素——包括新型交通運輸、能源管理、食品生產和基礎設施設計——只能借由智力共享實現，需要每一位城市居民的參與。一旦事成，我們相信，「鄉村」心態將重歸大城市，尤其是回到年輕人中間。關於這一點，我們已經可以在共享經濟中一窺端倪。共享經濟的基礎是Airbnb、ZipCar這樣的服務共享，現在這種共享已經延伸到多種產品和服務，包括工具設備、不動產等。這種形式的智力共享和合作已經超出了技術創新的範疇，成為重塑城市的力量。
數據：既大且智？
寫作本書時，我們要在網上進行大量的研究工作，因而十分清楚網絡搜索工具在短短數年之間經歷了怎樣的變化。谷歌搜索現在可以提供比原本要查詢的內容更為豐富的信息，這種情況同樣適用於臉譜、亞馬遜、領英等其他熱門網站。谷歌為用戶提供了大量可能與搜索字條相關的內容，但這樣做的不只谷歌一家，蘋果、三星、微軟等公司也在做著同樣的事。只要允許這些公司通過GPS數據、電子郵件、通訊錄、日曆獲取你的個人行為和個人信息，它們給你推送的信息就會越來越豐富，越來越精準。
將上述數據收集起來，加以分析、管理，最終進行利用，這個過程一般被稱為「大數據」。大數據自有許多好處，但同時也衍生出不少有關隱私和安全的尖銳問題。信息收集如今日益普遍，已經不再是信息技術公司獨享的領域。歐美兩地各類耐用品生產商也開始青睞服務型產品。通過採用內置傳感器等新技術，這些企業正在大量收集數據，以期為客戶提供新的服務。
2003年，一項由芬蘭科技產業協會、芬蘭政府、芬蘭國家技術創新局（芬蘭負責資助創新項目的機構）24共同推動的項目幫助多家公司實現了轉型，這些企業由特定解決方案提供商轉變成了「價值合作夥伴」。有30家企業參與到了這個項目當中，其中包括通力（Kone）、瓦錫蘭（Wartsila）、諾基亞、芬寶（Finn-Power）、法斯頓（Fastems）、ABB等等。
電梯製造商通力的案例展現了項目的成果。這家長期以來只提供電梯維修服務的公司開發出了一套解決方案，可以讓客戶更好地掌握辦公樓、醫院等人口密集建築裡的人流情況。隨後，通力公司開始與承包商和建築師合作，共同設計了一座醫療設施（設計中當然包括電梯分佈問題），設計中納入了醫生和護士輸入的信息，以此優化建築內的人員流動。最終，通力公司重新審視自身後，認為自己不單純是一家電梯維修企業，更是一家「人員流動」企業。這種新定位對員工的要求是顯而易見的，員工除了要有過硬的技術，還必須具備與客戶直接溝通的技巧。
隨著物聯網的日益普及，我們從全球網絡中採集數據的能力將進一步提高，因為物聯網連接著數以10億計的物品、設備。然而，為了更有效地收集數據，我們需要確定一套數據共享的標準和協議，以便不斷產生的海量信息可以完美地在各種機器、系統間流通。為了建立起這樣的框架，英特爾、思科、IBM、美國電話電報公司、通用電氣等企業於2014年共同成立了一個開放性會員組織——工業互聯網聯盟。德國聯邦政府曾於2013年初提出過相似的計劃，並且參照「第四次工業革命」將其命名為「工業4.0」。25
現代科技帶來的數據雪崩是傳統產業部門界限越來越模糊的原因之一。正如我們在引言部分所說，信息技術產業、服務業、製造業、農業分屬不同的經濟或產業部門已經是過時的概念。未來的經濟將由智能製造業主導，也就是說，信息技術將會與新技術、新材料以及上述傳統產業分支融為一體，它們融合的基石正是智力共享。
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本章中，我們只談及了少數幾個關鍵性活動領域。我們關注的都是與21世紀的重大挑戰息息相關的領域，特別是那些還在不斷發展、不斷完善的領域。這些領域發展、完善依靠的是共享智力資源，是利用傳感器、芯片和先進材料，是普及智能製造。毫無疑問，這些領域的活動將改變（我們認為是改善）社會結構，而社會結構又決定了我們的生活。
除了技術和工藝之外，同樣經歷深層次變革的還有人們解決重大問題的方式——依賴智力共享和協同決策。在我們研究過的智帶中，我們看到，無論政治家、科學家，還是教授和學生，他們身上的創業精神和協作精神都已經覺醒，這樣的精神將對組織機構、社會、經濟等各方面的運作方式產生深遠的影響。地方政治領導人將獲得影響力，樹立起威信，政府如果不想礙事則會逐步轉變為輔助角色。我們甚至相信，我們從業多年來的頭號假設——我們願意也好，不願意也罷，全球化的進程都在加速——即將受到質疑。有了自動化，廉價勞動力將變得無足輕重。隨著新材料代替長期使用的大宗商品（如碳材料代替飛機中的鋁材，生物材料代替塑料），我們將不再那麼需要滿世界地運送產品零部件、半成品、成品。食品、服裝、鞋帽將再度回歸就近生產。本地生產將會增長，全球貿易將會放緩。換言之，全球化不會一直加速，它會達到一個峰值，然後穩定下來，甚至有所下降。在全球範圍內，智力共享和協作將日益多樣、逐步深化，在新舊經濟體之間締結更堅實的紐帶，推動傳統工作場所向創新區轉變，將銹帶改造為智帶。
然而有個前提，我們必須成功解決一些關鍵性的實際問題，包括教育和培訓、政策、資金、文化等，這些是扶持、推廣智力共享的基礎。