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实验室培育肉的诸多基础性问题**
作者：帕特里克·海泽
2026年6月24日
帕特里克·海泽是一位生物医学科学家，拥有并经营着位于马里兰州弗雷德里克县的蓝林农场，这是一座占地12英亩的永续农业农场。业余时间，他是弗雷德里克县土壤保护区的理事会成员，同时还撰写《反驳》通讯，他的目标是让读者觉得文章“值得一读”，而不是一定要“正确”。
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白天，我是阿斯利康的一名生物医学研究科学家，从事细胞和基因疗法的研发工作。我喜欢这份工作的众多原因之一是，我可以进行比大多数科学家更大规模的细胞培养。虽然最常用的细胞培养材料是96孔板（每孔约200微升）和T175培养瓶（每瓶约40毫升），但我经常进行升规模的培养。
我用五层康宁CellSTACKS培养了一周的细胞。每个培养皿的表面积约为T175培养皿的20倍，并含有约500毫升培养基。下面的架子上可以看到三个96孔板。
我走上科学之路颇为不寻常：我的祖父母是谢南多厄山谷的全职奶农。我的父亲是一位牛科兽医，经营着一个小型养牛场，我就在那里长大。如今，我拥有并经营着一个小型永续农业农场，以栗树林牧系统为核心，并辅以多种其他元素，例如北美香蕉园、多个蜂箱、活篱笆防风林和柿子饲料。
说了这么多，其实就是想说，无论是在生物安全柜里还是在农场里，我都花了很多时间思考细胞培养、农业以及支撑这两者的系统。所以，让我把话说清楚：
细胞培养系统不应该成为我们肉类生产系统的基础，任何人认为它们应该成为基础都是非常荒谬的。
对“实验室培育”肉类的批评通常集中在所需技术的可行性及其最终的经济竞争力上（参见《The Counter》上的这篇文章、Dwarkesh播客的最新一期节目，或加州大学戴维斯分校的生命周期评估）。这两种担忧都非常合理（所以请记住这一点），但我们应该承认，这些问题很可能是可以解决的。人类的创造力总能解决技术难题，只要有合适的政策和实施的政治意愿，任何产品都可以具备成本竞争力。
这就是为什么我想以不同的方式探讨这个话题，并着重分析实验室培育肉即使克服了许多技术和经济障碍，也仍然只能是一种小众产品，其根本原因在于系统层面的原因。
集中式动物饲养场问题**
首先要明确一点：对细胞培养肉的批评不应被解读为对当前工业化集约化动物饲养场（CAFO）及其支持系统的辩护。
最糟糕的集中式动物饲养场（CAFO）模式是虐待动物，它们助长了流行病和抗生素耐药性的传播，并且对我们的环境和生态系统造成了严重的破坏，从污染美国的水道到砍伐巴西的亚马逊雨林，无一例外。实验室培育肉的支持者说我们需要一种新的肉类生产系统，他们的说法完全正确。但是，指出现有系统最严重的弊端和罪恶并不意味着你偏爱的系统就应该优先考虑。事实上，集中式动物饲养场的许多根本问题也适用于实验室培育肉。
这两种体系都存在现代思想的共同缺陷：过度依赖狭隘的、还原论的、注重细节的思维方式，而忽视了整体的、系统性的思维方式。人造肉的支持者们只见树木不见森林。
动物不仅仅是行走的肉类工厂**
实验室培育肉的支持者喜欢谈论细胞培养生物反应器在生产肉类方面比动物更高效（稍后会详细介绍）。然而，这恰恰是这种还原论思维的典型例子；动物不仅生产肉类，还能生产数百种其他有用的产品。仅仅将实验室培育肉与传统动物肉进行直接比较，忽略了要取代动物源性其他众多产品，就需要大规模工业化生产合成替代品。
资料来源：农业信贷
举例来说：如果没有绵羊，我们就无法获得羊毛，就必须种植更多棉花和亚麻，或者使用更多石油来生产聚酯等合成纤维。如果没有奶牛，我们就必须种植更多杏仁、燕麦和大豆，作为增加植物奶产量的原料。如果没有动物皮，我们就必须使用更多石油来增加合成革的产量。如果没有动物蹄，我们就必须建造和供应专门生产角蛋白的工业细胞培养工厂，不仅用于人类营养补充剂和化妆品，还用于灭火泡沫等特殊用途。
必须进行全面的系统级分析，将传统畜牧业产生的众多产品（而不仅仅是肉类）考虑在内。
动物不仅仅是行走的商品工厂**
但如果我们真的从系统层面思考，那么即使是这样的比较也不恰当。动物不仅仅是行走的商品工厂；它们也提供着宝贵的生态系统服务。
来源：彭博社
太阳能将是摆脱化石燃料转型的重要组成部分，全球各地正在迅速建设太阳能发电场。建成后，维护工作的一个重要方面是定期修剪草坪，防止植物生长遮挡阳光。通常，这需要每年多次使用消耗化石燃料的割草机进行作业。但一项正在全国各地推广的颇具前景的“创新”是，农民与太阳能发电场合作，利用太阳能发电场放牧牲畜。
想想这里发生了什么：太阳能放牧将不可食用的植物材料转化为可食用的食物和纤维，同时还减少了维护场地所需的化石燃料消耗。而且，它也不“占用”土地，因为太阳能发电场已经建成并占据了这片区域。
将不可食用的植物材料转化为可用产品是动物的主要用途之一。下表列出了加州生产的用作奶牛饲料的副产品。请思考上文：如果我们停止生产动物奶，就必须扩大杏仁种植面积以满足植物奶的需求。杏仁产业的扩张将产生更多的杏仁壳、杏仁皮和杏仁粉。如果没有动物，这些杏仁的不可食用部分就会被浪费掉。
来源：AgProud
当然，我们可以将它们堆肥制成肥料，但动物本身也在做这件事：粪便（和尿液）。
动物粪便帮助美国近两千万英亩土地施肥，在全球范围内，这一比例更高。如果没有动物粪便，氮肥的生产就必须扩大规模，而氮肥生产目前已消耗全球约2%的能源，并产生约2%的全球排放量。此外，还需要使用消耗化石燃料的机械来将合成肥料撒播到田间，而动物本身就能起到施肥的作用。
此外，与合成氮肥不同，粪便能够创造一系列生态系统服务。粪便支持蜣螂、多种蝇类和粪生真菌的生命周期。这些物种不仅直接提供粪便管理这一生态系统服务（据估计，仅蜣螂每年就能为农民节省3.8亿美元），而且还创造了一系列生命和其他生态系统服务（例如，鸟类捕食苍蝇，同时自身也传播种子和肥料）。合成肥料不仅在生产和使用过程中消耗大量化石燃料能源，而且无法创造粪便所提供的任何栖息地或生态系统服务。
实验室培育的肉类会杀死动物，只不过是那些你不在乎的动物而已。**
开车经过刚收割过的单一作物田，你经常会看到秃鹰和秃鹫在盘旋。你看，实验室培育肉类所需的工业化单一作物种植方式会杀死许多动物；只不过它们可能是你从未想过的物种。
细胞并非自行生长；它们和动物一样，是初级消费者，这意味着它们必须摄取营养。在细胞培养中，细胞的摄取是通过在“培养基”中培养来实现的。培养基是一种富含营养的液体，包含葡萄糖、氨基酸、盐类、微量元素以及各种其他分子，例如维生素和激素，此外还含有缓冲液以维持适当的pH值。这种培养基必须提供细胞生命和生长所需的所有自身无法合成的物质。
数百种不同的分子，每一种都值得深入探索（如果您感兴趣，这里和这里有一些不错的文章）⁴但现在，让我们考虑两种主要的分子：葡萄糖和氨基酸。
葡萄糖是细胞培养的主要能量来源，而且细胞需要大量的葡萄糖；几乎所有细胞培养基都含有糖尿病前期甚至糖尿病水平的葡萄糖。这些葡萄糖主要由淀粉酶消化植物材料产生，通常是玉米、小麦和马铃薯淀粉。
氨基酸是蛋白质的组成单元，也是主要的碳源和氮源。如今，大多数工业氨基酸都是通过微生物发酵生产的，但这又引出了一个问题：这些微生物从哪里获得氮？地球上几乎所有的氮都以气体的形式存在于大气中，只有两种途径可以进入生物界：一是微生物的固氮作用，最常见的是与豆科植物（例如大豆）形成共生关系的微生物；二是哈伯-博世法合成氨（即燃烧化石燃料）。
换句话说，要生产实验室培育肉类所需的大量细胞培养基，唯一的办法就是继续依赖工业化单一作物种植。这种种植方式不仅完全依赖化石燃料（稍后会详细介绍），而且还会造成大量动物死亡；只不过，这些动物并非人们印象中可爱毛茸茸的典型农场动物。
现代工业化农业设备体型庞大，作业方式也极其残酷。拖拉机、联合收割机和犁碾压并杀死了你可能从未想过的各种地表生物：老鼠、田鼠、蛇、土拨鼠、地面筑巢鸟类、黄鼠狼、雪貂、鼹鼠。喷洒器喷洒的合成杀虫剂和杀菌剂如同种族灭绝，立即降低了昆虫和真菌的生物多样性，并引发连锁反应（没有昆虫，鸟类和蝙蝠吃什么？）。大量施用化肥导致数百个水生生物死亡区)，杀死鱼类和几乎所有非藻类海洋生物，其中许多死亡区的面积相当于美国某些州的面积。虽然不会直接导致死亡，但环境暴露于杀虫剂已被证实会对人类健康产生负面影响，尤其是神经退行性疾病和宫内影响，导致出生缺陷和婴儿死亡。
当然，它们不是动物，但值得注意的是，中西部几乎每一棵树都受到除草剂污染，导致它们的健康状况和活力下降。
由于实验室培育的肉类需要人类提供的葡萄糖和氨基酸，因此，这种肉类系统将延续工业化单一作物种植系统及其有害影响，为了追求完美的无菌培养皿，最大限度地提高玉米和大豆作为生物反应器原料的生长，将会杀死数百种物种。
如果你真的想作为杂食动物最大限度地减少被杀害的动物总数，你应该购买完全草饲的牛肉或野牛，以及/或者猎杀的鹿或麋鹿的鹿肉。
杰文斯悖论**
尽管一些实验室培育肉的支持者承认其依赖于工业化单一作物种植，但他们声称这仍然会导致耕地面积总体下降。然而，他们也认为，通过规模经济和技术进步，基于细胞培养的系统将比传统畜牧业更高效地生产动物产品。由于土地和资源利用效率更高，实验室培育肉的售价更低，许多人会出于经济原因而转向购买实验室培育产品。
但这恰恰引出了杰文斯悖论：资源利用效率的提高会导致该资源总消耗量的增加。即使基于细胞培养的系统比同等规模的动物系统消耗的资源更少，随着肉类总消耗量的增加，这些效率优势也会迅速消失。
雪上加霜的是，实验室培育肉会导致许多现有的素食主义者转而食用肉类。虽然美国只有个位数比例的素食主义者，但全球范围内这一比例约为10% 。即使只有一部分人开始吃肉，也意味着数千万新增肉食者，这将抵消任何“效率”提升带来的益处。
如果实验室培育肉比传统肉类占用50%的耕地，但却导致肉类总消费量翻倍，那么耕地面积就不会减少。5
参照框架和广域效率**
引用大卫·弗里德伯格在《All-In Podcast》第六期节目中的话（关于实验室培育肉的部分大约从48分钟开始）：“单个细胞制造蛋白质的生物物理学原理比动物的生物物理学原理要好。想想一只鸡；它会长羽毛，会咯咯叫，会走来走去，它有能量，会产生热量。但从整个系统来看，鸡的能量效率并不高。”
这里指的是营养级联。由于生物体需要消耗能量来维持体内平衡和正常运转，因此在生物体的各个层面之间（如下图所示），大约有90%的能量会以热能的形式散失。例如，大约需要消耗10卡路里的草、玉米或杏仁壳才能生产出大约1卡路里的牛肉等等。实验室培育的支持者喜欢引用这种“低效性”，但这或许正是我们文化中盛行的狭隘还原论思维的典型例证，因为尽管这种说法本身没错，但它却是一种生物物理学上的障眼法。
资料来源：阿尔伯塔省开放教育
狭义上讲，细胞制造可食用蛋白质的效率确实比动物高。但这种“效率”并非因为细胞不需要维持体内平衡和生命活动，而是因为人类替它们做了这些。生物反应器必须保持在适宜的温度，营养物质必须通过混合进行适当循环，气体必须泵入和泵出以确保适当的呼吸速率，还需要使用加热、抗生素和/或过滤器来维持无菌环境。凭借人类提供的大量能量，我们“精心呵护”着细胞，使它们能够专注于生长。
同时，动物利用蛋白质维持体内平衡必然会降低其可食用蛋白质的相对产量，但从人类的角度来看，所有这些体内平衡功能都是免费的。人类必须消耗大量能量来维持生物反应器的无菌状态，而牛则依靠自身的免疫系统来维持（内部）无菌状态，等等。这就是障眼法：没错，使用生物反应器维持体内平衡所需的总能量可能更低，但所有这些能量都来自人类自身的能量消耗。
资料来源：霍华德·奥杜姆著《环境、权力与社会》，第10页
这些人为提供的外部投入是许多农业讨论中一个根深蒂固的误解的根源：生产力和效率之间的区别。农业的本质始终是通过投入外部资源（无论是人力还是柴油机械）来提高产量。但是，为了获得10倍的产量而将外部投入增加1000倍，这并非“高效”，我们这样做是因为它能提高生产力，而生产力是一个关乎生死存亡的关键因素（营养不良和饥荒极其可怕！）。
人们常常只关注狭隘的效率（单一变量的产出），例如，饲养场里的牛比草饲牛的饲养时间更短（单位时间内生产的牛肉公斤数）。但这种狭隘的视角忽略了饲养场牛所需的其他所有变量（混凝土、柴油、饲料等等），而所有这些都必须由人类提供。与此同时，这些牛原本可以自由自在地生活在牧场上，在人类投入的资源少几个数量级的情况下，过着幸福的生活。
从系统角度来看，我们不可能比自然更高效，因为自然是无偿发生的。例如，一家人造木材工厂的生产效率可能比森林更高（单位面积的木材产量更高），而且在某些方面效率可能更高（例如，单位木材产量用水量更少），但它在更广泛的层面上效率不可能更高，因为木材实际上是“长在树上的”，雨水也是从天而降。我们无需为森林的生长做任何事。此外，森林还提供许多生态服务（例如，合成氧气、维持生物多样性、防止水土流失等），而这些服务在只考虑局部效率时是无法体现的。
实验室培育的肉类需要大量的人工投入，与自然肉类生产方式相比，其广域效率必然降低。
状态与路径属性，以及土豆是如何用油制成的**
实验室培育肉的支持者们也喜欢吹嘘，基于细胞培养的系统比传统肉类排放的温室气体更少。但这完全误解了气候变化的根本原因，更根本的是，这是对状态属性和路径属性的混淆。
想象一下，你正在买车，停车场里停着两辆一模一样的车。它们的品牌、型号、生产年份都相同，甚至连生产厂家、交付时间都一样。价格也相同。它们是同一辆车吗？你一开始觉得是，但当你坐进两辆车里后，却发现其中一辆的里程表多了1000英里；原来它是该品牌同型号的试驾车。虽然两辆车的状态属性相同，但它们的行驶路径属性却不同。
状态属性仅取决于系统的当前状态，而与系统如何达到当前状态无关。例如，考虑发动机温度、轮胎气压或汽车的钢材含量。无论一辆车行驶里程多于另一辆车，温度、压力和质量都是状态的直接测量值；它们就是它们本身。相比之下，路径属性取决于系统改变状态所经历的“路径”，例如里程表，它记录了汽车之前所做的所有功。状态属性描述的是系统状态变化的“是什么”，而路径属性描述的是系统状态变化的“如何”。
这一点至关重要，因为即使实验室培育肉的排放量低于天然肉，它也可能对气候变化产生更大的影响，尽管其总排放量较低。虽然每一公斤二氧化碳、甲烷或一氧化二氮都具有相同的状态属性（一公斤就是一公斤），但并非所有排放物都具有相同的路径属性。这一点很重要，因为气候变化很少能得到充分合理的解释。
陆地生物圈由陆地、海洋和大气三个部分组成，它们彼此之间始终处于平衡状态。这种平衡背后存在着数百万种相互作用，而且这些相互作用还在不断变化，但最终的结果是，在过去大约一百万年的时间里，大气中二氧化碳的浓度在一个狭窄的范围内波动。直到工业化时期，这种情况才有所改变。
资料来源：Earth.gov
你看，地球上还有第四个组成部分：地下部分。地下部分也通过火山、含水层和热液喷口等与陆地部分保持平衡。但地下部分的大部分质量并不处于平衡状态；它被隔离起来，并不真正与生物圈相互作用。
气候变化的根本原因并非“碳排放”，而是人类释放了数千亿吨先前封存在地下的碳，从而增加了陆地生物圈的总碳负荷。7这就是为什么海洋酸化、光合作用速率加快以及大气中碳含量同时上升的原因：我们正在增加陆地生物圈中循环的碳总量，从而导致这三个组成部分的碳含量均有所增加。
理解这一点很重要，因为就像在《火线》中最著名的场景之一，莱斯特·弗里蒙恳求他的同事们“追查资金流向”一样，我要求你们追查原子。
毫无疑问，牲畜会排放温室气体。所有动物都会通过呼吸系统产生二氧化碳，通过消化系统产生甲烷，反刍动物（如牛、羊和山羊）的消化系统尤其如此。但如果饲养得当，它们所做的只是参与生物碳循环：在陆地生物圈的三个组成部分之间循环碳。这就是为什么尽管人类燃烧柴火，以及成群的野牛、角马、水牛和麋鹿在大陆上游荡，大气中的二氧化碳浓度仍然保持在狭窄的范围内。这些只是循环利用了原本就存在于陆地上的碳原子，勒夏特列原理仍然适用。
来源：加州大学戴维斯分校
正是由于封存的碳被释放并引入陆地循环，才导致了气候变化。而现代工业化的集中式动物饲养场（CAFO）系统正是造成气候变化的原因之一。回到效率部分，注意图中两头牛的能量流动图：产量更高的现代化牛是通过添加“燃料、化学品和服务”实现的。换句话说，就是化石燃料。
但同样的逻辑也适用于实验室培育的肉类。
如果考虑到路径特性，任何使用化石燃料的系统对气候变化的影响都大于不使用化石燃料的系统，即使后者总体排放量更高。你看，解释如何在不使用化石燃料的情况下饲养牲畜非常容易；这种做法已经持续了一万多年。然而，目前在实验室培育肉类时，却离不开大量的化石燃料。
（更何况，实验室培育肉的总排放量还存在争议；它们很可能比传统牛肉的排放量还要高。）
哦，而且各州的财产也不一样。**
经过数百亿美元的投资和数十年的研究，基于细胞培养的系统及其产品的后加工很可能生产出各种口感和质地与肉类相似的产品。但它们永远不会是真正的肉。
肉并非柏拉图式的理想形态。它是由多种细胞类型和生物分子构成的复杂三维结构：骨骼肌细胞、平滑肌细胞、内皮细胞、胶原蛋白、骨骼、细胞外基质、血液等等。而简单的实验室培育肉仅使用一种细胞类型（骨骼肌细胞），这使其与传统肉类必然存在差异。即使是先进的实验室培育肉，试图通过在可食用支架上培养多种细胞类型（即使用更多人为提供的原料）来复制这种结构，其微观结构仍然不同，天然肉和实验室培育肉在显微镜下很容易区分。
此外，这种复杂的结构并非静止不动，它会接收来自机体自身的生物力学和激素反馈。小牛肉的味道与牛肉不同，牛肉通常来自阉牛（去势雄性）而非公牛（未去势雄性），甚至同一头牛的不同部位，其味道和质地也各不相同，这些都是有原因的。肌肉是一种复杂的组织，它会接收来自机体自身的反馈，而不仅仅是在生物反应器中生长的静态细胞。
最后，这种受生物力学和激素反馈影响的复杂结构也受到环境“风土”的影响。伊比利亚火腿和黄胸鹀被视为美味佳肴是有原因的；它们的具体饲养方式会影响肉的最终味道。
这又是另一种障眼法；实验室培育肉生产商会使用多种工具来重现传统肉类的口感和质地，但他们并没有真正制造出肉。8
让我们进一步加大电网负荷**
好吧，这个问题更像是一个技术问题，但我从未见过有人提及：所有的电力将从哪里来？
过去四十年间，全球电力消耗量增长了两倍，从约10,000太瓦时增至约30,000太瓦时。随着数据中心的激增，为现代互联网和低级货币（LLM）提供电力，以及诸如汽车向电动汽车转型、老旧暖通空调系统改造为电热泵等脱碳措施的推进，家庭和办公室中电器设备数量的不断增加，以及全球经济的持续发展，世界将不得不继续快速增加电力供应。
然而，美国正努力满足需求，我们的电网正在老化，需要更换，而且你可能已经注意到你的电费上涨速度比整体通货膨胀率还要快。
来源：彭博社，经由@unusual_whales
实验室培育肉无异于雪上加霜。工业仓库、照明和温控、固液气原料的过滤和净化、原料和产出的混合和输送、生物反应器的搅拌和加热、所有不同组件和部件的消毒……所有这些都需要能源，主要是电力。如果我们的电力生产系统和电网都已不堪重负，那么这些能源又从何而来呢？
集中式企业寡头**
任何读到这篇文章的人都可以很容易地学会饲养、屠宰和加工动物，但你却不可能建造和操作细胞培养生物反应器。
农业已经是高度集中的行业之一，而实验室培育肉只会进一步加剧这种集中化。由于其生产过程的复杂性、知识产权问题以及规模经济效应，实验室培育肉最终将由少数垂直整合的企业寡头垄断。
系统脆弱性**
肉类生产集中到少数几个工厂的做法，将大大增加我们农业系统的脆弱性。
如果像几年前婴儿配方奶粉事件那样，由于污染导致一家大型工厂停产，造成全国货架空空如也，那该怎么办？如果原料供应链出现问题，导致工厂停工，那又该怎么办？如果一场有组织的恐怖袭击同时彻底关闭了我们多家工厂，那又该怎么办？将大部分动物蛋白生产集中在少数几家工厂会大大增加社会风险。
雪上加霜的是，剩余的牲畜数量也会减少，而且不可能在一夜之间迅速增加。正如古语所说，“九个女人一个月也生不出一个孩子”。目前牛肉价格上涨的一个主要原因是，美国牛群数量已降至75年来的最低水平。实验室培育肉的支持者明确表示，他们的目标是减少美国牲畜的数量，虽然这或许能实现其他目标，但却会成倍增加整个食品系统的脆弱性。
折旧是一项实际支出**
实验室培育肉类系统需要一个工业仓库网络和现场配套系统，其中许多不仅需要温控，更需要真正的洁净室。细胞培养系统不仅要求注入生物反应器系统的成分无菌，还要求所有生物反应器以及预处理和后处理设备无菌。以上内容摘自之前链接的《The Counter》文章：
> 开放慈善组织的报告则持相反观点：人造肉的生产需要在几乎完全无菌的“洁净室”中进行，以避免任何污染。亨伯德在进行成本核算时预测，需要一个8级洁净室——这是一个封闭空间，通过管道输送的纯净氧气吹走有害颗粒物，佩戴口罩和头罩的工作人员进出时，可能需要经过气闸或无菌更衣室。为了达到国际空气颗粒物标准，洁净室内的空气更换频率需要达到每小时10到25次，而普通建筑的更换频率仅为每小时2到4次。细胞系的培养和接种区域则需要一个6级洁净室，这是一个更高标准的洁净室，空气更换频率高达每小时90到180次。
这不仅消耗大量能源，还意味着一个鲜少被考虑的问题：折旧。除了建造设施以及日常运营维护所需的能源和资源外，这些设施还会随着时间的推移而老化。这不仅包括管道和过滤器等部件的定期更换，还包括生物反应器和建筑物本身。仓库可以使用数十年，甚至一个世纪，之后就需要拆除重建，这不仅会导致废物处理和加工过程中的能源消耗，还会导致新一轮的建设。
与此同时，经过精心管理和维护的多年生草地和稀树草原林牧系统，在数百年甚至数千年的时间里不断增值，无需重建和更换。
农业生态学才是我们应该优先考虑的真正解决方案**
或许，实验室培育肉最根本的问题在于它分散了人们的注意力，将人力、财力、时间和资源从农业可持续发展的真正解决方案中转移开来。人类需要利用工业化农业高能耗主导的这段时期，加速自身向关键物种的转型，从而更好地管理和放大地球的自然能量流，将其转化为高效的农业生态系统。
关于这个话题，我可以写一本书（也许我应该写？）。关于食品生产的历史、现状和未来，有很多话要说。但这里篇幅有限，无法详尽阐述，所以我尽量言简意赅。首先，我想谈谈现代工业化农业的两个方面：
首先，它在解决农业系统应解决的首要问题——“养活世界”——方面做得非常出色。我们在减少饥饿和营养不良方面取得了显著进展，饥荒几乎已被消除。它拯救的生命几乎肯定超过了人类的任何其他发明。
其次，它有许多重大的负面外部性，其中许多是不可持续的：它严重依赖化石燃料和合成化学品，排放大量温室气体（不仅仅是二氧化碳），经常虐待动物，造成表土流失，破坏生物多样性和野生动物栖息地，污染我们的水和空气，并且优先考虑卡路里而不是营养。
在我们目前的体系中，超过80%的卡路里摄入量来自仅十种作物，而这些作物几乎都是一年生植物。此外，产量最高的三种作物（玉米、水稻和小麦）均为一年生谷物，它们加起来提供的卡路里约占所有食物卡路里的50%。
我们的农业系统围绕一年生谷物作物发展而来，这合乎情理：春天播种，秋天收获高热量的作物，而且易于储存过冬。这形成了一个正反馈循环：生存→迭代育种→作物产量提高→生存，正是这个循环推动了农业的进化，并最终孕育了整个人类文明。
虽然在人类距离饥荒仅一步之遥时，这一点至关重要，但人们越来越认识到，现代体系的优先事项需要转变，不仅要确保我们眼前的热量需求，还要确保体系本身的长期可持续性和韧性。既然我们已经解决了热量问题，那么我们这个时代的农业问题就是：如何在继续满足热量需求的同时，解决营养、可持续性和韧性问题。
我们可以通过生态农业来实现这一点。生态农业是一个涵盖多个术语的总称，其中包括一些你可能听说过的概念，例如：再生农业、永续农业、自然农耕等等。生态农业致力于利用、放大和捕捉自然能量级联所产生的复杂生态环境。它力求引导自然朝着粮食和纤维生产的方向发展，在满足人类需求的同时提供生态服务，从而创建一个永久可持续的系统，使人类和环境都能繁荣发展。
这时，你大概会指责我是个反对科技进步的乌托邦嬉皮士，所以我想先说明，这并非万灵药；生态农业确实存在一些弊端。再次强调，这里不宜详尽列举，但我会简要地阐述一下这些弊端，同时论证它们的价值所在。
生态农业生产力较低（但这没关系）**
毋庸置疑，就每英亩的卡路里产量而言，工业化农业系统无可匹敌。我们采用工业化农业是有原因的。但正如我所说，卡路里产量不再是主要问题。如果说有什么主要问题，那就是卡路里过剩。每个大洲的人均日产量都超过2500卡路里，而北美洲的人均日产量更是超过3500卡路里！
我们已经发展到可以“负担得起”农业生态生产面积小于工业化生产面积的地步了。
生态农业“利用”更多土地（但方式更温和）**
生产率下降意味着在消费量不变的情况下，需要使用更多的土地。例如，著名的再生农业牧场白橡树牧场（White Oak Pastures）的研究表明，其温室气体排放量减少了约三分之二（并带来了其他益处），但代价是土地使用量增加了2.5倍。9
但生态农业的重点在于增强自然生态系统。在北美超过一亿英亩的天然草原上（见下图），应该有成群的野牛和麋鹿，以及数十种鸟类自由迁徙。爱荷华州不应该只种植玉米和大豆来喂养动物或细胞；它应该是直接滋养动物生命的草原或稀树草原。由于生态农业模仿自然，其土地“利用”方式比工业生产温和得多。
来源：草原粉丝团
至少，我们可以将每年用于生产乙醇的约 3000 万英亩玉米土地转变为农业生态生产（抵消超过 3000 万英亩的土地，因为那里生产的任何粮食都会减少其他地方的粮食生产）。
或者说，用于饲料出口的数百万英亩土地又该如何看待？还有那些由富人主导的活动，比如赛马和高尔夫呢？
当然，这需要一些时间，但适当整合的林牧系统最终将抵消工业伐木生产，因为栗树、橡树、山核桃树等树木在其生命周期结束时可用作木材。
农业生态学需要更多劳动力**
毫无疑问，生态农业生产需要更多劳动力。这一点，我既可以呼吁卢德主义者，也可以呼吁技术加速主义者，因为人工智能和机器人技术无疑将对社会产生广泛的影响。
一方面，或许先进的农业机器人（无人机用于圈养轮牧牲畜，人形机器人用于管理梯田水稻生产，机器人自动除草或疏果树等）能够充分满足这种劳动力需求。
另一方面，如果生产性工作的机会消失，人们就会寻找意义和富有成效的途径。还有什么比守护地球上的一片土地更好的消磨时间的方式呢？即使在“人工智能乌托邦”中，墨西哥渔民依然会去捕鱼。
目前至少有数百万人想从事农业；他们只是因为几十年来旨在摧毁家庭农场的美国经济和农业政策（“要么做大，要么出局”）而被挤出了农业领域。
生态农业成本高昂**
目前，生态农业产品价格较高。<sup> 10</sup>但它们的质量通常更高，从长远来看，其优势足以“收回成本”。
例如，为什么美国人摄入的热量比以往任何时候都多，但越来越多的人却患有微量营养素缺乏症？这是因为经过几代人只注重热量生产的反复育种，我们的食物供应中微量营养素的含量已经逐渐下降。
人们越来越普遍地认识到，我们的食品供应给社会带来了诸多健康问题。虽然生态农业生产的食品在结账时价格可能更高，但如果它们能够同时降低5%的肥胖率和5%的医疗保健总支出，那么它们的成本就完全可以得到回报。
如果将增强的生态服务也考虑在内，还会产生其他影响。例如，不妨研究一下美国每年在水处理上花费多少资金来净化农业养分径流。
我们应该继续研发实验室培育肉（至少要少量研发）。**
现在，我想说说基于细胞培养的食品生产系统的一些优点，因为我确实认为应该投入一些精力来发展这项技术。原因如下：
- 如果成功，它可以取代或消除小牛肉和黄胸鹀等极不道德的肉类。
- 其研究和开发可能会推动工业规模细胞培养和生物反应器技术的进步，这对于生产单克隆抗体和 CAR-T 细胞等“不易获取”的物品非常有用。
- 它可以作为一种很好的补充食品来源，尤其适合素食者和纯素食者，因为他们很难达到某些微量营养素（如维生素 B12 和铁）的推荐摄入量。
- 作为补充，它可以起到缓冲作用，增强我们食品系统的韧性，例如，当由于禽流感等原因不得不扑杀鸡群时。
结论**
虽然人造肉的支持者在某些特定方面往往是正确的，但如果我们跳出固有思维，从整体和系统层面思考，就会发现它终究只能是一种小众产品。往好了说，它是一种耗能巨大的、分散人们对真正可持续农业关注的手段；往坏了说，它不过是技术乐观主义者的白日梦，注定失败，并且会浪费大量资源。
相反，人类需要利用工业化农业带来的高能主导地位，加速自身向关键物种的转型，从而管理和放大地球的自然能量流，将其转化为高效的农业生态系统。
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我的朋友们在我们制造部门工作，负责操作 1,000 升和 10,000 升的物料，听到这话都忍不住嗤之以鼻。
通常情况下，人们会使用绵羊来搬运太阳能板，因为大多数太阳能发电场都是低位安装的。而山羊（它们会跳跃）以及牛或马（它们体型更大）则需要高位安装的太阳能板。
这里最典型的例子就是氨基酸。所有20种氨基酸都是生命必需的，但大多数生物体都能在自身细胞内合成许多氨基酸。这些氨基酸被称为“非必需氨基酸”。“必需氨基酸”则必须通过食物摄取。非必需氨基酸和必需氨基酸的具体比例取决于具体的细胞类型和环境。
顺便提一下，实验室培育肉的一个批评点是“胎牛血清问题”。细胞需要多种多样的分子，而添加胎牛血清（FBS）通常可以解决这个问题。顾名思义，胎牛血清就是从母牛身上提取的；每当发现一头母牛怀孕后，就会取出胎儿，提取血液，然后进行血清处理。这种血清之所以珍贵，是因为它含有所有生命必需的分子，同时免疫反应性免疫球蛋白分子含量又很低。胎牛血清经常被添加到细胞培养基中。简而言之，批评者会说，实验室培育肉需要工业化的屠宰业。
我个人认为这在很大程度上是个可以解决的问题。许多细胞类型和培养系统都可以适应无血清培养，或者可以合成关键分子并直接添加到培养基中。我在工作中培养了好几种不需要血清的细胞。
我认为“FBS 问题”是可以解决的，所以我把它放在了脚注中，但请注意，这是一个尚未解决的问题。
我预感会有人引用“实验室培育肉实际上节省了99%的土地”这样的数据来评论，这种说法荒谬至极，我简直无法相信居然有人会这么说。简而言之，“土地”和“耕地”之间有着天壤之别。全球有大片区域，不仅土壤贫瘠到无法种植作物，而且降水稀少到无法生长树木：它们本应是草原。而且由于这些区域通常位于人烟稀少的地区，它们也无法用于建造住宅、商业或工业设施。放牧牲畜固然也是一种“土地利用”，但这却是我们能利用这些土地的最有效方式。仅洛杉矶就有数千英亩的高尔夫球场，与数百万英亩的旱地牧场相比，其土地利用效率（以及资源消耗）简直是天壤之别。
我真想直接宣布结论成立，因为如果这是在 All-In 播客节目中被自信地断言的，那它肯定是错误的。
“碳排放”是一个方便的简写，因为它们通常是碳进入陆地系统的主要途径：许多石油产品的燃烧至少可以说是非常有用的。
平心而论，我认为大多数人只关心食物的味道和口感，而不是“它是什么”。看看那些添加了各种花哨调味剂的超加工食品就知道了。如果实验室培育的肉类能够复制传统肉类的味道和口感，而这正是你所关心的全部，那也无可厚非。我无法反驳这一点。
此外，我不认为 WOP 采用了林牧复合经营技术，而其他研究称这种技术是“减少牛肉供应链排放的最大单一机会”。
如果我不提及这并非一个公平的竞争环境，那就太失职了。工业生产得到了大量补贴，包括直接补贴（农作物补贴和保险）和间接补贴（化石燃料补贴）。
https://www.theseedsofscience.pub/p/the-many-foundational-issues-of-lab
