智力共享如何应对21世纪的挑战
未来正孕育于世界各地的智带和创新地带之中，其中有些地方我们已经探访过，并在书中做了详述，有些笔者只能一笔带过。还有更多的智带仍在形成，尚未崭露头角。摆在我们面前的既有空前的机遇，也有巨大的挑战和不确定性，还有难解的问题。大容量芯片、新材料和生物科学新发现将如何影响我们的日常生活、工作方式乃至我们所在的世界？它们能否让人类更高效地工作、更快乐地度过一生？它们能否在一定程度上缓解社会紧张关系、减少社会不公？它们能否扭转20世纪人口向郊区外流的情况，创造出功能更完善的城市？它们是否有助于减轻气候变化的负面影响？能否帮助我们解决全球人口老龄化问题？
有不少人担心，科技的进步能解决多少旧问题就能带来多少新问题，但我们坚信，与传统企业生产的产品相比，通过智力共享开发出的智能产品更有助于我们解决问题。产品开发过程本身已经决定了这一点。传统企业的工作模式既封闭，又孤立；而智力共享过程会涉及多门学科，要接纳各方意见，各个学科、各种意见既可以相互促进，又可以彼此制衡。
因此，本章中我们将介绍借由智力共享活动构想、创造出来的智能新产品、新服务和新技术，看看它们将如何帮助我们应对当前的诸多挑战。它们带来的影响有些我们已经看到了，有些我们可以合理地推断出来。我们将着眼于五个关键领域：住房和社区、办公室和工作场所、城市和农业区、环境以及交通。智能产品和智能服务能将这些领域内的21世纪难题尽数解决并缔造出一个理想国吗？不尽然。它们会带来与开发过程本身直接相关的新问题吗（正如大规模生产方法一样，固然可以满足重要的人类需求，但也会对环境和人类健康产生不良影响）？大有可能。它们对解决已知的21世纪难题是否大有裨益？我们认为答案是肯定的。
智能能源和气候变化：消费者变为生产者
如何减少我们对加剧气候变化的能源的依赖将是21世纪最大的挑战之一，甚至可以说，这就是最大的挑战。要减少对这些能源的依赖，一方面必须提高家庭、建筑、飞机、汽车、机器的能源利用率；另一方面，我们还需在继续使用太阳能、风能、生物燃料等可再生能源的同时降低其成本。这些新能源如果能与新储能技术结合使用，所获收益必将远胜于能源技术进步本身带来的收益。从哈得孙科技谷到罗利、波特兰，从德累斯顿到奥卢，一路走来，我们看到，各地的研究人员和创业公司都在朝着更高效地使用能源这一目标努力，他们的最终目标是将能源消费者转变为能源生产者。譬如在北卡罗来纳的百年纪念校园，ABB公司正与高校研究人员合作开发智能电网的元件；而在德累斯顿，一批企业正在进行一项由欧盟赞助的科研项目，力图开发出能提高能源效率的芯片和传感器。
2014年出现了意外之喜，有迹象表明，遏制气候变化已经取得了进展，全球碳排放量第一次没有上升（无关乎经济衰退）。1这大抵要归功于发达国家提升了能源效率，加之中国等新兴经济体承担起了更多的责任，以及可再生能源的地位日益攀升。
提高能源效率——由高污染的煤炭转向页岩气（至少美国是这样做的），2稳步降低可再生能源的成本，尤其是太阳能电池板和风力涡轮机的成本——将从根本上改变人类社会的供能方式和能源消费对地球的影响。大幅提高能效的LED灯具、服务器机群和供热系统的热能回收、利用传感器和数据分析进行精准调控的空调、住宅和建筑中的高级蓄电池和分布式发电设备——上述种种技术进步都将减少能源需求。光伏电站、风力发电厂等可再生能源系统的供电量将会增加，一方面是因为它们在诸多领域中都具有价格竞争优势，另一方面是因为它们用于大规模发电的经济可行性正在逐步提高。
电网同样需要变得更加智能。电网系统将逐步变为混合系统，传统的用电者将转变为能源生产者。家庭、商铺乃至汽车都可以产能、储能，有时产能过剩，可以将多余的能源回馈给电网，有时能源自给不足，又会从电网中购电。这就需要在住宅和建筑中使用太阳能屋瓦和太阳能玻璃窗，还需要有低成本的蓄电池，3要实现上述目标仍然任重而道远。
市场多久才会接受工业级的电池储能技术，这个问题仍有待观察。通用电气公司旗下的蓄电池工厂就建在斯克内克塔迪（Schenectady，美国）锈带的中心，这里一度是通用涡轮发电机的生产地。通用电气公司希望，到2020年，电池业务年收入能达到10亿美元。2013年8月，我们参观了通用电池厂，并拜访了该厂总经理普雷斯科特·罗根（Prescott Logan）。罗根十分看好厂里生产的独拉松（Durathon）钠镍氯化物电池的前景。4他认为，这种电池既可用作手机信号塔和风车的备用电源，又可用于微电网和太阳能储能系统，因而有望创造出巨大的利基市场。然而，通用公司的技术合作商个个举步维艰，销售业绩惨淡，生产已经停滞。尽管包括加州和纽约州在内的某些州已明令要求，2020年之前，所有太阳能发电设施必须配备吉瓦级别的蓄电池，但电池采购过程一直推进缓慢。
数以千计的研究人员一直在追求电池技术的进步，然而技术突破绝非易事。麻省理工学院材料科学与工程教授、24M科技公司联合创始人兼首席科学家蒋业明独辟蹊径，开发了一种流程更简单、成本更低的锂离子电池制造工艺，这种工艺还会使电池更坚固、更高效。蒋业明已取得8项专利，募集了5000万美元的风险资金，并获得了由美国能源部提供的450万美元资助。现在已有一万多位用户正在试用蒋业明的发明，他对2017年开始投产抱有厚望。5蒋业明的24M公司初期将以生产智能电网电池为主，但从长远计，公司瞄准的是电动汽车市场。卡内基–梅隆大学的文卡特·维斯瓦纳坦（Venkat Viswanathan）认为，24M公司的创新可能会打破电池制造业的格局，就像“小钢铁厂对综合钢厂的冲击”一样。新工艺可以减少80%的生产时间，节约一半以上的生产成本，节省的时间和成本将使配备电池的电动汽车在与碳燃料汽车的竞争中更具优势。6巨型电池（冰箱大小）得以实现进一步推动了本地发电，特斯拉公司（Tesla）正在扩大规模，以生产这种电池。壳牌公司表示，在风能或太阳能充足的地区，这类电池拥有广阔的前景。7
电动汽车电池可能会对能源网络产生重大影响。2009——2012年，丹麦研究人员开展了一项名为“爱迪生”的研究项目，旨在评估汽车向电网回输能源的各种方式（称为“汽车到电网”技术或V2G技术）。8研究团队成员分别来自IBM、丹麦东能源集团（Dong）、西门子以及博恩霍尔姆岛（丹麦沿岸岛屿，该岛完全使用可再生能源，因此研究活动在此地开展）有关部门。电动汽车电池可以存储风力产生的过剩能源，“爱迪生”项目团队要做的就是评估其中的潜力。电网需电时，电动汽车电池会向电网回输电能，车主将因此得到补偿。
这种系统目前尚未开始运营，但它很好地展现了电力产业如何能最终发展为分布式电网。能源产出的主体将不再是传统的公共事业公司，而是消费能源的家庭和企业，他们（或它们）既产出自用的电能，同时也为电网供电。这将对公共事业公司产生革命性的影响，它们的作用将转变为维护系统稳定，对能源进行再分配，而不再是生产能源。只有在需要调整供需平衡时，它们才会生产能源。
市场的演进方兴未艾，面对这一新变化，德国能源生产商莱茵集团（RWE）于2014年进行了重组，整合了旗下传统的发电厂，将其变为独立的控股单位，并将公司的重点放在可持续能源生产上。与此相仿，其他公共事业公司也将不得不重新审视自己的企业宗旨、企业结构和企业流程，以便在这个消费者即业务合作伙伴的世界里生存下去。在这个新世界里，利用传感器和数据分析实现最优能源分配将比传统的集中发电更为重要。在美国和欧洲的一些城市，已经有人筹划起合作组织，力图使此类能源项目更富成效。随着越来越多的生产者加入此列，他们将不再那么需要眼下赖以生存的补助和奖励。随着这些合作组织不断扩张、日益普及，以及我们对碳能源的依赖越来越小，毫无疑问，能源政策、商业模式、收费结构也将不得不从根本上进行改变。通信市场也经历了相似的转变，就像当初移动电话撼动传统电话网络一样。
无人驾驶和电动汽车的未来
纵观未来的挑战，其中必然包括最突出、最普遍的交通运输问题，而在交通运输问题之中，又尤以汽车为甚。2013年7月的阿斯彭思想节（Aspen Ideas Festival）期间，硅谷风险投资家、亿万富翁约翰·杜尔（John Doerr）在他主持的一场小组讨论上，向四位年轻的工业设计师抛出了这样一个问题：“哪项日常生活科技能从颠覆性的重新设计中获益最多？”
答案就在眼前：汽车。
研究期间，我们了解到，汽车乃至整个交通运输系统的革新在世界各地的智带备受关注，是高级芯片和新材料研发活动的一大焦点，关注者包括：位于加州的谷歌、特斯拉、苹果实验室；从远在匹兹堡的卡内基–梅隆大学聘请机器人科学家的优步公司（Uber）；梅赛德斯、宝马、丰田等汽车制造商的研究中心。
数十年来，拥有汽车一直是中产阶级财富的象征。但由等级森严、高度封闭、尾大不掉、不善合作的公司进行的大规模汽车生产和20世纪大行其道的私家燃油车为21世纪制造了不少麻烦：高度拥挤的市区、令人厌倦的堵车（有研究指出，交通堵塞还有害健康）、每年造成上百万人殒命的交通事故以及导致全球变暖的温室气体。
作为私人交通工具，汽车发挥的作用是不容否认的，但它带来的问题也不容小觑。我们往油箱里加的油中，真正用于把驾驶员（约75%的车主独自驾车）从A点移动到B点的油只占1%！剩余99%都用在了沿途推着这个重达4000磅（约1.81吨）的铁皮箱子上。此外，一辆汽车终其一生，大部分时间都处于闲置状态。即便是在上下班这样的使用高峰期，路上80%的车也都是停着动不了的。对汽车及围绕汽车的交通运输系统进行彻底的重新设计是大势所趋，并且刻不容缓。
创造下一代汽车无疑是一项需要智力共享的工业活动，必然要有各方的参与，包括拥有大量资源的老牌企业、有针对性专业知识的创业公司、高效且积极参与的政府机构、有突破性研究发现的教育机构、先进的制造设施以及能把上述不同元素整合起来形成生产计划的精明领导者。我们在各地都见到了这样的工业活动，例如加州山景城（MountainView）和匹兹堡的谷歌公司、加州的帕洛阿尔托（Palo Alto）和弗里蒙特（Fremont）的特斯拉公司、斯图加特的梅赛德斯公司以及阿克伦大学的聚合物项目。
毫无疑问，下一代汽车终将问世，距离实现的那一天已经不太遥远。这不足为奇。至少从20世纪70年代初防抱死制动系统出现的那一刻起，智能技术就已经开始走进汽车领域了，目前汽车领域已采用了包括交互式仪表板、后视摄像头、GPS（全球定位系统）在内的多项智能技术。特斯拉9、梅赛德斯、沃尔沃、宝马等公司正通过综合使用GPS、雷达、传感器实现一系列功能，例如保持固定车距、平行停车、自动校正转弯等。汽车还可以在遇到“物体”（行人和骑自行车的人）时提前刹车，因为汽车可以比驾驶员发现得更早。这些企业和谷歌等汽车产业的后来者一样，也在与当地高校、研究中心、芯片制造商、大数据处理机构进行密切的合作。
现在我们来谈谈无人驾驶汽车，也称自动驾驶汽车。2004年，美军主要研究机构美国国防部高级研究计划局（DARPA）10发起了名为“大挑战”（Grand Challenge）的比赛，希望以此推动自动驾驶汽车的发展。这项开创性的赛事将来自斯坦福、卡内基–梅隆、麻省理工等高校和大企业（包括通用汽车、大众等公司）的研究人员集结在了一起，以期实现雄心壮志，创造出能在公路赛中一争高下的原型车。然而，事与愿违，挑战太过艰巨，没有一辆无人驾驶汽车能穿越莫哈韦沙漠（Mojave Desert），走完150英里（约240公里）的赛程。这些原型车里，跑得最远的一辆行驶了7.3英里（约11.7公里），最终在一次转弯时没有转好，卡在了岩石上，只得放弃比赛。当年的100万美元现金大奖没有颁出去。
2005年，为了进一步鼓励“大挑战”赛的参赛者，美国国会将比赛奖金提高了一倍，达到200万美元。斯坦福大学团队和卡内基–梅隆大学团队带领的五辆汽车成功跑完了全长132英里（约212公里）的赛程，途中经过了狭窄的隧道、蜿蜒的山路以及上百个转弯。两次挑战赛后，谷歌公司成了无人驾驶汽车领域的领头羊，在“大挑战”赛原型车的基础上，开发出了首辆功能齐全、可以合法上路的无人驾驶汽车。2007年，谷歌公司聘请了塞巴斯蒂安·特龙及其团队的其他工程师。正是特龙主导了2005年“大挑战”赛斯坦福大学冠军机器人汽车的研发过程。国防部高级研究计划局的“大挑战”赛还在继续，2007年，比赛路线由沙漠转向了60英里（约96公里）长的城市赛道。
但直到2011年，内华达州才在谷歌的大力游说下立法，允许无人驾驶汽车在公共道路上行驶。2012年，佛罗里达、加利福尼亚两州也紧随其后，将无人驾驶汽车合法化。自此，由12辆测试车组成的谷歌车队已实现了80万英里（约128万公里）以上的零事故行驶，途中顺利通过了如织的车流、羊肠般的弯道乃至旧金山让人头晕目眩的山路。然而，仍有一些问题需要解决，包括对信号灯做出反应、如何在雪后易打滑的路面上行驶等。
谷歌有望从根本上改变我们对汽车的看法。在2014年5月《纽约时报》的一次采访中，11谷歌无人驾驶汽车项目负责人克里斯托弗·厄姆森（Christopher Urmson）表示，作为公司的初期重点，谷歌从头开始，设计了一款没有方向盘的电动汽车，这种车仅限在城市和郊区使用，不能上高速公路，最高时速25英里（约40公里）。汽车采用雷达和传感器进行导航，能进行360度全方位感应，感应范围600英尺（约183米）。乘客通过手机应用程序选择好目的地后，汽车就会发动。这种车符合美国联邦及各州的所有法律法规。
正如我们所见，智力共享是开发智能汽车的必由之路。政府机关、学术机构、汽车企业、科技企业通力合作，提供资金者有之，提供最新技术（传感器和雷达、芯片、无线仪表、高性能电动引擎）者亦有之。意志力和精诚合作让我们离实现智能无人驾驶汽车又近了一步。
上述车型不断发展，同时又有新的车型涌现出来，这些汽车很可能会有一个重要的共同特征：都是电动汽车。特斯拉正是以主张电动汽车而闻名。特斯拉曾以全电动汽车在整个行业乃至全世界引起轰动。公司在全美各地都建有免费的超级充电站，并且宣布，为了提振亚洲低迷的销售业绩，在未来几年里，将在中国建设400个同样的超级充电站。12在丹麦、瑞典、荷兰等欧洲国家，大都会区及周边地区也在不断发展电动汽车基础设施。各大汽车制造商一直希望燃起人们对电动汽车的热情，经过多年努力，如今它们的电动车型正越来越受欢迎。谷歌公司的无人驾驶汽车就是由电力驱动的。苹果公司也不甘人后，投入了大量资源（包括一个配备了1000名工程师的团队），开发自己的电动无人驾驶汽车。13几乎可以确定，未来将是电动汽车的天下。
智力共享在上述替代车型的开发过程中起着至关重要的作用，在无人驾驶汽车的开发中表现得尤为明显，它关系到一个非常重要、值得多做讨论的问题：道路安全。车型开发过程中，道路安全的主要目标是减少交通事故的数量，而将死亡人数减少为零又是重中之重。要想实现这样的雄伟目标，就需要各方面协调一致、通力配合，其中会涉及各种各样的参与者，包括：交通信息、气象信息等多种数据流的所有者和分销商，GPS软件开发商，传感器、监控器芯片制造商[如恩智浦（NXP）和英特尔]，理工科院校，苹果、谷歌等科技巨头，通用汽车、梅赛德斯、沃尔沃等汽车产业领军企业。只有上述各方都参与进来，参与到开发、智能制造、管理等各个环节中，才能保证无人驾驶汽车安全高效地行驶。换言之，无人驾驶汽车可以自主驾驶，但在设计、开发过程中绝对不能自主，而是要依赖先进、协调、讲求合作的智力共享生态系统，我们旅行中所见、书中所述的正是这种智力共享生态系统。
汽车产业的这种转型生动地阐释了如何能并用各种不相关的新技术，创造出一种强大的新模式，在此模式下，一加一要大于二。未来汽车的方方面面都会有所不同：制造方式、动力方式、制造材料、所有权形式、操作方式等。这些变化反过来又会有助于解决21世纪的关键挑战：（通过减少碳排放来解决）气候变化问题、（通过缓解日益扩张的城市地区的交通拥堵来解决）城市化问题、（通过减少交通事故及死亡人数、缓解通勤压力、让老年人行动更方便来解决）公共健康问题、（让人们更容易以更低价格获得更安全的汽车，以此解决）社会凝聚力问题。
因此，智能汽车是实现更智能、更高效、更公平、更安全的社会的关键一环。
近在咫尺的智能农场
21世纪还有一个棘手的问题，那就是到2050年，全球人口预计将达到90亿，如何才能养活这么多人口？在解决上述问题的过程中，通过智力共享取得的技术进步能发挥怎样的作用？随着全球人口不断增长以及对当地农产品的需求日益旺盛，新一代温室、自动挤奶等技术创新将重新定义我们生产食物的方式和地点，进而满足持续增长的需求。这也是那些世界上最智能的地方正在探索的问题。在硅谷附近，高科技创业公司正通过部署无人机、分析大数据来帮助农民提高产量。不仅硅谷，荷兰瓦赫宁恩（Wageningen）、瑞典隆德这样默默无闻的地方也在进行同样的探索。瓦赫宁恩就未来的温室开展了大量研究工作，隆德则重点关注用机器人挤奶。
美国是世界上最大的食品和农产品出口国，约占世界出口总量的11.5%，这一点不足为奇，但榜单上排名第二的国家着实出人意料：荷兰。一个人口稠密的弹丸之国（国土面积不足美国的0.5%）竟占世界食品出口总额的7.5%。荷兰如此突出的表现得益于多方面因素，包括高产高效的农业部门，瓦赫宁恩大学、农民合作组织和私营企业间的智力共享，以及有力的市场营销。
瓦赫宁恩大学最初是一所培养农民的职业学校，学生主要来自荷兰本国。但如今，该校已是该领域内世界排名第二的大学，学校课程备受推崇，有近半数的研究生来自国外。在欧洲，只有少数几所高校的学生可以将学分转至任意一所教育机构，该校就是其中之一。瓦赫宁恩大学的合作对象包括顶尖的本地农业研究所以及瑞典和世界各地的同类机构。瓦赫宁恩的研究人员正在探索如何提高荷兰农业的可持续性，此外，他们的研究内容还包括如何在气候变化的大背景下解决中亚地区的粮食安全问题、如何提高非洲的粮食产量。同时，研究人员还与Plant-e、Micreos Food Safety等创业公司保持着紧密合作，其中Plant-e公司正在探究如何利用活体植物发电，Micreos公司则将目光投向了利用“有益”菌替代抗生素。这项工作展开的基础是“微生物组计划”（Microbiome Project）产生的大量新数据。“微生物组计划”是一项全球性项目，旨在测定人体微生物组的基因足迹。微生物组充满人体肠道，有着极其重要的作用。14
荷兰最为人熟知的无疑是其给人留下的传统印象，一个拥有郁金香、黄水仙花海的旖旎国度。然而，正如许多刻板印象一样，这种印象虽算不上错，但它既片面又过时。如今，荷兰大多数的花卉、植物、蔬菜都是在温室里培育出来的。
不过这些可不是什么随随便便的温室，而是由“未来温室”计划开发出的先进温室。1997年，荷兰政府和荷兰种植者协会达成了一项决议，根据决议，它们提出了“未来温室”计划，其宗旨是减少污染，提高能源效率。项目最初的目标是找到控制温室内部温度的方法，以满足不同作物的特殊需求，同时还要将温暖时期产生的热量储存起来，在天气变冷时使用。上述目标据信可以通过结合热电联产与热能存储技术来实现，热能存储技术可以将多余的热量存储在地下含水层中，最后将电能回输到电网里。
这一概念最终得名“闭路温室”，荷兰番茄生产商Themato公司于2001年率先建起了这样的温室系统。15随后的十余年间，对温室进行现代化改造的种植者越来越多，其结果是，花卉和蔬菜种植者的发电量目前已占荷兰总发电量的9%。
随后，温室技术又有了新进展。当时，美籍荷兰人凯西·豪厄林（Casey Houweling）打算在洛杉矶北部小镇开展种植业务。于是，豪厄林请荷兰KUBO公司针对加州南部这种极热气候专门设计一款温室。16为满足豪厄林的要求，KUBO将重点放在了采用温控设备上，即利用风扇调节温室内部的气温。这种名为“Ultra Clima”的温室于2009年开始投入使用。目前，美国的犹他州、法国、斯洛文尼亚、墨西哥、俄罗斯等国家和地区也都有相似的项目在运作。豪厄林的番茄在全食超市（Whole Foods）的可持续性评级中被评为“最优级”。他在加州拥有一座125英亩（约50公顷）的温室，由于温室中全年均为生长季，这里一个常规生产季的番茄产量可与3000英亩（约1200公顷）的传统农场相当。不仅如此，温室还采用了闭合回路循环用水系统，这对贫水州来说是极为重要的优点。2015年9月，在拜访期间，我们从洛杉矶驱车一个多小时来到了豪厄林的温室，眼前是大规模温室里一颗颗熟透的番茄，与周遭干涸的土地形成了鲜明的对比。此番所见，让我们感触颇深。17
温室技术还在不断进步。温室内光的质量和强度对运营效率、产品质量同样有着重要影响。2014年，芝加哥的绿识农场（Green Sense Farms）和飞利浦宣布进行合作，共同开发室内农场，两家公司希望借助LED照明将植物的生产率推向极致。18从飞利浦方面来说，公司正在拓展自己的知识，探究光对植物及其生产能力的影响。据飞利浦园艺照明业务负责人乌多·范斯洛滕（Udo van Slooten）介绍，每种植物都有适合其生长的特定波长，在这种光的照射下，植物的生产率最高。他解释道：“我们已经为不同的植物品种调配出了‘光配方’。”19与此同时，绿识农场也在一间旧仓库中展开了实验，它要研究的是使用垂直水培生产技术配合矿物培养液替代传统的土壤，生产中完全不需要直接照射日光。使用多层种植架可以充分利用温室内部的空间，进而提高生产率。它还完全避免了有害的农药、化肥、防腐剂，植物因而可以在有机的环境中生长，几乎不涉及任何化学药品。对消费者和公众健康来说，这是又一喜讯。
与一年两熟、三熟相比，这样的生产设施革新有望实现一年20~25熟，同时能源消耗也降低了85%。发展中国家的粮食短缺问题和加州等地的缺水问题有力地证明了：“智能”不仅关乎制造业，还关乎农业，“智能”有助于提高农业的生产率、可持续性和能源效率；它还有一个额外的好处，那就是消费者可以以超市价享受到本地出产的有机食品。
智能生产涉及各种各样的生产方式，并非都单纯依赖机械和电子产品。20世纪90年代，在乳品行业内推行机械创新带来了诸多技术进步，譬如能控制奶牛摄食习惯的个体定制电子项圈以及最早的挤奶机器人。瑞典利拉伐公司（DeLaval）和荷兰雷力集团（Lely）是这一领域的翘楚。20它们开发出了自动化牛舍——用传感器监测、控制奶质，用自主导航机器人清扫地面，其他机器人则负责根据每头奶牛的需求投送饲料。此类设施在发达国家已经比比皆是，不足为奇。奶农可以以数字方式追踪牲畜，对采集到的信息进行管理，进而创造出更有效的产奶设施。
乳品行业生产率和价值的提升并未止步于农场，整个生产流程都在经历一场革命。我们在荷兰阿默斯福特（Amersfoort）会见菲仕兰坎皮纳公司（FrieslandCampina）21首席技术官埃莫·迈耶（Emmo Meijer）时，他向我们解释了荷兰何以成为全球农业研究的领头羊：“在这个国家，你可以了解到食品方面全世界最权威的研究和最前沿的知识。荷兰食品行业2013年的研发费用占销售额的6%，只有丹麦（7%）比荷兰多。”22
菲仕兰坎皮纳利用这些专业知识，解决了生产中长期存在的质与量的取舍问题。例如，乳制品生产商一味强调牛奶、黄油、奶酪产出的最大化，严重轻视了生产的质量，这种情况一直持续到最近。以乳清为例，这是当前牛奶加工模式中的“副产品”，在现有生产工艺中并未得到利用。菲仕兰坎皮纳从2005年开始展开了研究，希望研发出能使所有产物都达到最优品质的替代工艺。
新工艺开发出来后，在试点中取得了良好的效果，于是，公司于2010年开设了工厂，全面投产。这是一座典型的牛奶“精炼厂”，分离出乳脂后，剩余的液体会相继通过多层过滤膜，膜孔依次变宽。微生物的体积相对较大，因而细菌是最先被过滤出去的成分。接下来会相继过滤出酪蛋白、乳清蛋白和乳糖。迈耶解释说：“新工艺能提供高品质的产品流，包括用于生产奶酪的酪蛋白、用于生产婴儿食品的乳清蛋白、用于制备药物的乳糖。”要确保我们有限的自然资源能满足不断增长的需求，其关键就在于以创新促效率，菲仕兰坎皮纳的牛奶精炼厂正是这样的典范。
智能农场完美地诠释了机器人、传感器、清洁能源、水资源管理、生物技术、信息技术等先进技术如何能合而为一，服务于由企业、高校、地方社区等构成的生态系统，为大幅提高生产率助力。智能温室、垂直水培生产、下一代照明设备等技术创新将大大提高现代农业的生产效率，同时也将在食品生产本地化、产量最大化方面发挥重要作用——这些技术可在全球范围内推广应用。人们越来越渴望能吃到当地种植的食物，在大城市的仓库里、屋顶上培育蔬菜等农产品正好解决了这个问题，同时还减少了对化肥和农药的需求。对长途运输的需求减少后，运输行业的整体碳排放量也将随之降低。智能农场可以为气候炎热的发展中国家提供机会，让这些国家的农民能随心所欲地在任何地方种植新鲜的蔬菜，这大大有助于解决全球饥饿、粮食短缺、分配不公等21世纪难题。
智能城市：技术造福社区
城市化是21世纪的主要趋势之一。城市的人口、面积、影响力都在不断增长，这种现象在新兴经济体中尤为明显。城市当前的转变方式已经背离了城市的传统定义：在广阔的土地上蔓延，包含多个中心，分为富人区、贫民窟等截然不同的子实体，人口规模空前膨胀。在“旧”经济体中，千禧一代正在扭转20世纪人口向郊区外流的趋势。城市化带来了巨大的挑战，包括住房、服务的供应、粮食生产和分配、公共健康，乃至个人抗逆力等等。我们在本章中探讨的所有智能技术——能源、交通、粮食生产、数据分析——以及其他许多未曾谈及的技术都将在缔造未来城市的过程中发挥自己的作用。
以城市交通为例，城市交通面临的挑战还有一个更恰当的说法，那就是对移动能力的挑战：建立起能让市民便捷、安全地在各处移动的系统，这种系统既要符合紧凑的城市设计，又要能满足老人和儿童个性化的需求。就汽车和交通相关问题而言，郊区及乡村地区与市区的情况截然不同。身处市区，在相对封闭的区域内从一处移动到另一处着实是一场旷日持久的斗争，要面对汽车、卡车、出租车、公交车、货车、火车、地铁、自行车、人力三轮车、摩托车、滑板、电动轮椅、黄包车、机动三轮车等，有些城市还有缆车、快速公交系统、自动人行道和自动扶梯，当然，还得算上男男女女、高矮胖瘦、老幼病残等各色行人——所有这些都在街道上往来穿梭着，时刻与拥堵和污染做着斗争。有些产品或技术能带来更清洁、更小巧、更方便、更安全、更廉价的运输方式，进而提升移动能力，我们应该致力于实现这样的产品和技术。此外，无人驾驶汽车和拼车也是大有可为的交通问题解决方案。
城市人口的食品供给形势十分严峻：城市需要大量各种类型、各种价位的食品，需要不间断的供给，这有助于保持城市的健康和吸引力。城市农业和本地农贸市场的崛起可以提高我们的饮食水平，增进我们的社区归属感。本地农贸市场一般开设在公共空间内，居民可以在此买到当地出产的农产品。公共空间（包括公园、交通枢纽、居民区等等）的复兴，再加上欧美国家对减少犯罪的重视将重塑我们对城市的看法，我们将重新审视城市系统、城市组织以及身处其间的居民。推而广之，这也将彻底转变我们头脑中有关城市的概念。
重新设计、再度利用公共空间已然是一种合作活动，参与者甚众，企业家、建筑师、开发商、居民、企业、地方官员均在此列。以荷兰埃因霍温为例，当地一家名为STRP的组织——位于斯特莱普（Strijp），这里曾是飞利浦早期工厂之一——立志要将艺术、科学、社区融为一体，23为此，STRP办起了双年展。这是一场技术和艺术的盛会，每两年举办一次。活动为“高新技术”和“高雅艺术”的践行者提供了定期会晤的契机，科技从业者和艺术家在此相聚，携手创造出既高产高效又具有审美意趣的产品和解决方案。
照明是改善公共空间的又一重要因素。通用电气、飞利浦、欧司朗（原属西门子）等企业目前正在研究新型智能照明方案。传统灯具、灯泡在适应不同环境方面未能尽如人意，与此不同，新型照明系统将具备更强的适应性，能够适应多种多样的场合与环境。这些公司正在与地方政府和居民进行紧密的磋商，以提出照明解决方案，满足人们的要求，实现同一地点的照明系统能根据环境变换光的颜色、质量和强度。照明系统中会加入传感器，以此调节照明设备，依据季节、时段、街道和广场上的活动情况及其他输入信息变换光线。新照明系统通常会使用LED元件，因为与卤素灯泡相比，LED的运营成本更低。上述企业还仿照共享经济模式，将照明设备租借给市政机构。市政负责电费，照明供应商则负责维护、升级设备。
这些新兴的智能城市元素——包括新型交通运输、能源管理、食品生产和基础设施设计——只能借由智力共享实现，需要每一位城市居民的参与。一旦事成，我们相信，“乡村”心态将重归大城市，尤其是回到年轻人中间。关于这一点，我们已经可以在共享经济中一窥端倪。共享经济的基础是Airbnb、ZipCar这样的服务共享，现在这种共享已经延伸到多种产品和服务，包括工具设备、不动产等。这种形式的智力共享和合作已经超出了技术创新的范畴，成为重塑城市的力量。
数据：既大且智？
写作本书时，我们要在网上进行大量的研究工作，因而十分清楚网络搜索工具在短短数年之间经历了怎样的变化。谷歌搜索现在可以提供比原本要查询的内容更为丰富的信息，这种情况同样适用于脸谱、亚马逊、领英等其他热门网站。谷歌为用户提供了大量可能与搜索字条相关的内容，但这样做的不只谷歌一家，苹果、三星、微软等公司也在做着同样的事。只要允许这些公司通过GPS数据、电子邮件、通讯录、日历获取你的个人行为和个人信息，它们给你推送的信息就会越来越丰富，越来越精准。
将上述数据收集起来，加以分析、管理，最终进行利用，这个过程一般被称为“大数据”。大数据自有许多好处，但同时也衍生出不少有关隐私和安全的尖锐问题。信息收集如今日益普遍，已经不再是信息技术公司独享的领域。欧美两地各类耐用品生产商也开始青睐服务型产品。通过采用内置传感器等新技术，这些企业正在大量收集数据，以期为客户提供新的服务。
2003年，一项由芬兰科技产业协会、芬兰政府、芬兰国家技术创新局（芬兰负责资助创新项目的机构）24共同推动的项目帮助多家公司实现了转型，这些企业由特定解决方案提供商转变成了“价值合作伙伴”。有30家企业参与到了这个项目当中，其中包括通力（Kone）、瓦锡兰（Wärtsilä）、诺基亚、芬宝（Finn-Power）、法斯顿（Fastems）、ABB等等。
电梯制造商通力的案例展现了项目的成果。这家长期以来只提供电梯维修服务的公司开发出了一套解决方案，可以让客户更好地掌握办公楼、医院等人口密集建筑里的人流情况。随后，通力公司开始与承包商和建筑师合作，共同设计了一座医疗设施（设计中当然包括电梯分布问题），设计中纳入了医生和护士输入的信息，以此优化建筑内的人员流动。最终，通力公司重新审视自身后，认为自己不单纯是一家电梯维修企业，更是一家“人员流动”企业。这种新定位对员工的要求是显而易见的，员工除了要有过硬的技术，还必须具备与客户直接沟通的技巧。
随着物联网的日益普及，我们从全球网络中采集数据的能力将进一步提高，因为物联网连接着数以10亿计的物品、设备。然而，为了更有效地收集数据，我们需要确定一套数据共享的标准和协议，以便不断产生的海量信息可以完美地在各种机器、系统间流通。为了建立起这样的框架，英特尔、思科、IBM、美国电话电报公司、通用电气等企业于2014年共同成立了一个开放性会员组织——工业互联网联盟。德国联邦政府曾于2013年初提出过相似的计划，并且参照“第四次工业革命”将其命名为“工业4.0”。25
现代科技带来的数据雪崩是传统产业部门界限越来越模糊的原因之一。正如我们在引言部分所说，信息技术产业、服务业、制造业、农业分属不同的经济或产业部门已经是过时的概念。未来的经济将由智能制造业主导，也就是说，信息技术将会与新技术、新材料以及上述传统产业分支融为一体，它们融合的基石正是智力共享。
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本章中，我们只谈及了少数几个关键性活动领域。我们关注的都是与21世纪的重大挑战息息相关的领域，特别是那些还在不断发展、不断完善的领域。这些领域发展、完善依靠的是共享智力资源，是利用传感器、芯片和先进材料，是普及智能制造。毫无疑问，这些领域的活动将改变（我们认为是改善）社会结构，而社会结构又决定了我们的生活。
除了技术和工艺之外，同样经历深层次变革的还有人们解决重大问题的方式——依赖智力共享和协同决策。在我们研究过的智带中，我们看到，无论政治家、科学家，还是教授和学生，他们身上的创业精神和协作精神都已经觉醒，这样的精神将对组织机构、社会、经济等各方面的运作方式产生深远的影响。地方政治领导人将获得影响力，树立起威信，政府如果不想碍事则会逐步转变为辅助角色。我们甚至相信，我们从业多年来的头号假设——我们愿意也好，不愿意也罢，全球化的进程都在加速——即将受到质疑。有了自动化，廉价劳动力将变得无足轻重。随着新材料代替长期使用的大宗商品（如碳材料代替飞机中的铝材，生物材料代替塑料），我们将不再那么需要满世界地运送产品零部件、半成品、成品。食品、服装、鞋帽将再度回归就近生产。本地生产将会增长，全球贸易将会放缓。换言之，全球化不会一直加速，它会达到一个峰值，然后稳定下来，甚至有所下降。在全球范围内，智力共享和协作将日益多样、逐步深化，在新旧经济体之间缔结更坚实的纽带，推动传统工作场所向创新区转变，将锈带改造为智带。
然而有个前提，我们必须成功解决一些关键性的实际问题，包括教育和培训、政策、资金、文化等，这些是扶持、推广智力共享的基础。