在未来的城市里，也许房屋上铺的并不是瓦、小区绿化带里种着的也并不是树和灌木。高楼大厦的外墙、屋顶上，居民的阳台上，小区的绿化带，放眼望去全部都是菜。这是什么操作，城市规划也要遵循实用（食用）主义了吗？在现在的食物体系中，一颗白菜想要从生长的地方来到城市，成为某户家庭的盘中餐，需要经过许多关卡。
它在远离城市的大面积耕地上生长，经过长距离运输，几经辗转，被送到了城市中的某超市，最终被快递员送到了一个小区。而作为居住在城市中的消费者，在收到这颗白菜的那一刻，我们几乎对它一无所知。当我们在软件上下单、买下一颗菜时，我们不知道它究竟是在什么地方、通过什么方式种出来的。但实际上，城市与食物生产脱节的传统模式是十分脆弱的，这样的“理所当然”并没有我们想象中的可靠。
随着全球城市化进展以及人口增长，在2050年，地球上预计会有98亿人口，其中，大约68%的人将会居住在城市里。目前，全世界的农业用地大约占据38%的总陆地面积。按照现在的粮食生产体系，我们需要转化约6亿公倾的土地，才能满足这98亿人口的能量需求。在未来，气候变化所带来的极端气候又将会给食物的生产与供给链带来更大的不确定性。面对如此艰难的任务，农村表示压力山大，急需城市支援。
没错，所以想要在城市大规模种菜，首要条件就是提升空间的利用效率，用更少的地方生产出更多的食物。说得轻巧，具体怎么办呢？设想一下，如果一个停车场过于拥挤了，没有办法停下更多的车了，应该怎么办呢？把他们叠起来！同理，如果农业用地不够，要如何更高效的生产食物呢？把粮食叠起来？！室内垂直农业就利用了和立体停车场相似的思路，充分利用了三维空间来压缩粮食种植所需要的土地面积，增加空间和资源的利用效率。
在垂直农场中，光、湿度、营养物质，一切条件都被精准地掌控着，确保农作物永远享受着最高待遇。室内种植，首先需要解决的是光源。对于植物来说，并不是所有波段的光都有用。只有波长在大约400-700nm的可见光才能被用于光合作用。在这区间中，440nm的光（蓝光）与660nm的光（红光）又是吸收效率格外高的两个波段。
在垂直农场中，人工的LED光代替了太阳，将吸收效率最高的波段传递给植物，最高效地为植物提供光合作用所需要的能量。在许多垂直农场中，植物并不依靠土壤生存，而是泡在富含营养物质的水中。利用水培法，泡在水中的植物根系可以直接吸收来自水里的营养，而不需要努力向下扎根。利用探测器，种植者们可以实时监控植物所吸收的营养物质，从而及时地补充，调整出最适合植物生长的“健康食谱”。
与传统农业相比，可以控制环境变量的垂直农场有几个好处：灵活稳定、产量高、新鲜。同时，在城市里、可控环境下种植的蔬菜会更加新鲜，从种植地送到食客手上的运输距离和运输时间都将大大减少。在减少交通碳排放的同时，也能够让消费者吃到更加新鲜健康的蔬菜。可控环境农业系统把食物带进了室内，也为食物生产带来了更大的“可操作性”。例如，定制蔬菜的味道和口感。味道的本质就是不同有机化学物的组合。
通过调节灯光、湿度等种种环境变量，科学家们可以设计实验，并测量蔬菜的化学成分。而种种在自然条件下不太可能的操作，例如24小时光照时间，特定波段的UV照射，一年四季恒定的温度，都能够在可控环境下实现。通过AI技术，我们可以分析大量的实验数据，从而确认某种味道的最佳种植条件，“定制”蔬菜的味道。又或许，垂直农场可以变得很小，成为普通人家中的一个电器，通过智能软件控制，让大家不费心地在家中种菜。
你喜欢更脆的生菜还是更甜的蔬菜，又或者是全都要？下载好相应的生长计划，就可以在家种植想要的蔬菜了。目前，垂直农场已经形成了一个规模可观的市场，在2020年，全世界一共有128个垂直农场，其中超过一半的垂直农场都处于盈利的状态。虽然垂直农场的前景大好，但想要真正对现在的农业生产产业造成冲击，还面临着种种困难，而其中最大的原因是垂直农场能够生长的食物种类太少了。
另外，虽然解决了占地面积，但在垂直农场不断叠加种植层数的同时，所需要的电力与能量也随之增加了。根据食物种植所需要的能量，我们大致可以将农作物分为三类：绿叶菜、水果、根系植物、其它蔬菜（如西红柿、黄瓜）、主粮作物（大米、小麦）。目前，垂直农场所种植的大部分农作物都是绿叶菜，绿叶菜中的水分多、且可食用部分比例大，因此，种植绿叶菜所需要的能量较少，约5kWh/kg。
虽然绿叶菜健康又好吃，但毕竟只是我们日常食谱中很小的一部分。想要真正对我们现在的食物生产系统做出改变，垂直农场需要逐渐向第二类作物，甚至第三类作物发起挑战。也许，随着垂直农场种植技术的提升，以及LED技术的发展，我们可以用更少的能量，种植更多的植物，一定程度地填补这样的能量空缺。在今天，虽然我们仍然没办法经济地种植主粮作物，但已经有一部分农场开始种植如草莓、西红柿等第二类作物了。
技术的进步也将进一步降低第二类作物的价格，把更多种作物带入城市人的种植食谱。产业化的室内垂直菜园将会是未来城市种植的主要模式，但普通人难道就不能为城市种菜出一分力了吗？怎么可能！实际上，即便是现在，城市也从未阻挡住大家种菜的脚步。在拥挤的都市中，各位大隐隐于市的种植高人把目光投向了空闲的小区绿化带——与其种些没用的花花草草，还不如来种点菜。在无组织的情况下，在小区的空地中种菜通常会给物业带来困扰。
但如果好好管理，社区菜园也不失为一个合理利用城市空地、同时拉进城市居民与土地的关系的好桥梁。总结来看，为了解决未来的粮食问题，充分利用城市空间，人们想出了看似截然不同的两种办法。一边是将食物与自然条件完全隔断，让植物在精密控制的人造环境中生长。一边则是尽量利用城市中的空地，使普通大众也能参与到食物的生长过程。
的确，在未来很长的一段时间内，垂直农场都无法完全代替传统农业，仅能给城市中的人们提供一部分新鲜果蔬，无法使城市自给自足。但垂直农场却给我们展示了一种可能性——城市不一定要与农业割裂。即便生活在城市里，我们也可以对自己的食物有所掌控。