现有的科技水平大概率是不能的......（其实主要是钱上不能）根据坎巴拉太空计划RSS（真实太阳系）MOD的DV图，从近地轨道到冥王星转移轨道需要大约17.4km/s的DV（速度增量）而从冥王星转移轨道到进入冥王星100km圆轨道只需要3km/s的DV，如果把轨道放宽到大椭圆轨道则则只需要2.7km/s的DV实际上人类发射的航天器早就可以进入太阳的双曲线轨道，需要的DV实际更高，因此从DV上来说不存在技术问题真正的问题是时间以上的计算都是最低能量，也就是霍曼转移的方式进行。所谓霍曼转移就是从与地球轨道外切的方式发射，以与冥王星轨道内切的形式转移。实际上走的是一个大椭圆轨道，如下图：蓝色是地球轨道，黄色是冥王星轨道，红色是探测器的霍曼转移轨道根据开普勒第三定律，绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其各自椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。地球轨道半长轴大约是1.5亿公里，运行周期约为1年，以此为基准我们可以粗略估计探测器的飞行时间：对于探测器来说，近日点显然是地球轨道，越1.5亿km，远日点如果是冥王星的近日点的话（时间最短）是44亿km，显然可以估算出探测器的轨道半长轴大约为22.7亿km。根据开普勒第三定律，可以计算得到，轨道周期：\frac{22.7^3}{T^2}=1.5^3\Rightarrow T\approx58.8y 霍曼转移在最理想条件下需要半个轨道周期，也就是探测器需要飞行大约30年。而当冥王星出在远日点的时候，探测器需要飞行大约63年，估摸着没几个工程师敢拍着胸脯说自己的东西在太空能坚持30年甚至60年吧......很不幸......现在冥王星正在向远日点运动之中......偶对了，冥王星的轨道周期是248年......双曲线轨道的优势所以，飞向太阳系边缘的探测器，普遍采用的是双曲线轨道，并且尽量借助引力弹弓加速。这样的好处是飞行时间短得多，坏处就是要从双曲线轨道减速进入环绕轨道需要的DV远高于霍曼转移。比如新视野号只用了不到10年就飞到了冥王星，但是代价是在飞掠冥王星时相对冥王星速度超过了13km/s......要知道冥王星的逃逸速度（第一宇宙速度）是1.2km/s，即使是擦着地皮变轨.....也需要超过11km/s的DV，这个速度都快够从地面奔月了......所以还是等核推吧......不过新视野号提供的信息：冥王星有大气层，这样的话为气动减速提供了可能。不过冥王星的大气层很可能是温度依存的，也就是在近日点的时候大气比较多，远日点可能就没了。那样估摸着还是在近日点进行气动减速的好......但是这样好等接近200年.....另外一点，其实这个不能主要还是钱上不能，毕竟对接技术啥都成熟了，不惜代价送上去肯定还是可行的，就是金主难找......由于已经先后有5个人类航天器飞的比冥王星还远甚至直接飞越冥王星——新视野号。所以我想题主问的是人类能不能发射物体环绕冥王星，也就是轨道器或者说环绕器？这个虽然因为目前火箭运力限制很困难，不过通过技术创新和用更大更强的火箭当然能在几十年内实现。NASA还真有冥王星轨道器的方案，其中甚至考虑过着陆以及在冥王星表面像无尾目两栖动物一样跳跃好考察多个地点。首先这是2017-2018年的NASA创新先进概念研究项目之一冥王星三级跳跃探测器，依靠直径70米的巨型气球在冥王星稀薄的大气层中辅助减速，然后启动主推进系统进一步让探测器被冥王星引力捕获并且最终着陆。当时认为如果立项、钱给够能2029年发射，不需要等百年。新视野号探测器拍到的冥王星大气着陆器本身质量大约200千克，减速系统质量大约400-700千克。可以用宇宙神551+Srar 48V固体燃料火箭上面级发射，不需要更大的SLS。着陆后使用剩余的推进剂启动推进系统跳跃飞行考察不同地点。发射新视野号冥王星探测器的宇宙神551运载火箭Star 48V固体燃料火箭上面级冥王星跳跃探测器飞行轨迹预想图冥王星跳跃探测器再入冥王星大气着陆模拟示意图，注意用80米直径阻力减速气球冥王星着陆-跳跃器概念设计示意图有人可能说这是着陆、跳跃器，那轨道器或者说环绕器能不能用冥王星大气阻力减速入轨？当然可以。只不过减速后会进入椭圆轨道，需要启动发动机圆化轨道进入科学轨道。使用气球减速技术的冥王星轨道器减速入轨示意图可能有人会说美俄关系不好要停供RD-180发动机了宇宙神5没法用了那即使立项了也要泡汤，撇开SpaceX的重型猎鹰、蓝色起源的新格伦以及巨大的SLS、军方御用的德尔塔四重型版不说，明年就要发射的火神（ST粉也可以叫其为瓦肯，毕竟都是Vulcan）运力比宇宙神551强很多。注意重型火神-半人马的月球转移轨道运力几乎是宇宙神551的2倍，如果捆绑2个核心级同时把半人马上面级换成还没开发好的先进低温上面级，那运力增长可想而知是宇宙神5无法企及的。官方也说了火神火箭能去冥王星除了激进冒险的冥王星气动俘获方案外NASA还有更加稳妥细致的保守型冥王星轨道器方案。去年NASA提出了一个冥王星系统轨道器及任务后期离开冥王星系统探索柯伊伯带天体的计划。这次是用SLS-Block 2在整流罩里额外加上半人马上面级来发射，豪华多了。如果立项那在2031年发射、2032年飞掠木星来引力加速、途中会飞越其他柯伊伯带天体，2058年抵达冥王星系统，环绕冥王星进行至少9年的详细科考任务。然后离开冥王星系统最晚于2069年遭遇探测其他科伊伯带天体，目前考虑目标中最大的是直径600千米的(470308) 2007 JH43，可能也是矮行星毕竟个头那么大，其轨道也和冥王星相对接近。整个任务结束也要2070年代以后了。不知道那时现在的知乎大V还有几个活奔乱跳，也不知道中英大赛决出胜负没。冥王星-柯伊伯带探测器航行轨迹示意图跳票狂魔SLS不同型号示意图著名的半人马上面级冥王星系统轨道器-柯伊伯带探测器示意图和其他探测器不同的是这个冥王星系统-柯伊伯带探测器使用放射性同位素热发电机带动3台XR-5静电网格离子推进器来作为主推进系统，当然还有化学燃料的姿态控制系统发动机辅助。探测器本身干质量2076-2699千克，装备了11种科学仪器，携带了3512-3756千克氙气、100千克肼。总发射质量6277-6844千克，这个比卡西尼-惠更斯土星探测器的5712千克还重多，也超过了5000千克的天问1号组合体。探测器的科学目标聚焦在探测冥王星目前是否还有冰下液态水海洋、冥王星和冥卫一的内部结构是什么情况、冥王星是如何演化的等。由于为了节省推进剂和任务整体考虑、还有数据传输带宽等，所以对冥王星表面成像分辨率大约是50米/像素，比不上火星的但已经很不容易了。由于冥王星和冥卫一可以说是双矮行星系统，互相围绕的质心不在冥王星内，冥王星系统还有其他几颗不规则卫星，所以探测器设计了非常复杂的轨道来兼顾这些高价值目标，不像火星探测器那样专一，自然无法在比较低的轨道上专心科考，上图是部分轨道在冥王星和冥卫一上投影示意图，可见轨迹本身和轨道高度。下图是轨道规划设计，可以说是玩引力的游戏非常复杂。下表可见这个冥王星-柯伊伯带探测器成本预计为2,871,651,000美元，比卡西尼号的27.98亿美元略贵，而伽利略木星探测任务最贵倒是我意想不到的，大概是因为反复跳票加上用昂贵的航天飞机发射等吧。总体上NASA旗舰级深空探索任务平均花费31亿美元。好久没写这样的科普了，因为最近状态很不好就没精力细说了，不过对多数人科普而言这点也够了。}

就眼前来说，最急迫的技术问题，无疑是如何实现可控核聚变及核聚变推进技术，因为这项技术，几乎是人类走向星辰大海所需要的最后一块拼图，也是解决人类存亡问题的关键。【悲观预测】在解释可控核聚变及核聚变推进技术为什么这么重要，它又为什么能帮助人类实现星际旅行前，我必须要定下一个前提和两种悲观预测。这个前提是：此处的星际旅行，指的是人类可以抵达并殖民整个银河系，同时假定这个银河系没有其他比人类更先进以至于产生威胁的外星种族。目前人类预期能掌握的任何技术，都无法支持人类有效前往银河系外的其他河外星系。况且如果相对论是颠扑不破的，那么光速不可逾越意味着我们至少需要旅行254万年，才能抵达离我们最近的仙女星系（M31），因为该星系距离我们就已经有254万光年。因此，本文暂不讨论银河系外的星际旅行问题，而且在我看来，只要能在银河系内进行殖民，那就能解决人类眼前所能遇到的最糟糕的事情了。什么糟糕的事情呢？这就要提到两种悲观预测了。这两种预测并非说未来会是这样，只是说我们要考虑到这种糟糕的可能性，并为之做好准备。悲观预测一：人类在科学领域可能不再有大的突破，这意味着人类的技术发展会限定在当前的科学水平之下。当然，我个人希望理论物理永远会有新理论诞生并得到验证，人类也可以凭借科学水平的进步不断掌握更为强大的力量，但我们总要考虑较为悲观的预测，并为此做好准备。如果我们啥也研究不出来了，可能真的不是三体人的智子在捣乱，而是真的没啥好研究的了。在这种情况下，核聚变是人类可以获取的最高效的动力源。悲观预测二：人类在社会领域可能不再有大的突破，或由于社会水平和科学技术的发展而变得更容易自我毁灭，因此任何现代文明人类社会都有极大概率无法稳定存在一万年以上。考虑到现在的人类几乎已经可以通过温室效应、核战争、生态系统崩溃等多种手段将整个星球变得不再宜居，进而摧毁整个社会，这样的预测甚至说不上悲观。毕竟人类社会可以称得上文明的阶段，从历史记载来说不到一万年，人类没有理由认为自己的社会可以继续稳定地发展十万年、一百万年甚至一千万年以上，因此我们同样要为防止人类文明的自我毁灭而做好准备。简而言之，在最糟糕的情况下，或许科学不会进步，或许人类还搞自我灭亡，如果我们只呆在这颗小小的地球上，那多半是没戏唱了。目前人类大致有殖民太阳系的能力（或者说潜力），但太阳系的各颗行星与卫星之间实在是太近了，将整个太阳系的所有人类定居点视为一个社会，是更合适的做法。这意味着我们即便殖民了整个太阳系，鸡蛋依然被放在一个篮子里，完全有被社会性灾难一锅端的风险（比如说，核内战、电脑病毒、致命传染病等）。【代达罗斯计划】综上所述，尽快走出太阳系，是人类在上述悲观预测成真时，避免自我毁灭的最佳方式。银河系内的每一个宜居星系，都可以发展成一个独立的人类社会，人类作为一个整体同时灭亡的可能性自然就大大下降了，甚至可能由于优胜劣汰的缘故，发展出更好的社会形态，进而实现人类社会的有效进化。毕竟目前人类社会的发展与其说是进化，不如说是“走到哪算哪”，这算是全球化的一个小缺点吧。为此，我们需要可控核聚变及核聚变推进技术。借助核聚变推进引擎，我们大概率能实现几十年前就已经提出的“代达罗斯”计划。该计划允许人类以八分之一倍光速的速度进行恒星际旅行，差不多也是核聚变技术所能提供的理论上限了。作为对比，人类目前发射的航天器的最高速度纪录由“帕克”号太阳探测器创造，约为两千分之一倍光速。关于“代达罗斯”计划的资料和后人进行的改进很多，这里就不长篇累牍地叙述，大家可以自行搜索查阅。这里各位只需要知道，人类只要拥有可控核聚变技术，我们就有很大希望实现以0.1c的速度进行恒星际旅行的梦想。当然星际旅行还存在太空陨石，高能辐射等多重风险，但和掌握核聚变相比，这些都算是次要问题了。其实，除了核聚变驱动飞船外，也有其他星际旅行方式以目前的人类技术就有可能实现，如通过巨大的光帆驱动飞船前进。但这些方式并不在我的讨论范围内，原因见后。【太空城方案】然而，看过前文的朋友就知道，星际旅行是实现了，但要规避悲观预测带来的人类毁灭，我们必须要将人类散播到银河系的各个角落。这意味着我们还需要星际殖民的技术，而不仅仅是星际旅行。目前人类已经在太空中发现了多颗宜居行星，但天文学家告诉你的“宜居”，可谓是最苛刻条件下的宜居，在悲观预测下，人类只具备有限的技术条件，完全无法在这些星球定居。举个例子，公认最近的宜居行星是半人马座（也就是所谓的“三体星系”）内的比邻星b，距离我们仅4光年之遥，似乎很容易到达。然而稍加了解就会发现，该行星围绕一颗红矮星进行运转，因此其表面会遭受强度极高的紫外线和x射线的侵袭，而且大概率被潮汐锁定，实际生存环境可能还不如火星。该行星地表重力也很可能高于地球，如果真的超过两倍地球重力，那基本意味着免谈。换而言之，天文学家们口中的“宜居星球”，都是在“人类具有极强的适应甚至改造外星球的能力”这一前提下定义的。如果人类科技水平只能再往前发展一点点，那么这些星球中的绝大多数都永远不可能被移民。然而，我们也要考虑到乐观的一面：此时的人类可是拥有核聚变技术的，这意味着人类完全可以在比地球冷得多，光照也弱得多的地方进行殖民！只需要这个星系存在木星这样的气态行星，可以为人类提供足够多的聚变燃料，我们就可以通过核聚变进行发电，然后用人造灯光照亮新世界。更进一步地说，我们其实不需要在行星表面进行殖民，完全可以通过星系内的卫星、行星环和小行星带里的金属矿藏进行太空城建设，让太空城停留在某一矿藏丰富的行星或卫星附近的轨道上即可。当然，我们不一定能找到一个合适的天体能像地球一样，几乎啥矿都有。人类也是花了千百年时间在地球上到处勘探，才找到的这些矿藏。然而找到一个啥矿都有的星系还是不难的，只要事先发射探测器进行勘探即可。核聚变提供的动力足以驱动飞船在行星和卫星间穿梭，源源不断地运输太空城建设所需要的资源，人类甚至可以通过旋转太空城让内部产生人造重力，并通过核聚变提供的电力生成人造磁场，以模拟地球的磁场，保护太空城免受带电高能粒子的侵袭，让太空城真正和地球一样宜居。从这个角度来说，我们只需要殖民飞船具备对太空矿藏进行采集、冶炼、加工的能力，就大概率能用一艘或几艘飞船，自我复制出一堆飞船，然后合力建造出足够大的太空城。大部分操作应可通过自动化操作实现，关键部分也可由人类驾驶员手动操控完成。这听起来可能太过先进，但还是要记住一点：我们拥有核聚变，因此在化学能时代不可能完成的操作，很多都可以通过核能完成。这也是之前我没有提光帆飞船等其他方式进行太空旅行的原因，因为借助这些方式或许人类可以进行星际旅行，但无法实现星际殖民。或许殖民者可以奇迹般找到一个无需改造就能生存的星球，但我们需要的远不止是奇迹。总之，宜居星系的标准不再是“该星系拥有宜居星球”，而是“该星系拥有足够多的聚变燃料和金属矿藏”，以这样的标准进行星际殖民，难度就大大下降了。【殖民银河系】合理估计，每两个宜居星系间的平均距离完全可能不到10光年，这意味着殖民飞船以0.1c航行100年即可抵达下一个宜居星系。当然，100年对人类来说依然是不可承受的时长，就算是无聊都无聊死了。目前一般有三种理论进行长时间星际旅行。1.世代飞船，该理论认为人类需要在飞船上持续生活并繁衍后代，由后代完成殖民任务；2.休眠飞船，该理论认为可发明某种方式让人进入假死或冷冻状态，并在抵达目的地后唤醒或解冻乘客；3.胚胎飞船，该理论认为可发明人造子宫和机器人保姆，携带大量冰冻中的受精卵踏上旅程。在抵达目的地后用人造子宫进行孕育，并用机器人照顾他们成年。上述方案或多或少都存在技术难度与社会学问题，但显然没有绝对的技术障碍（至少世代飞船是这样）但值得考虑的是，光靠人类是不能完成殖民的，我们还需要携带地球上的生物，以便在太空城重建生物圈。这或许是一项比让飞船携带人类更难的任务，但至少冰冻并解冻生物的技术要容易得多，也可能生物技术的发展让我们只需要携带这些生物的受精卵甚至是基因图谱即可。当然，这不是诺亚方舟，不是说把所有生物往船里一丢，到站了再扔出来就行，各种生物的比例和基因多样性也很重要。显然，真的重建生物圈是一件很困难的事情，毕竟我们还没有建造出有效的人工生态循环系统。一种简化的思路是只携带植物种子和肉用动物胚胎，之后通过克隆技术等方式批量复制就行了。当然，这样做依然不简单，也需要庞大的养殖场供给人类食物。目前看来，第一代太空城的居民，更可能食用种类较为单一的合成食物。毕竟目前的人类，已经可以在实验室初步合成葡萄糖，相信未来会有更多突破。一旦人类在太阳系外的某个星系站稳脚跟，真正长时间生存下来，就可以以该星系为跳板，继续殖民其他宜居星系。假设人类需要一千年在该星系建成一个可以承载人类生存的太空城，再用一千年时间在该星系发展壮大，并造出新的殖民飞船，那么殖民的总耗时加上来时路上的耗时，也不过两千一百年罢了。这意味着，如果人类向外殖民十光年的距离需要两千年的时间，那么将人类的殖民地撒遍直径十万光年的银河系，需要的时间大约是两千万年。地球文明几乎不可能延续这么长时间，但银河文明完全可以。或许在银河系内，不断有人类社会在某个星系内选择了自我毁灭。但与此同时，有更多的太空城正在建成，有更多的人类社会正在发展壮大。太阳依旧可以稳定燃烧50亿年，银河系内的很多恒星也一样。这意味着在银河系内大部分恒星熄灭前，人类可以自由自在地生活数十亿年。在这之前，或许银河系人类有更多时间，调用更多资源，以击破悲观预测，实现理论物理的突破，进而飞出银河系，走向整个宇宙。第一步一定是困难的，但之后便会愈发容易。这颗心脏，为群星而跳动。愿群星中有人类一席之地。}

我是搬运贴，因为这个贴对我很大影响，正面的，希望更多人能看到，作者：满城白衣凌少1，无尽的星空是人类前进的动力，但也可能是人类永远达不到的目标。2，为什么宇宙如此寂静？　　作为一个在理工科领域专研了快20年的人员，首先表明个人对技术的看法：经济和社会的发展绝对不是单单取决于技术一个因素，但技术水平决定了经济活动的空间，并且技术和经济相互耦合，相互影响。　　当技术趋于停滞时，人类发展的空间也逐步限定，闪腾折挪的余地越来越小，经济危机　　的严重程度也逐渐加深，直至人类摒弃技术大进步时培养出来的观念和制度，社会才最终平衡下来。　　经济学现在是显学，经济论坛的人喜欢谈论负债率，利率，汇率，金融模型等术语，喜欢在文中大段引用经济学大师的话语。 　　但在第一次工业革命以前，经济学可以说是出于原始状态，当时几乎没人认为经济学有多大用处。直到第一次工业革命爆发，人类社会开始走出几千年的准停滞状态，经济学的作用才逐渐被人认识。　　第一个是历史上的，　　从原始社会到古代社会的转换过程中，农业，马匹，车轮，冶金，文字所代表的一次技术革命，把人类从蒙昧时代解放出来，对世界的改造远超之前的原始社会，但在这之后，人类文明的进化速度大大下降，之后几千年的时间里，社会生活和技术领域的变化只能用龟速来形容，用一位历史学家的话来说，公元1500年的世界和公元前500年的世界差别不大。　　从能量的开发和利用角度而言，在史前文明的第一轮技术大爆炸后，人类文明基本没有大的创新，几千年的交流下来，当大航海时期到来时，全世界各个文明（美洲隔绝的文明除外）的技术差距很小，处于一种平衡状态。300年前开始的第二轮技术大革命，随着复杂度的提高，很有可能导致同样的情况。　　第二个是空间上的，从费米悖论推导得出的。1950年，意大利物理学家费米提出了这样一个问题：如果宇宙中存在技术远远超出人类的外星智慧文明，那么，为什么我们还未能观察到这种超级文明？这个问题现在被称为费米悖论。　　过去半个世纪，大量的观点被提出来解释费米悖论，最近国内比较有影响力的是刘慈欣的“黑暗森林”理论。　　个人观点是技术进步并不是大众所认为的加速进行，可能某些技术门槛过高，导致绝大部分文明无力越过，无法进行恒星际航行。　 10.1 寂静的宇宙　　来做这样一项粗糙的估计：银河系直径约为10万光年，一个高度智慧的文明，即使以千分之一的光速的速度飞行，也只需要一亿年即可横穿银河系，这个时间远小于银河系的年龄（100亿年）。因此，比人类早出现的智慧文明，如果向外传播的话，到今天应该早已遍及银河系甚至整个宇宙了。　　其中一个可能的实现方式是冯·诺依曼自动机，一种可以自我复制的机器：外星文明向外发射许多微型自动机，遇到合适的环境比如行星和卫星，彗星等后降落，采集原材料并制造出下一代自动机；然后以降落点为出发点，继续向外扩张。这样的自动机如果有5%的光速，在50万年内就可以探测完银河系大小的星系。如果银河系内有文明比我们领先哪怕50万年，我们也应该已观察到该智慧文明。　　到今天为止，人类对宇宙的探索已经取得长足发展，在太阳系以内，所有行星和多个重要卫星都有飞船去勘察，对于小行星和彗星人类也发射过专门的探测器去进行研究；对太阳系以外的星体，人类一直在聆听来自它们的无线电信号；我们甚至可以直接用望远镜观测比较近的一些恒星，从恒星的光强和光谱中发现绕它们运行的行星，分析行星的大小，结构，大气成分，表面温度等信息。所有这些搜寻行动至今都没有发现外星文明的迹象。　　用另外一位科学家的话说，宇宙从满了大寂静，几千年来我们人类不断通过各种手段都未能发现其他外星文明，感觉浩瀚宇宙就像一片大荒原，除了我们，啥也没有，一片寂静；　　稍微按常理推想就可发现这样大寂静的现象是非常不合理的：地球产生地球文明的条件并不苛刻，时间也不长，宇宙那么大、产生的时间那么长，怎么可能只有一个地球产生了文明？从概率上来说，这是极不可能的，整个宇宙人类一枝独秀的概率无限趋近于零。首先表明本人对宇宙文明的一些基本观点：1 宇宙是平庸的，宇宙太大，恒星繁多，绝对不单是地球能进化出文明。　　也许有人说地球轨道离太阳近10%，或远10%,人类都要灭绝，因此人类文明很特殊。但个人认为，不能用现在人类的身体结构来认为其他智慧生物的身体结构应当与人类类似。　　在其它种族认为恶劣的条件下，进化出来的智慧物种应该是适应其环境的，他们反过来可能认为地球很恶劣。2 智慧生物的认知能力应该可以轻易的区分自然和人工。　　任何一个心智正常的人（即使是未开化的原始人或未曾见识过现代文明的人）在原始深林里走着，忽然捡到一块手表，看到指针在有规律的转动，一定知道，这块表不是天生的，不是大自然构造的，一定是某个智慧人创造的。　　同样，人类也可以轻而易举地区分其它智慧文明的造物，而其它智慧文明，绝对可以判断人类发射的造物不是天生的。3 任何文明都有探索的欲望。　　外星智慧生命或许已经由于自己的原因导致了毁灭。这些原因可能包括核战争，生物恐怖主义或者失控的纳米技术。但即便如此，他们的一部分技术成果应该还会保存下来。这并不是科幻，而是现实。事实上我们人类已经这样做了：即便有朝一日人类作为一个种族彻底灭亡，我们至少还将有5个人工探测设备游荡在星系之外，述说着曾经的人类文明的故事　　人类文明在未来肯定会继续向宇宙发射探测器，数目还不会少。　　宇宙天文数字的恒星，天文数字般的文明，只要能进化到比人类目前这个技术水平高一筹，发射成本大幅降低，发射的探测器数目会把宇宙塞满。大筛选，像自然筛选一样，我们人类之所以无法发现其他文明，一个更合理、更可能的解释是某个筛子特别难过，能够通过的宇宙文明将变得极少，绝大部分文明都在此处折戟沉沙，所以我们也就至今未能轻易发现其他外星文明。　　个人认为，文明层次的划分可以用群体能到达的距离来标记　　第一级，原始层次，个人体力所能到达的距离大致为100公里，典型就是原始社会　　第二级，借助初级工具所能到达的距离，最远为行星直径，麦哲伦的环球航行做到了这一点。这也是农业社会的极限　　第三级，借助化学能引擎所能达到的距离，最远为行星所在的卫星，1969年人类做到了这一点。　　第四级，自由航行于所在恒星系内，人类目前还无能为力。　　第五级，恒星际航行。　　人类目前可以说是达到了第三级，倾其所能，借助化学火箭勉强能到达火星，但其它行星是无能为力的，飞出太阳系更是遥不可及。　　理论上，只要人类能达到第四级，即使最终被困死在太阳系内，但发射无人探测器的成本将会很低，人类在宇宙中会留下大量的痕迹。　　其它文明也一样。　　但是现在问题来了，为什么宇宙如此寂静？　　个人认为，从目前的技术水平和复杂度发展趋势来看，难以通过的筛子就是从第三级文明跃进到第四级的关键技术：可控核聚变。　可控核聚变的意义无论如何叙说都不过分。　　一方面，任何能够实现可控核聚变的文明，理论上获得了几乎无限的负熵流，即使技术层次上没有再度发生质变，也可以近乎永远的生存下去，到达此阶段的文明，发射无人探测器的成本会变得很低，在近乎无限的文明延续时间里，最终发射的探测器数目将会达到一个惊人的地步。　　另一方面，如果能够实现可控核聚变，文明的航天推进技术就有可能发生质的变化，正如上面一位发帖者所说，宇宙飞船的航行速度将会大大提高，恒星系内航行将变得很容易。　　而任何能发展到第四级的文明，骨子里都不缺乏冒险精神，如果有了可控核聚变技术，相信会开始建设恒星际飞船，即使是一去无回，但可控核聚变技术使得生态自循环系统成为可能，飞船能够维持上万年，有人探测器将会一代代的出发，飞向茫茫星空。　　如果这样的话，星空绝对不是现今看起来那么寂静。但实际的星空是一片寂静。　　人类文明到达现今这个程度很不容易，　　三十亿年前，原始海洋中出现了第一个可复制自身的有机分子，　　三亿年前，动物从海洋登陆，　　三百万年前，古猿人笨拙的走下树木，靠着双腿蹒跚向前，　　三万年前，原始人类开始尝试着播种，尝试着把太阳能固定下来。　　三百年前，牛顿第一次系统的描述科学，瓦特准备改进蒸汽机，　　人类通过了一层又一层的筛子，1969年，在土星五号火箭的轰鸣声中，人类认为星空是那么的近，人类是天眷种族。　　但人类现在可能真的遇到了一个大麻烦。　　一个打猎人，在山里遇到大雪，只得停下来，收拾树枝，准备点一堆篝火。这时，他掏出了他唯一的一根火柴……，如果火柴没有把树枝点燃，猎人就会完蛋。　　如果人类没有在化石能源耗尽之前掌握可控核聚变，那么。。。。。　　回顾人类的历史，早期阶段，繁衍、采集，吃光了地上的产出，就迁徙到有食物的地方。慢慢的，人类走出了非洲大草原。　　迁徙，是人类文明解决生存压力的最常见手段。最终，人类遍布全球。　　可是眼下，人类又有压力了。　　维持现在的工业文明，需要海量般的负熵，人类每年需要的能源是如此巨大，以至于几亿年形成的化石能源在区区数百年里就会被耗尽。即使人类可以把矿井打穿地壳，获取深层次资源，但人类是在一个封闭的室内点火，大气圈内有毒气体的积累会扼杀人类的未来。　　有时在想，其他文明的星球上如果石油煤炭要是少那么一点点，让他们还来不及点燃反应堆，来不及点燃加速器，对核能了解甚少，那他们的前途将是如何呢？　　按照人类目前的技术水平，新能源还远不足以替代化石能源，更不要说比传统化石能源高一个层次。或许人类永远没有机会谈论“别人”。因为人类极有可能来不及点燃聚变堆。　　人类已经在可控核聚变上花费了将近60年的时间，进展基本为0，人类科学史上，还没有一项技术耗费了如此长的时间，看似触手可及，但就是找不到突破途径。　　地球文明已经进入一个关键点。有网友称为文明的临界点！　　要么冲破地球蛋，孵化成功，获得宇宙广阔新空间，要么，困死在地球上，和那些寂静的星球一样，依靠太阳能维持一个低层次的文明。　　从宇宙大寂静来看，人类突破成功的可能性是微乎其微。　　面前的筛子可能就是人类的最终宿命。　
无尽的星空是人类前进的动力，但也可能是人类永远达不到的目标。　　人类的工业文明是建立在廉价能源基础上的，但现在能源技术遇到了大瓶颈，看不到革命性突变的任何苗头，估计很少有人能够想象如若技术大进步突然停滞个百来年，没有找到大规模新层次负熵流的来源，全世界会变成啥样。　　但历史上是真实发生过的，我最前面的帖子已经说过，第一轮技术大爆炸把原始社会转变到农业社会，之后整个人类社会在技术上以龟速爬行了数千年才迎来工业革命。　　如果真的发生了停滞，人类社会根本就没有做好应对的准备。　这数十年，我和各个研究院的朋友交流，探讨，我可以明确的说，　　主流基础物理学是一直停滞的，对事物及物质本身规律的研究其实还停留在爱因斯坦的相对论时期，如研究量子力学的哥本哈根学派，从早起提出的薛定愕，一直到现在，基本就停滞不前了，而且他们的理论都是十分初始的，甚至模糊不清，无需列举数学公式，他们证明的只是一种单一现象规律　　从某种程度上说，真正近代物理学的支柱是相对论，关键是人们对物质规律的认知也只能到此了，　　所以从目前的宇航科技来说，人们是走不出去的，对能量的高级转化也是无计可施的，自然也不存在更高一级别的动力飞行装置。这就好像，时间过去60年了，美国的航天飞机不还是用化石燃料吗？能一次性飞多长时间呢　　至于一些人动辄就胡扯“反物质”“反引力装置”这些都是胡乱做梦，　　我就以引力来说，引力是长程力，你如何屏蔽呢？　　人类尚且不了解规律的本身，且想着做出科学工艺产品，这岂非痴心妄想，白日做梦，　　至于化学和现代生命科学，我可以明确告诉诸位，这些学科早就停滞了，　　而且从头到尾就没有支柱性的理论和人物，门捷列夫算化学史上的半个牛顿吧，　　然而研究化学的方法永远就是“化学还原”，研究生命科学的方式永远就是“解剖学”，　　本质是一样的，将身体分为组织，组织分为细胞，细胞分为分子，这就是解剖还原学的本质，　　所以在这两门科学方面，人类仅仅是掌握了一些物质的基本作用和性质、功能，　　其深刻认识程度还不如物理学来的透彻，　　我就以胚胎干细胞诱导来说，不知道细胞分化的规律，一味的只知道用蛋白分子去诱导，　　正常细胞当然要癌变，一次诱导一次变性, 无穷无尽的错误组合，这样弄一万年都不会有结果，而且可笑的是，即便是错误的变性，你也不知道这个机制，你只能通过解剖学知道表面的最初始的现象，我可以明确告诉各位，现代生命科学比物理学和化学更难，它需要解开的是一种规律，又如3D打印肾脏，最多糊弄一下李开复这样的门外汉，你可以通过细胞的繁殖制造一个肾脏，但这个肾脏是没有任何功能的，这根本就不是器官排斥的问题，因为这完全是一堆死肉，请问它的神经功能是如何实现的，肾细胞活性及蛋白分子的功能如何激活呢，目前的情况是连正常的细胞分化都出现变异，导致活性细胞变性，最终衰变死亡，还是诱导技术不行，停留在及其浮浅的程度罢了，如果是有心的朋友就会发现，上个世纪中期作家写的预言21世纪的作品，就会发现他们太乐观了实际上自那个时候开始基础科学就已经停滞不前了。这半个多世纪都没有大的发展，尤其是主流物理学，这和科学工艺无关，因为你连基本的理论都没有，今天就以星际航行来说，美国麻省理工学院教授保罗-罗扎诺就认为，星际旅行是一个复杂的工程难题，人们根本无法想象出工程的难度。其中最大的难题就是火箭推进问题，包括动力持续时间问题以及燃料问题等。　　又如美国拉萨航空局，设立专局研究“反引力”和虫洞的装置，这都是不缺实际的幻想，现在大部分国内外的科学机构，其实申报课题和写论文，都是拉经费，为了维持一个课题的研究，养活一大群人，毫无疑问，几百万人靠这个过日子呢。就以可控核聚变的实则技术情况来看，我说一句话，你要搞磁约束也好，发展激光惯性约束也行。不管是哪种方案，都要使产出远远高于投入才谈得上实际应用，而这里的产出不能理解为通常意义上的“输出能量”，因为这个“输出能量”只是聚变反应所产生的初始能量，也就是氦核与中子的巨大动能，而这种能量无法被我们直接利用，必须要经过一系列的能量转换：聚变产生的高能中子轰击屏蔽包层，加热包层材料及热工质，热工质将热能带出，驱动汽轮机发电，可以想见，其中的能量损耗是比较大的，而我们最终获得的，可以为我们所用的电能，将明显小于所谓的“输出能量”　　另外，“投入”也不能简单理解为加热反应物所消耗的电能（即输入能量），因为反应物氘、氚的制备也要耗费很大的能量。 从实验的本质来看，氘氚聚变的自持燃烧要依靠聚变产物氦核的能量，但一方面要去掉其中的杂质，本身就是互相矛盾的问题，基本是这条路是错误的，所以在投入大量资金而看不到结果的情况下，很多国家实际都退出了，　　首席科学家并不是傻子，每年向国家讨取经费对自己百无一利，另外说一声，这是一个耗资巨大且积累全球精英做出的科学项目，已经历经60年的时间了，一方面，还是有些科学家拼命的希望可控核聚变这个项目能成功，　　这些人也称得上是“有良心的智者”，因为他们看的很清楚，再过几十年，　一旦地球的石化资源竭泽而渔，不仅人类的工业化将彻底完结，而且连个缓冲的时间都没有，人类世界会崩溃，首当其冲的就是现代农业体系，随之天下大乱，一切进行的太紧迫了，　　现在完全是在夹缝里争取时间，可惜当代世界的科技风气和人类习性都改变了，　　无论是国内外，真心研究科学的人少之又少，用于实际研究的资金也少，大部分研究人员申报课题无非就是获得赞助，出去吃喝玩乐，　　上世纪70年代，著名医学杂志《柳叶刀》就报道很多科研人员拿了经费，一年四季出国旅游，基本几十年来，已成不变的风气，至于中国的现状更厉害，在这淫奢、物欲横流的世界。大部分人都想做老板，或者希望不劳而获享受物质生活，所以苦心研究科学的人是非常少的，以至于主流基础科学早就停滞不前了，余下的人变着法子抄论文过日子，要不就每隔几年就炒作一个旧概念，以获得政府和企业部分的赞助，所以从目前的科学界的风气来看，人类很难再有突破和迂回的可能，就以可控核聚变这个项目，除非换新一班人提出新的工艺方案，否则再过五十年也毫无起色。　　事实上，现在受控核聚变最困难的问题并不是中子问题，而是对等离子体中各种不稳定性的控制问题，即如何避免大破裂（Disruption）的发生？由于等离子体是一个高度复杂、极端脆弱的多体系统，其中不但包含电磁相互作用、各种波粒相互作用，同时还有非线性的湍流问题以及由湍流引起的各种相关耦合。　　掌握这其中的规律，不但需要对燃烧等离子体进行反复实验研究（需要大量经费投入），同时在等离子体理论研究方面也需要重大突破（这就需要大量天才学者的智慧了）。　　如果问20世纪人类取得的重大科学突破是量子力学和相对论的话，那么21世纪应该努力的方向在哪里呢？是“两暗一黑”吗？我觉得不是，因为这些问题离人类实在是太遥远了。　　人类现在所面临最紧迫的问题一个是能源，另一个是环境，而环境也与能源的使用密切关联，也就是说最最紧迫的问题是能源！太阳能、风能、生物质能等几乎都不可能取代受控核聚变能的地位的。　　所以我觉得21世纪人类在科学上最应该努力的方向是非线性等离子体物理，只有找到如何避免等离子体大破裂（Disruption）的理论和方法，才能实现真正的受控核聚变发电，人类才能有效地解决能源、环境、交通、居住、食品等一系列社会发展的大问题！而且该方向上所取得的任何进展，几乎都可以用于对现代天体物理中的许多现象（如太阳耀斑爆发的触发机制等）的解释，对科学的推动都将是大范围的！　　　首先表明一点，传统化石能源的储量还很大，随着勘探技术的进步，以前的“贫瘠”地区也可能变成富矿，人类在100年内不必担心化石能源耗尽的问题。但正如我前面提到的，即使不考虑化石能源枯竭，无论传统的化石能源，还是油砂矿，重油，煤化气，页岩气等新型化石能源，都面临一个问题：　　“人类可以把矿井打穿地壳，获取深层次资源，但人类是在一个封闭的室内点火，大气圈内有毒气体的积累会扼杀人类的未来。”　　工业革命以来，人类有毒气体（不单是温室气体）排放的积累量已经很大，但考虑工业文明的指数式增长，未来如果还是依靠化石能源，在可预见的将来，天文数目般的　　排放量终究会对地球环境造成不可逆转的影响。　　另外，人类文明的指数式增长和长期性生存，让任何化石能源储量和裂变能资源储量都显得渺小无力。　　地热能和太阳能是人类在无法利用聚变能情况下，维持文明的关键。两者的特点是量大，可持续性强，但缺点很明显：能量密度过低。　　廉价的大规模负熵流是人类维持当前高水平工业文明的关键，地热能和太阳能可以维持人类文明不至于退化到农业时代，但无法帮助人类突破到新的文明层次。　　按照人类目前的理论知识，技术预期以及宇宙元素分布，轻元素的聚变能是唯一的希望。 7.1 技术演进中的复杂度变化　　详细举几个例子来说明技术演进如何带来复杂度的演变。　　人类最初的动力来源是自身肌肉，运输，狩猎，种植，采集和灌溉这些体力活都是依靠自身完成的。对于原始人类而言，这一条动力来源道路方便简洁。但很遗憾，作为万物之灵，造物主赋予了人类较多的灵巧性，但在体力上远不如牛马。　　依靠自身力量，人类能完成的工作很有限。比如，春耕时，如果靠人力来翻地，效率不到牛的一个零头。　　在人类进化过程中，逐步开始从自身体力转向利用畜力，　　这一过程对原始人类来说是比较麻烦的，首先，必须进行牲畜驯服工作，而后，采集草料，建造棚舍，而为了更好的进行动力转换，人类逐步发明了轮子，犁具，马鞍，辔头。相比于原来人类的双手，现在的复杂度已经大大提高，专业分工开始出现。但技术改进带来的好处开始涌现，依靠畜力的初级应用，人类的生产力有了本质性的提高。　　人类并不满足于此，开始把畜力用于交通系统。　　本来世上没有路，走的人多了，就有了路。但在畜力出现后，为了减少能量损耗，促进货物流通，马拉车逐渐普及开来。于是，必须造专门的道路来供马车驰骋。要修路，即使是简单的土路，也需要有人进行管理，有人提供工具，有人规划进度和细节，有人负责造桥，而马车本身，其复杂度也不是其它日常用品能比拟的，包括精密配合的轴承，方便的转向构件，初级减震设计，马匹控制系统等等，可以这么说，一个马车运输系统所涉及的复杂度，是大部分农业工作的几十倍，上百倍都不止。　　大部分文明在演进过程中，都设立了专门的机构来维持马车/马匹系统的再循环。　　古典文明时期，人类为什么愿意维持这样高复杂度的系统？因为其带来的好处是原始人类所不能想象的。　　在原始社会时期，人类可以通过锻炼来增强体力，通过改进箩筐来减轻肩膀的磨损，但当任务发生数量级变化时，不可能依靠个体肌肉力量的聚合来完成畜力系统（尤其是马车系统）所能完成的工作。　　最浅显的事实：在原始社会时期，不可能依靠人力挑动箩筐或推动手推车，在可承受的开销之内，把万吨谷物运到千里之外，就是人数再多,再怎么改进箩筐和手推车也没用。　　畜力替代人力，是一场技术革命，其效果不是个体体力范围内的任何技术改进所能达到的。　　畜力系统兴起之后，直到18世纪末之前，数千年的时间内，占据着人类动力运用方式的主流。　　在这期间，人类进行了大量的技术改进，以马车系统为例，车厢变大，座位越来越舒适，装饰越来越精美，但必须指出的是，马车系统的核心没有得到太大的改进，也就是说，马车的动力并没有持续提高。　　在长期演进过程中，无论战争还是商用，东西方的马车，有一匹马拉，有二匹马拉，四匹马拉，有八匹马拉。但马匹的数量并不能持续增长下去，也就是说，超过一定限度之后，不能依靠增加马的数量来换取动力的增长。　　有人可能觉得比较奇怪，多加几匹马为什么不能导致动力的增长？　　很简单，即使在现代工业也无法保证一个复杂多路动力系统输出功率能完美叠加。实践中，马匹数量增加之后，系统复杂度增加，控制系统不可能保证所有马的速度都一样快，而且马都是同时同方向用力，到了一定规模之后，相互之间抵消得越来越多，而另外一方面，马匹增加了，马的保养和草料负担也增加了。增加马匹后，如果马场系统增加的动力不能抵消掉开销的增加，那么增加马匹在经济上是亏本的事。　　因此，诸多文明在马车系统上最终的演进都一致，在达到一定规模后，不再增加马匹，而这一模式保持了数千年之久。　　瓦特改进蒸汽机后，1814年，史蒂芬孙根据蒸汽机原理，研究出世界上最早的可以在铁路上行驶的蒸汽机车，但它像初生的婴儿一样，丑陋笨重，走得很吃力，像个病魔缠身的怪物。　　相对于已有的马车系统，蒸汽驱动的机车劣势很明显，首先,必须专门铺设铁轨，修路的成本远超一般的道路，而且不灵活，逢山不能绕路，遇水必须搭桥，其次，最初的火车本身结构复杂，价格昂贵，可靠性低，动辄故障。此外，火车需要大量的专业人员进行保养，相比于马可以随处觅食，火车必须使用煤做动力。　　面对构造简单、震动厉害、速度缓慢的这个怪物，有人驾着一辆漂亮的马车，和火车赛跑，讥笑他：“你的火车怎么还没有马车快呀？”有人责怪他的火车声响又尖又大，把附近的牛都吓跑了。 　　然而，史蒂芬孙坚信火车一定能够超过马车，具有远大的前途。相比于马车系统，火车的一系列缺点都可以弥补，因为马车系统已经没有改进的潜力，而采用蒸汽动力的火车前途无限！。　　他以科学的态度，正视火车的缺陷，作了一系列改进和革新：减少了机车排气发出的尖叫声，加强了锅炉的火力，提高了车轮的运转速度。1825年9月，史蒂芬孙再次进行了试车表演，而这次，好事者的马车却被远远甩在后面。 　　之后就不用说了，火车速度越来越快，运载量越来越大，其作用是马车系统根本不能想象的。　　蒸汽动力替代畜力，是一场技术革命，技术革命的最初产品可能缺点众多，但最大的特点就是开辟了一条新的技术道路，沿着这条道路，技术改进的空间极其大。7.2 技术革命的特点和复杂度的变化　　回顾畜力替代人力，蒸汽动力取代畜力的两次技术革命，可以观察到技术革命的几个重要特点：1 技术革命后的产品能完成原有技术道路上不可能依靠数量的堆积就能完成的任务。比如理论上可以依靠一万架马车运输十万吨煤到千里之外，但花费之高，让任何理性的经济人都会放弃该选项。　　同样的道理，蒸汽机的任何改进和并联都不可能推动飞机上天。2 一条技术道路开辟之后，初期的特点是复杂度的提升慢于效用的扩大，因此，资本很愿意投资技术改进，但之后，增加复杂度带来的回报开始递减，慢慢的，复杂度要进一步提升，花费的代价越来越高，而回报逐渐追不上复杂度扩张的步伐。　　最典型的就是火箭技术。　　沿着化学火箭的道路，初期依靠增加发动机的个数，增大内部携带的燃料，提升初始质量与最终质量之比，火箭推力迅速上升，1957-1969，短短12年，人类就从初离家门一跃而至月球漫步。但之后，人类发现这条道路不能再走下去，因为理想条件下，质量比要取对数后才能反映到速度上，因此，依靠提升质量比，火箭质量指数式增长，才能勉强换来速度的线性增长，　　而1969年的一枚土星五号火箭价格，换算到今天可以造一艘核动力航母,如果要登陆火星，质量比会是一个天文数字，登陆火星的花费可以购买成百上千的核动力航母，任何国家，再怎么财大气粗，也不会承担这样的开销。　　不发生技术革命，人类只能止步于月球。3 沿着旧有的技术道路，希望通过改进来开辟一条新的技术道路是不可能的。比如算盘再怎么改进，也不会产生类似计算机（不一定是电子计算机）这样的工具。通过工艺改革，机械控制系统的精度可以上升，但永远无法媲美基于电气/电子的控制系统。沿着缩小电子管的道路走下去，不可能导致集成电路的出现。　　因此云计算，物联网这样的概念很大程度上都是科技噱头，远没有其所描述的那样能全方位改变人类社会。4 技术革命难以预见。和大众的思维相反，绝大部分情况下，难以预测技术革命的爆发点，比如在20世纪50年代，计算机已经出现，但极少有人能想象到后来软件技术的大爆炸，即使到了20世纪80年代，也很难想象微软这样的企业会成为世界市值最高的企业。　　所以，那些宣称要领导产业革命的概念，生物工程和新能源等等，已经喊了数十年了，声嘶力竭的吸引大众注意力，其实只是反应了其内在干货不足，只能靠画大饼来维持社会关注和资金投入。高档奢侈品专卖店是桃李不言下自成蹊，街头小店弄个大喇叭，天天播送“好消息，好消息，上市新品跳楼价”。5 任何一条技术道路，经历了前期的技术大进步，走到后期都是复杂度飞速上升，任何一点性能的改进都要投入大量的资源。比如初期集成电路的改进很方便，全世界有很多厂家都具备资金和实力，但到后期，动辄数十亿美元的投资已经让绝大部分企业无力承担，基本上只剩下少数几个玩家。　　战斗机的升级换代也是如此，二代机全世界有几十个国家能造，三代机只有少数几个国家能造，4代机只剩下2.5个国家能造了。6 导致一条技术道路进行改进，最终复杂度迅速上升的原因归根到底是物理定律的限制。比如现有火发动机都是基于化学燃料燃烧推进，按照齐奥尔科夫斯基提出的公式，能提升的空间现在看来是很小了。　　通信中的香农公式限定了信道容量，无线信号的绕射性决定了频频空间有限，要想拓展终端能用到的流量，只能靠大规模部署基站来实现某种程度上的空分复用，但代价就是管理复杂度和成本的急速上升。　　摩尔定律很快就要到头了，因为10纳米以下，粒子的量子效应就要来进行干扰了。　
7.3 高复杂度带来的诸多恶果　　前面简述了技术复杂度的变化趋势：一般而言，一条技术道路走到后来，都会呈现上技术复杂度上升超过回报的趋势。　　整个人类社会的技术复杂度已经到了一个比较高的层次，带来了多方面的负面影响。　　高复杂度的第一个影响：人类大脑的学习速度跟不上复杂度的扩张，人类肉体的衰老速度超过了大脑的思考速度。　　下面是readcn2010在前面的发言，很经典，所以转发过来：----------------------------------------------------　　现代科学和技术的庞大积累已经成为人类创造力的巨大负担，在十八世纪、十九世纪和二十世纪前期，大多数科学家在很年轻的时候就做出了伟大的科学成就，而现在个人做出伟大成就的年龄已经越来越为推迟。　　对于科技而言，人类的个人创造力的黄金期是在十八岁到三十五岁之间，因为这段时期最具思想奔放力，思想束缚也最少，许多最伟大的天才都是在这个年龄段奠定个人思想功勋的。牛顿和爱因斯坦的黄金创造就在这个年龄段，杨振宁获得诺贝尔奖时是36岁，李政道是31岁，他们所获奖的成就是在获奖之前2年的发表成果。很多终极天才都是在这个年龄段奠定了学术基础，比如爱因斯坦在25岁发表了狭义相对论，然后又花了10年时间再发表广义相对论，其中好几年的时间爱因斯坦在补课，补黎曼数学的课。　　数学群论天才伽罗华在极其短暂的生命中做出了伟大的数学贡献，他因为决斗死亡，年仅21岁。　　与牛顿齐名的麦克斯韦在34岁时完成电磁场理论的经典巨著《论电和磁》，将电与磁，电与光进行理论统一。而麦克斯韦从24岁开始就确定了自己的学术目标，为只能停留在实验层面的法拉第进行理论层面的阐述。　　而现在科学体系的复杂和庞大使得科学家在人生创造力的黄金期仍然在学习而不是创造，过了人生黄金期，人的思想会逐渐固化。现在获得诺贝尔奖的科学家相对二十世纪前期，年龄普遍偏大了。　　科学体系的复杂使得科学家要花更多的时间才能摸清头脑，等头脑略微捋清的时候，思想已经渐入了暮气，缺少了朝气。好多科学家到30岁时才刚刚摸清楚本学科领域的框架，然后才开始起步进行科学研究，而这已经错失了人生创造黄金期进行科学创造了，特别是那种革命性的思想激荡。　　当代科学体系、技术体系和工业体系的复杂度和规模性已经大大超出了二战前的水平，这对于人类科学创造设定了悖论陷阱。----------------------------------------------------　　至少到现在为止，人类大脑的思维能力还没有表现出加速进化的苗头，换句话说，人类大脑和500年前相比，没有什么变化。大量的心理学研究表明，绝大部分人在50岁以后，都会变得日趋保守，查阅一下历史书就知道，绝大部分突破性的科研成果，都是在科技工作者中青年时代取得的。　　也许有人会提出异议，认为天才的学习速度和思考能力远超常人，但技术的一大特点是，技术是人和社会互动的产物，要把想法变成现实，需要大量相关人员来配合工作，光有天才是远远不够的。　　如果生物技术没在关键节点到来前爆发革命，促进人类大脑的进步，理论上，总有一天，即使那些传说中的天才，也要穷尽大半辈子功夫用于对旧有知识的学习。　　复杂度这个魔鬼，根植与人类思维的深处。　　　高复杂度带来的第二个影响，就是社会维护成本的提高。　　在工业化到来之前的古典社会，绝大部分技术产品的使用和维护都比较简单，即使一个生手，目不识丁，经过简单培训后，很快就能上岗操作。　　但工业革命后，尤其是在二战以后，一切都变了，不少技术产品的复杂度到了一个惊人的高度，不经过长时间的专业学习，根本不能明白其中原理，要熟练的使用技术产品，也必须经过长时间的培训。　　与技术产品复杂度同步，社会其它方面也变得逐渐复杂起来，最典型的就是财务税收体系，现代财务体系的复杂度也不是过往历史所能想象的。　　即使不谋求技术的进一步发展，要维护现有的体系，人类社会也必须付出大量的成本。　　义务教育就是一个典型例子：资本的牟利建立在大众的专业技能上，工业化带来的技术复杂度是义务教育被推行的最大动力。　　反应在社会层面上，就是大众受教育时间的延长（包括学校教育和职业培训），工业革命前，人均受教育的时间可能还不到1年，后来变成3年，6年，9年， 到了现在，大部分国家都基本普及了12年教育，很多国家高等教育都进入了大众化阶段。　　另一方面，不少机构必须专业雇佣大量的人员来维护现有的设施，一个复杂产品涉及到方方面面的专业技术，并不是随便拉一个人来就能干活。比如我在公司干活的时候，大部分时间竟然并不是在编新代码，而是在维护前人留下的代码，和系统其它方面的人进行联调！　　一个公司，尤其是大公司，真正展开探索性工作的微乎其微，公司的开销大部分耗费在维护现有产品上。而对于使用这些产品的机构而言，不少开销也来自对技术产品的维护上，最典型的，飞机发动机的寿命期维修保养费用竟然是购买费用的3倍以上。　　所以，很多时候看上去吓人的研发技术费用，真正用到刀刃上的只占一小部分。　　如果考虑到全世界都流行的经费挪用问题，比例会更小。　　第三个影响来自于复杂度提升后，社会反馈的压力。　　现代社会，无论科学还是技术，都和所处社会有着复杂的纠缠关系，影响社会，也受社会影响。　　人类历史上有一段时间，理论科学很大程度上是脑力激荡的产物，前面讲过的，在科学研究的早期阶段，大部分科学家都是把科学作为一种兴趣来研究的，当时的科技研究，所需要的条件也比较简单，往往靠个人的财力和物力就可以解决。即使规模比较大的研究，比如孟德尔的遗传学实验，在自己的地盘就可以完成。　　但从19世纪晚期开始，情况发生了变化。随着科技复杂度和规模的提升，科技研究中，个人天赋的比重开始下降，像爱因斯坦那样一个人就可以开创一个全新领域的例子越来越少。与之相反的是，职业化，集体化和工程化开始普及。从爱迪生建立实验室，到后来的贝尔实验室，各种各样的实验室如雨后春笋般建立。这一转变到了二战中达到了巅峰，原子弹，导弹和计算机就是大规模政府投入后才发明的。　　二战后的科技研究，必须依靠集体（公司或国家）的力量。　　一款新产品的开发，往往包含需求分析，方案设计，制作实现和测试评估等阶段，大部分产品的研发费用，都超过了个人财力所能承受的范围，必须依靠企业的力量来组织实施。　　像大型粒子加速器这样的科学研究设备，已经不是一个人或一群人能承担得起了，只有国家出面，才可能建立相关的基础设施。　　当科技工作者要依靠外部经费才能开展研究工作的时候，科技工作者会突然发现：进步的最大阻碍不是大自然，而是所处的社会。　　从知识进步的角度讲，人类社会有义务提供无尽的资源来支持科技研发工作，毕竟要引进新的负熵流，离不开科技的跃进。但现实却是另外一回事，　　首先，社会是由形形色色的团体构成，大部分团体有自己的利益诉求，不可能，也不愿意长期为科技的巨额经费买单。比如，如果要投票削减福利来为科技研发筹集资金，即使宣传者把未来描绘得比天堂还好，大部分人还是会投票否决该决议，同样，企业的首要目的是赚钱和维持经营，研发的目的是为了赚钱。因此，拨款人思维的角度和科技工作者不同。拨款负责人必须考虑投入产出比。拨款负责人必须考虑来自公众或董事会的压力。　　其次，人类社会由将近200个国家和地区组成，离“全球大同”还差得远，国与国之间充满了竞争，这种竞争有时是科技的推动力（比如冷战期间的航天竞赛），但目前看来，也是科技创新的一大阻碍。　　而现代科技的高复杂度带来了一个很要命的缺陷:花费巨大。爱迪生当年进行白炽灯改进的时候，进行了500多种材料的验证或试错，但没关系，花费不大，个人可以承担。现代粒子加速器能进行500多次的实验吗？不经过一系列冗长的手续和准备，进行一次实验都不可能。这种巨额花费意味着科技研发最终取决于各个利益团体的博弈。　　下面给出几段和技术有关的事实：　　（1）超导超级对撞机（Superconducting Super Collider,简称SSC），1993年10月19日，停建SSC的一个修正提案以280对141由众议院通过，1993年10月21日众议院和参议院达成一致意见，1993年10月26日众议院以332对81通过了最后的修正提案。该提案经过参议院程序性的步骤后，由克林顿总统签署实施。至此，尽管已经投资了20多亿美元，SSC真正寿终正寝了。　　计划要花掉80亿美元，但美国人承受不了，提前终止。　　（2）2011年2月24日美国“发现”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，前往国际空间站，服役近27年的“发现”号将最后一次执行飞行任务。2011年7月21日美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机于美国东部时间21日晨5时57分(北京时间21日17时57分) 在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆，结束其“谢幕之旅”，这寓意着美国30年航天飞机时代宣告终结。1970年，在美国登月后，中国才把第一颗人造卫星送上天，2003年，中国人第一次进入太空，比美国人晚了40多年，但随着航天飞机这条技术道路的落幕，美国花了几千亿美元，进展不大，中国没在航天飞机上花一分钱。2011年后，中国和美国实际上站到了同一起跑线上，大家以后都得靠宇宙飞船。　　（3）美国为了造出原子弹，倾全国之力，花了20亿美元（1942年的20亿，当时一盎司黄金才38美元）。但后来的国家造原子弹越来越容易，比如巴基斯坦和朝鲜这样的工业小国都能造。　　（4）美国人在福利上的投入是可控核聚变投入的百倍。　　科技研发并不一定能保证成功，很多时候，前沿都是在试错，探寻可行的技术道路。在早期阶段，由于开销不大，多试几次没关系，比如爱迪生的灯丝实验。　　但随着技术复杂度的提高，开销急剧增大，试错变得越来越昂贵起来。尤其是在探寻下一条可行的技术道路的时候，一步失误，几十年都难挽回。上面提到美国航天飞机道路，NASA本来指望航天飞机大幅降低太空成本，结果航天飞机的成本不低，故障率反而更高，美国人在这上面30年的投入基本打了水漂。　　如果单是自己试错失败了不要紧，对自己也是一种经验的积累，但问题是自身的失败反而给竞争对手指明此路不通，不必投钱。现今中国对于航天飞机没有丝毫兴趣，全心全意走宇宙飞船路径，NASA原本对中国的40年优势被抵消了30年，而中国的花费相对小得多。　　即使试错成功，找到了一条技术路径，但先行者的悲哀就是，巨额投入带来的成功很容易被竞争对手模仿，而且往往是只需要耗费相对少得多的经费就能模仿，比如原子弹。　　美国人作为科技进步的领头羊，后来也慢慢琢磨明白了，自己花钱进行科技投入，让竞争对手沾光，这种事还是越少越好，所以我们看到了美国终止超导超级对撞机的修建。　　原因很简单，如果SSS实验不能提供基本粒子的有用信息，建了也白建，如果能提供有用信息（注意，只是信息，还远没有达到利益阶段），那世界其他国家岂不是白白分享？即使封锁信息，但封锁信息本身就是一种暗示，其它国家可以不慌不忙的建造自己的SSS，对其它国家而言，一点风险都没有。　　对于美国纳税人而言，除非巨额投入能够带来可观的现实利益回报，或者面临冷战那样的生死竞赛，不计成本的进行科技研发的确是一种愚蠢的行为。　　因此我们看到现在西方发达国家的科研工作，大部分都是在公司层面上进行的。真正能够开辟一条新技术道路的研发，往往需要国家出面组织或担保，但现实是美国人处于犹豫不决状态，其它国家也不是活雷锋，于是，三个和尚没水吃的情形出现了。 7.4 关于复杂度的数学推导　　帖子最开始的时候，谈到了数学仿真，现在我把自己关于技术发展的若干数学推导说一下。先要表明一点，我的观点可能很浅显，模型很粗糙，但抛砖引玉，希望大家一起来讨论。　　我在前面已经说过，复杂性问题是导致技术大进步停滞的主因。　　技术及其复杂度，一如人类和自己身上的肌肉，肌肉的收缩提供动力，推动人类向前运动，一般情况下，肌肉越多，人跑的越快，但随着肌肉的增加，肌肉本身要花费更大的能量来推动自身向前，跑步速度会开始下降，最终会出现一种情况：一个超级大胖子，再也不能向前迈动一步。　　同样，人类技术的发展，就是复杂度提高的过程，起初，简单技术综合起来，构成一个稍微复杂的技术，大大提高了人类工作的效率，典型例子如马车，帆船，接下去，人类尝试着构造更复杂的技术，比如蒸汽机，内燃机，推动文明向前发展，但最后，技术进步所涉及的复杂度太大，实施难度超出了人类能力范围，所要耗费的成本太高，预期回报时间太长，人类已经无力再前进。　　复杂度从多个方面影响到技术进步：1 复杂度在扩张，但人类大脑和肉体并没有同步扩张。2 复杂度上升，意味着社会维护成本的提高,挤占社会资源。　　很显然，在选择一定的社会福利和选择高研发投入上，大部分政府都会倾向于前者。3 复杂度提升后，社会反馈的压力会变大。　　复杂度用变量C表示，C值大，代表社会技术水平高，K代表社会承受度，Y代表社会反馈压力。　　那么，复杂度随时间t演变的微分方程可以表示如下：dC/dt = f(C,K,Y)f具体的表达式是无法精确得出的，但可以简化如下：　　从历史上看出，在低复杂度的情况下，稍许的技术改进，都会带来让社会震惊的效果。在高复杂度的今天，技术改进的效应在递减。　　另一方面，社会资源有限，掌权者永远关注的是社会的稳定，研发投入的份额是有限的。　　所以引入简化模型K-AC（其中A是某个比例系数）。K-AC代表社会所能提供给技术发展的空间。dC/dt = q（K-AC） q是另外一个比例系数。　　好了，把这个方程用Matlab仿真一下，得到的大致曲线如下：　　再次强调下，上面的模型推导很粗超。比如，不一定是线性关系，比如K-AC不恰当，但本文只是发表个人观点，不强求大众认同。　　从上面曲线可以看到，C的上升不是永恒持续下去，刚开始的时候，C会快速上升，但之后，C的上升速度会减缓，最后，C的上升速度会趋于0，而C的值会接近某个“天花板”，这个上限值由K，A，q决定。　　要想把天花板这个上限值提高，最好的办法是提高K，也就是社会承受度，比如世界大战期间技术突飞猛进，关键就在于战争期间，各个政府面临生死关卡，全力以赴，所有的社会资源都用于武器方面的研发，民生放到了最后，K值大大增加。　　但K值的提升是有限的，最多也就是100%，全社会所有的资源都用来研发商。　　二战的成果包括材料技术，电子计算机，雷达，核技术，喷气式飞机和火箭技术，直到今天，人类还未脱离二战所开辟的技术道路。题外话：
科技之树的凋零是非常缓慢的过程，普通人终其一生也不会感受到，但是那些科学家无不如鲠在喉，寝食难安，毫无希望的未来压的整个科学界喘不过气来，也许我们真的只是生活在某智慧生物家门口的一个小池塘里，是生是死丝毫不会引起智慧生物的注意。}