自從第一次工業(yè)革命的600多年間，人類的科技發(fā)展突飛猛進(jìn),，尤其是技術(shù)的應(yīng)用,。比較技術(shù)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,，基礎(chǔ)科學(xué)的突破要困難很多,。近代基礎(chǔ)科學(xué)的第一次重大突破發(fā)生在17世紀(jì)晚期到18世紀(jì)早期,，代表人物是牛頓,，他在1688年發(fā)表了“自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理”，提出了萬有引力和三大運(yùn)動定律,，具有劃時代的意義,，為以后的物理學(xué)和工程界很多領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。另一次重大突破發(fā)生在20世紀(jì)初期,，愛因斯坦是這時期最偉大的科學(xué)家,，他在1905年和1915年提出了狹義相對論和廣義相對論，開啟了物理學(xué)的新紀(jì)元,。在這一時期另一個重大突破是量子力學(xué)的創(chuàng)立,，從根本上改變了人類對物質(zhì)微觀系統(tǒng)的理解。然而在隨后的四百多年里,，科學(xué)的進(jìn)展只是對現(xiàn)有的很多理論做一些修修補(bǔ)補(bǔ),，沒有劃時代的突破性的發(fā)現(xiàn)。我們高速發(fā)展的新技術(shù)仍舊利用20世紀(jì)初期的理論,，比如可控核聚變發(fā)動機(jī)的核聚變原理在1932年就被發(fā)現(xiàn),；1928年科學(xué)家就預(yù)測了反物質(zhì)的存在，為24世紀(jì)后期制造的反物質(zhì)宇宙飛船提供了理論基礎(chǔ),；人們在1959年就產(chǎn)生了利用納米技術(shù)的靈感,，為以后的納米材料科學(xué)奠定了基礎(chǔ),。但是在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，二十世紀(jì)的一些關(guān)鍵物理學(xué)難題,，在二十四世紀(jì)仍舊困擾著人們,，比如，廣義相對論適合宏觀領(lǐng)域,，量子力學(xué)適合微觀領(lǐng)域,，能否找到適合宏觀和微觀世界的統(tǒng)一定律？目前能找到的最小基本粒子是夸克,，那么夸克由什么組成,？暗物質(zhì)是理論上提出的、存在于宇宙中的一種不可見物質(zhì),，它占宇宙中全部物質(zhì)總質(zhì)量的85%,，怎么才能直接或者間接地找到它？暗能量組成了宇宙70%的部分,，它在哪里呢,？平行宇宙聽起來浪漫美好，真能在另一個宇宙找到一模一樣的自己嗎,？光速是否可以超越,？這些難題困擾了人類四百多年，需要基礎(chǔ)科學(xué)的革命性突破才能解決這些難題,。也許突破不遠(yuǎn)了,，第一次突破發(fā)生在17世紀(jì)晚期，兩百多年后迎來了第二次重大突破,，現(xiàn)在距離上次突破已經(jīng)四百多年了,。人們猜測著各種可能性，很多人樂觀地認(rèn)為,，突破快要來臨了,，期待著象牛頓和愛因斯坦那樣的天才突然出現(xiàn)。也有人認(rèn)為,，突破還遙遙無期,，人類科技的前兩次突破來得太快，這次不會那樣幸運(yùn),。

　　另一個需要突破的領(lǐng)域是對大腦的研究,。大腦同浩瀚的宇宙一樣神秘莫測,，人腦有多達(dá)數(shù)千億個神經(jīng)元和上百萬億個連接點(diǎn),，這些神經(jīng)元和結(jié)點(diǎn)之間有著非常密切的交流，幾乎每一個神經(jīng)元都和數(shù)萬個神經(jīng)元有關(guān)聯(lián),，牽一發(fā)動全身,。宇宙有幾千億個象銀河系這樣的星系，每個星系有數(shù)千億顆恒星，宇宙中星系總數(shù)與大腦神經(jīng)元總數(shù)大致是相同的,。而且它們的結(jié)構(gòu)上也是相似的,，眾多的星系相互作用和吸引，彼此聯(lián)結(jié)成極其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),。雖然大腦同宇宙相差了27個數(shù)量級,，大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同宇宙網(wǎng)絡(luò)非常類似。很多人認(rèn)為,，如果我們完全探明了宇宙,，才能徹底認(rèn)識大腦。但這并沒有阻止我們朝著這個遙不可及的目標(biāo)努力,，揭示謎底后的回報(bào)是無與倫比的,，人類會最終實(shí)現(xiàn)永生。到那時,，大腦儲存的所有信息和神經(jīng)元及結(jié)點(diǎn)的聯(lián)系特性被復(fù)制,，不僅肉體上，而且精神和意識上的自己會被復(fù)制和永遠(yuǎn)傳承下去,。目前我們只是了解了大腦較淺層的東西,，還遠(yuǎn)沒有確切地了解各個神經(jīng)元及節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，更不了解復(fù)雜的意識形式,。但這些粗淺認(rèn)識的回報(bào)已經(jīng)十分巨大了,，我們能推遲大腦的衰老，延長大腦的壽命也是人體的壽命到近400歲,，我們能部分地設(shè)計(jì)和控制夢,，并能清晰地記憶夢境。但是對大腦的研究此時進(jìn)入了瓶頸狀態(tài),，能取得一些微小的進(jìn)展已經(jīng)很不容易了,。

　　人類在23世紀(jì)后期掌握了可控核聚變技術(shù)，這也開啟了人類開發(fā)太陽系的進(jìn)程,。安裝了可控核聚變發(fā)動機(jī)的宇宙飛船最高速度可達(dá)到光速的4%,，每秒1萬2千公里，這極大地縮短了人們在太陽系不同天體間旅行的時間,，到最遠(yuǎn)的行星海王星也只需要3天多的時間,。但核聚變飛船有一個很大的問題，它利用氫同位素的核聚變提供動力,，核聚變飛船的主要問題是核燃料的重量占飛船總重量的比率太大,，速度越快比率越大，當(dāng)達(dá)到最快速度光速的4%時,，比率會達(dá)到95%以上,。這樣,，核聚變飛船只適合載人的小配重，主要用于在太陽系內(nèi)的旅游觀光,，不適合運(yùn)輸大重量的設(shè)備,。但這并沒有阻止人們開發(fā)太陽系的熱情，人們制定了一系列的計(jì)劃,。

　　一個計(jì)劃是直接利用太陽的能量,。作為太陽系中心天體的太陽，它的質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99.86%,，采用核聚變的方式向太陽系釋放光和熱,，它的直徑是地球的109倍。太陽光在太陽系里穿梭1億5千萬公里后才到達(dá)地球,，地球獲得太陽的能量只占太陽發(fā)出來的能量的22億分之一,。我們的最終目標(biāo)是到達(dá)太陽內(nèi)核，直接從太陽獲取能量,，這些能量是無可比擬的,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球上儲存的能量的總和。如果人類成功了,，這標(biāo)志著我們跨出了一級文明,，邁向二級文明，即能控制和利用恒星系內(nèi)母恒星的能量,。人們已經(jīng)實(shí)施了計(jì)劃中的第一步,，向太陽發(fā)射了探測器，探測器成為環(huán)繞太陽近表面運(yùn)行的衛(wèi)星,，能更細(xì)致地觀測太陽表面,。但探測器無法深入太陽內(nèi)部進(jìn)行觀測，太陽的內(nèi)核是核聚變反應(yīng)區(qū),，核心處溫度高達(dá)1500萬度,，壓力相當(dāng)于3000億個大氣壓，人類生產(chǎn)的材料還無法承受如此高溫高壓,。

　　另一個開發(fā)太陽系的計(jì)劃是把一些天體改造得適合人類居住,，這包括一些固態(tài)的行星，比如火星,、金星和水星,。計(jì)劃也包括一些較大的固態(tài)衛(wèi)星，有木星的兩顆衛(wèi)星,，木衛(wèi)一和木衛(wèi)二,，土星的兩顆衛(wèi)星，土衛(wèi)二和土衛(wèi)六,。人們考慮了不同的方案,，一個較可行方案是針對火星的,。該方案包括,，改造火星大氣,，制造原始海洋，培育原始植物釋放氧氣,，等等,。但這個方案只適合火星，因?yàn)榛鹦潜砻娴钠骄鶞囟仁橇阆?5度,，不是很極端,。但該方案不適合其它天體，因?yàn)槠渌祗w溫度過高或過低,。金星和水星距離太陽過近,，表面溫度近500度。土星和木星的衛(wèi)星距離太陽過遠(yuǎn),，表面溫度是零下100多度,。人們采取了另一個方案，適合所有這些潛在的宜居天體,，那就是把它們拉到地球附近的軌道,。這樣，所有天體同太陽的距離適中,，溫度也適中,，改造起來要容易很多。這個方案的關(guān)鍵步驟是把這些天體拉到近地球軌道,，這些天體的質(zhì)量很大,，同地球同一個數(shù)量級，距離地球幾千萬到幾億公里,，這將需要很多能量和巨大推力,。雖然地球上儲存著豐富的核聚變?nèi)剂希幌抻谠诘厍蛏鲜褂?，如果用于太陽系改造,，這些能源會很快被耗盡。最理想的能量來源是太陽,，這些能量對太陽微不足道,。雖然我們開啟了直接利用太陽的計(jì)劃，到目前為止只是向太陽發(fā)射了衛(wèi)星,，距離直接利用太陽能量還遙遙無期,。為了解決能源和推力問題，人們設(shè)計(jì)了另一套方案,，利用天體內(nèi)部的熱量,。這些天體同地球一樣,，內(nèi)核物質(zhì)承受著巨大壓力，溫度高達(dá)幾千度,。我們可以將高溫高壓轉(zhuǎn)化成動能并產(chǎn)生推力,，這對于人類的科技并非難事。我們第一個在火星上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),，在火星上打了幾個一千多公里的深洞,，獲得的能量把火星朝著太陽移動了3公里左右。但是這對火星也產(chǎn)生了很大的破壞,，雖然這只是一個實(shí)驗(yàn),，從地核取出一點(diǎn)點(diǎn)能量，但地核物質(zhì)的平衡被打破,。雖然我們有所準(zhǔn)備,，預(yù)測了各種可能性并制定了相應(yīng)的應(yīng)急方案，這次實(shí)驗(yàn)引起的破壞還是出乎意料,，地表很多地方發(fā)生了極其劇烈的火山噴發(fā),。人們不得不暫時中止這個方案。

　　人類在24世紀(jì)末掌握了批量生產(chǎn)反物質(zhì)的技術(shù),，雖然只處于初期階段,，產(chǎn)量很少，但這給開發(fā)太陽系帶來了新的曙光,。根據(jù)質(zhì)能方程,，當(dāng)反物質(zhì)同普通物質(zhì)結(jié)合時，所有質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量,，達(dá)到100%轉(zhuǎn)化率,，遠(yuǎn)大于核聚變的0.7%。人們可以把太陽核聚變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為反物質(zhì),，再把反物質(zhì)運(yùn)回地球,。人類在2393年向探索和利用太陽邁出了新的一步，我們向太陽內(nèi)部發(fā)射了反物質(zhì)生產(chǎn)設(shè)備,，利用太陽內(nèi)部的熱和光生產(chǎn)反物質(zhì),。這只是一次嘗試性的實(shí)驗(yàn)，人們并不介意反物質(zhì)的生產(chǎn)效率,。但這個嘗試意義重大,，標(biāo)志著人類開始直接利用太陽能源。太陽分為內(nèi)部和大氣層,。內(nèi)部從里向外分為核反應(yīng)區(qū),、輻射區(qū)、對流層。太陽核心處的溫度高達(dá)1500萬度,，壓力相當(dāng)于3000億個大氣壓,，人類生產(chǎn)的材料無法承受這樣的高溫高壓。因此,，實(shí)驗(yàn)只在對流層邊緣地帶,，那里的溫度和壓力要小很多，最高溫度是200萬度左右,，最大壓力相當(dāng)于20億個大氣壓,，人類生產(chǎn)的材料可以承受這樣的溫度和壓力,。太陽對流層的溫度,、壓力和密度梯度很大，它們的對流運(yùn)動強(qiáng)烈,。在一次實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)生了,，對流運(yùn)動突然變得異常猛烈，超過了人們的預(yù)期強(qiáng)度,。反物質(zhì)設(shè)備被猛烈的對流運(yùn)動帶走,，不知去向。隨后發(fā)生的事情令人們恐懼,。設(shè)備消失后不久,，太陽發(fā)生了一次類似耀斑的噴發(fā)，這次噴發(fā)是有記錄以來最強(qiáng)烈的,，大量的電磁輻射和高能帶電粒子在短時間內(nèi)被噴發(fā)出來,。雖然地球上的設(shè)備和衛(wèi)星可以防御來自太空的電磁輻射和粒子流，但這次噴發(fā)太強(qiáng)烈了,，很多設(shè)備和衛(wèi)星受損,，也有很多人受傷，幸運(yùn)的是沒有人喪命,。人們分析后認(rèn)為,，很可能是反物質(zhì)設(shè)備被超強(qiáng)的對流帶入對流層里面，也可能深入到太陽更深的內(nèi)部,，甚至到達(dá)核反應(yīng)區(qū),。反物質(zhì)和普通物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生了100%的質(zhì)能轉(zhuǎn)化率，遠(yuǎn)大于太陽核反應(yīng)區(qū)的0.7%的質(zhì)能轉(zhuǎn)化率,，這樣反物質(zhì)附近的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于太陽內(nèi)的能量密度,，引起對太陽的擾動，產(chǎn)生了嚴(yán)重的噴發(fā)現(xiàn)象,。人們認(rèn)為,，這次噴發(fā)并不是通常發(fā)生的耀斑。耀斑發(fā)生在太陽大氣層中的色球區(qū)域,，產(chǎn)生的電磁輻射主要發(fā)生在較高頻的紫外線和X射線波段,、以及較低頻的無線電波和微波波段,。這次噴發(fā)中卻有很大成分的伽瑪射線，它的頻率在電磁波中最高,。這次噴發(fā)中的破壞主要由高能的伽瑪射線引起的,。這也是人們推測噴發(fā)發(fā)生在太陽內(nèi)部的另一個原因。這次事故令人們震驚,，這只是實(shí)驗(yàn),，設(shè)備很小，反物質(zhì)也很少,，卻引起了有記錄以來最強(qiáng)烈的太陽噴發(fā),。實(shí)際生產(chǎn)中的設(shè)備要大很多，如果發(fā)生事故,，對地球的破壞將是災(zāi)難性的,。人們意識到，在太陽系萬物之母的太陽面前,，人類還太渺小,，對太陽的認(rèn)識還太膚淺。這樣,，人類直接控制和利用太陽的計(jì)劃擱淺了,。