人类的科技，是否已经接近极限？

007

最近看了许多有关科技、外星人的问题，以及著名的费米悖论。其中对于外星人为什么没有出现，有很多种猜想，其中将宇宙所有文明分为一、二、三这三个等级，并说人类只是发展到一级的百分之75。

我却在考虑一点：有没有可能，目前的人类科技就已经接近宇宙科技的极限了呢？
那些时间旅行、星际旅行、黑洞穿梭，都只不过是人类的幻想，在整个宇宙压根没有其他高级文明能做到呢？

我的看法是，宇宙中当然有很多跟人类相同的高级文明，但科技都与人类相仿或弱于人类，高也高不了太多。这也能解释费米悖论中，外星人为什么没有出现的问题：因为整个宇宙中，根本就不存在什么远距离星际旅行、星际穿越这种东西。科技发展的尽头，也不过是现在人类做到的这样——或者高也高不到哪里去。

凡事都有极限，或许科技也不例外。那些动不动预测未来多少年科技如何发展的，可有一点根据么？只是对比过去的发展速度来预测未来，这是不准确的。举个例子，一个人从10岁到20岁，身高长了许多，难道因此能够断言他在20岁到30岁时也能有这样的身高变化吗？

总之，笔者认为人类的科技会有一些进步，但绝对不是科幻小说电影所吹捧的那样移民外星、长生不老、时空穿梭等高科技。也欢迎大家提出自己的观点。



原文地址：https://www.zhihu.com/question/267068003

卡卡

高温竞赛，天花板一直被突破

已知最早的篝火灰烬出现于100万年前的南非的奇迹洞（Wonderwerk Cave），属于当时的直立人——熟食更加卫生也更加容易消化，拓宽了我们的食谱；火焰也营造了光明和温暖，直立人、尼安德特人和智人等人属物种因此适应了黑暗寒冷的时空，占领了整个世界。
篝火可以达到900℃以上，足以让粘土中的硅铝酸盐失去结合水并重新结晶，变成坚硬致密的陶。


我们这个物种早在2万年前就开始制作陶容器：有了可以加热液体食物的炊具，炖煮食物从此出现在人类的食谱上，显著提高了食物的利用率，而且让女性可以用流食喂养婴幼儿，大幅提高了新生儿的存活率，增加了整个社会的劳动力。
如果把木柴装在通风的炉中，1100℃的火焰就超过了铜、锡和铅的熔点。


冶金是人类进入文明的标志，这率先发生在新月沃地的两河流域和古埃及，青铜工艺连同西亚人驯化的小麦、大麦、绵羊、黄牛、家马一起向着周围传播，最终抵达了远东，成为旧大陆一切文明的共同财富。
正如往期节目讲述过的，含碳的铁要到1400℃以上才能融化，纯铁的熔点更高达1538℃——只有先将木柴烧成木炭，再配合有鼓风机的高炉才能将其熔化——这项技术最早出现于公元前的中国，但直到1709年英国人解决煤炭脱硫问题，1784年瓦特将蒸汽机用于高炉鼓风，钢铁工业才真正地蓬勃发展起来。
焦炭高炉可以达到2000℃，


要在开放环境中获得2500℃以上的高温，我们就需要新的燃料了：氢氧焰能产生2570℃以上高温，产生透明到淡蓝色的烈焰，而且氢的密度极低，因此常用于航空火箭；


而全球20%的乙炔都用于热切割，它在氧气中燃烧的温度可达3330℃，足以融化任何常用的金属。


除此之外，二氰乙炔在氧气中燃烧则达到了化学反应的极限高温，4990 °C，常压下足以熔化所有已知物质。


如果离开了化学反应的局限，人造高温的就走入了开阔的新天地：空气是良好的绝缘体，但在30KV/cm的巨大的电压下也将被雪崩击穿，成为导电的等离子体，一缕炽热的电弧。
基于这一原理，即便最廉价的手工电弧焊也可以轻松达到6000℃，将焊接用的钢材瞬间熔化甚至汽化；


而等离子电弧焊集束喷出的热焰少说有28000℃，比闪电的温度还高。


与此同时，人类在战争中实现了更可怕的超高温：1945年8月6日到9日，两颗原子弹投放在长崎和广岛上空，它们的核心温度在100万到500万℃之间，连同爆炸产生的冲击波与核辐射，共造成60万人丧命。


10年内，1954年3月1日，第一颗实战氢弹“Castle Bravo”又在比基尼环礁爆炸成功，它有1500万吨当量，中心温度达到3.5亿℃，创造了太阳系内有史以来最高的温度。


巨大的蘑菇云在1秒钟之内就冲上了7.2公里的对流层顶，在10分钟后又冲上的40公里的平流层顶，18000平方公里的太平洋海域生灵涂炭，比基尼环礁的原住民至今无以为生。
核武器巨大的威力来自原子核内由强相互作用禁锢的巨大势能，1957年，第一代裂变核电站投入运营，开始将它用于和平的事业——但直到今日，可控热核聚变都仅停留在理论阶段，因为我们难以约束核聚变必须的上亿度高温。激光脉冲聚焦后产生惯性约束是一个热门的候选方案，为此，美国的桑迪亚国家实验室开发了世界上最强大的高频电磁波发生器，Z脉冲功率设施，可以制造20亿℃的超级高温，达到了大质量恒星濒死时的核心温度。


但这远非人类所能创造的最高温度：美国原子能委员会的布鲁克黑文国家实验室拥有人类唯一的自旋极化质子对撞设备，相对论重离子对撞机。它能将周期表上的任意原子核加速到相对论速度，对撞产生的能量相当于1万亿℃的黑体辐射，达到中子星融合时的极限温度的3倍。


而高能物理的圣地、集全人类智慧之大成、万维网的诞生地、迄今最大的粒子物理实验室，欧洲核子研究中心，拥有一台可怕的大型强子对撞机，它在寻找希格斯玻色子这样的艰巨任务中产生的局部能量相当于10万亿℃的黑体辐射，或者说宇宙大爆炸后万分之一秒时的温度。


然而这样的温度对于物理学的野心来说仍然太低了——要验证弦论，我们至少还要把单个粒子的能量再提高15个数量级。



热的里程碑
https://www.zhihu.com/video/1099304169839726592
想了解更多你不知道的知识，请在微博、微信公众号、哔哩哔哩、YouTube，搜索「混乱博物馆」，关注我们。

卡卡

人类科技怎么说呢，太年轻，太简单，有时还有点幼稚。
早在1899年，美国专利局局长Charles H Duell 就声称人类已经把能发明的东西都发明出来了，一百年前过去了，事实证明说这话的家伙很可笑吧。
科技的极限是理论的彻底完备，如果人类掌握了宇宙中所有的理论知识，并且都能够应用，这时候可以考虑下封顶结论了。
然而现状呢？能源转化为动力基本靠烧开水，人类没出过太阳系，连自己的身体和地球本身也没弄清楚，流体的运动算不出来，治疗感冒靠病毒自限，最强大的武器仅仅是物理爆炸，电池效率及其低下，许多顶尖科研纯靠碰运气。。。人类科技顶多算刚开始，甚至还没开始。

检验医师

人类基因组计划了解一下？从2001年草图发布，2005年92%的人类基因组被测序并拼接了起来，当时的中学教科书里描绘起这个计划时，好像一切有关人类的奥秘都会被揭开。然而，事实上到目前为止，全基因组序列的正确拼接仍遥遥无期，端粒和着丝粒序列因为大量重复序列的存在而无法正确拼接，就好像玩着一副数亿片的拼图而没有模版。
我们称那些目前无法测出的序列为“基因组黑洞”，然而讽刺的是，整个基因组更像是一个巨大的黑洞，由此产生的第一个问题是，我们甚至无法给“基因”下一个准确的定义。狭义上，基因被理解为控制遗传信息的DNA序列，常被用来指代可被翻译成蛋白质的序列（protein coding sequence）。可随着更深入的研究，大量non-coding的序列也被证实可以控制性状并遗传，比如enhancer、insulator，虽然大部分这些non-coding序列不能被编码成蛋白质，但可以被转录成各种RNA，如eRNA、lncRNA、circRNA、miRNA等，这些RNA也会参与附近的基因调控。此外，染色体的三维结构同样具有特定的基因调控功能，比如topologically associating domain，更不用提占到基因组44%的与演化相关的transposable element序列，目前的认识相当原始。这些种种，都无限扩大了“基因”的定义。
目前对于解读基因组信息的研究五花八门且杂乱无章（这只是从专业角度的个人看法，并不影响教科书里的经典结论），我们对于自身的遗传信息解读还处于相当初级的阶段，远没有达到接近极限的地步。

长长的路

人类利用能源的水平依旧停留在烧开水，只不过换着法烧罢了。
这哪里是极限？这压根就没开始啊！
好吧…既然很多答主都从物理角度回答了【都是科普读物的内容谁不知道╮(╯▽╰)╭】，那我再来补充同是基础学科的化学【看好了我要拿前沿的东西装逼了(ง •̀_•́)ง】。
前些日子读到一篇新鲜出炉的文献，惊出一身冷汗：
A platform for automated nanomole-scale reaction screening and micromole-scale synthesis in flow这帮人造了一台化学反应筛选器，每天可测试1500多个反应。
一个化学砖工一天能有10个反应就基本上是超人了，而且按照传统的筛选方法，仅能得到还算凑合的条件（溶剂，浓度，温度，催化剂量，投料比等等参数）。
通过大通量删选，得到的反应条件几近完美，百分百的转化率和极高的产率，并且规模化放大以后依然能保持。而进行1500个反应所消耗的原料总共才50-200毫克。
当然很早就有人就用这种思想做实验了，比如组合化学；用“forced serendipity【强行科学发现，是的你没看错】”寻找点击化学反应等等。然而这篇文献把大通量筛选又送上了一个台阶，以纳摩尔级（十的14次方个分子）的尺度做化学实验。
可以想象，在不久的未来，化学反应会越来越精细化，几千个分子就足有统计学意义，而实验的数量级也会不断扩大，一台机器日行十万百万个测试，这会是化学的终结，也将是化学的开始。
极限？不存在的。有机化学发展200多年以来积累的所有知识，以科学史的眼光看，如今仍处于播种阶段，正等着上述大杀器掀起一场狂风骤雨，然后爆发长成一棵参天大树，一片森林。
<hr/>PS：1. 没有一门学科能单独发展，物理学如今很大程度上受限于材料学，从深空探测到大型粒子设备，以及对精准度的不断要求，若没有相应的材料支撑，再伟大的理论也无法验证。
2. 虽说人类观测的范围是有极限的（从可观测宇宙到极小尺度的原子内部），但我们也总有办法绕过原本以为不可逾越的界限，比如获得2014年诺贝尔化学奖的超分辨荧光显微技术就突破了光学设备的最小分辨率限制让人们进跨入纳米显微时代。
3. 材料学的基石是化学。合成学从本质上说是用宏观的手段自上而下地构建微观的结构，我曾以为3D打印分子会是化学的终结，但显然这种自下而上的方式即便构建出分子也很难规模化。
4. 科研内部也在不断革新，甚至相比外界有过之而无不及。一旦这类高通量机器普及，将拥有划时代意义，它宣告了传统砖工的消亡，人类对化学的认知也将发生天翻地覆的变化：是否任何反应都有“完美”条件？是否通常认为不发生反应的物质之间，也存在某些能使其发生的未知条件？是否任何物质本质上都能相互作用？
5. 通过这类机器，将从根本上解决药物研发和生产过程中低下的原子经济问题，药物拓展周期会大大缩短，制作成本也会大幅下降。

清风寡欲

人类一直在与死线赛跑。
呃，死线，deadline，没毛病。
抛几块砖：
如果没能在耗尽化石能源之前搞定核能（太阳能也是核能，没毛病），那不止是文明倒退的问题，而是就此被锁死了。因为我们无力组织更高规模的工业化，就无法进一步检验我们的科学理论，科学家瞎猜起来，比民科凶猛多了。
另一个关于科学家瞎猜的问题：科学理论的验证越来越难了。300年前人们根据现象提出理论解释，200年前一边提出理论一边做实验验证，100年前人们期待100年后能够有足够的能力验证（比如引力波），那么现在呢？比如弦论，要检验这个理论需要的能级我们什么时候才能达到？
在太空移民之前人类所能掌握的算力是有上限的，这个上限是由电力、矿藏储量（比如所有半导体都需要用到的稀土，将来量子计算机也要用到）等因素决定的，会不会某个太空移民的关键问题所需要的算力，是人类所能掌控的算力无法解决的？
越小的生态系统越容易崩溃，越大的生态系统越稳定，但这不代表它就不会崩溃了。从长远来看，地球的生态系统迟早会崩溃，人类做好准备了吗。
还有个问题，人类积累的知识越多，单个个体要学习并达到理论前沿的时间就越长。会不会有一天一个人需要花费80年的时间才能走到某个学科的前沿，那他还剩几年可以做研究？有些知识可以压缩，只记结论，有些不行，你必须理解他推倒他花费时间去掌握他。
如果没能在太阳演变成红巨星之前逃离地球，那我们就会被太阳吃掉，人类集体扑街。当然了我们有50亿年的时间，这个问题比前几个更遥远。

21世纪前叶的我们还处于大步向前的发展阶段。
但楼主你的担忧是对的，谁也不能保证之后怎样。