能夠進行恆星際旅行的文明，跟我們的科技差距有多大？

01-07

人類如果想要星際旅行，必須解決很多問題：
1.農業問題，怎麼在太空中生產糧食，基於細胞培養或許比構建人工生物圈更容易。
2.健康問題，如何維持人體體內微生物群落？沒有想到解決辦法。

3.心理問題，宇航員長期遠離地球，容易產生心理問題。虛擬現實技術或許是個解決辦法。
4.知識問題，飛船長期航行，免不了需要教師、醫生、天文和物理學家、機械和電子工程師等各種職業。
要麼你的飛船足夠大，裝得下許多人；要麼你有超空間通信，從基地獲得技術支持；要麼你有一個強大的人工智慧系統。
5.工程問題，星際飛船可能是人類製造過的最複雜的東西，在太空惡劣的環境下，一飛就是幾十年甚至幾百年。
不需要檢修，這是不可能的，飛船上必須有個維修工廠，你修理絕大多數毛病。

這意味著很多零件都要冗餘，特別是發動機等等大件。
從工程學角度來看，很難辦到。
有人提出，宇航員速凍方案可以解決大部分問題。
我覺得飛船這樣複雜的系統，是沒辦法完全離開人的，何況速凍技術，也不是那麼容易實現的。

外星人能夠做星際旅行，必然解決了這些問題。
不知道他們的科技，比我們先進多少？

其實關於糧食，空氣，水這個問題，我覺得最簡單的解決辦法就是拋棄肉身，使用機械身體和電子腦，或者乾脆就派真正的AI智能生命，代表地球文明去探索宇宙。

人類的身體實在不適合宇宙空間。

樓上答主 @守腦如玉回答的很仔細，點個贊；但是這其中也有一些不對的地方，

1.答主對核動力火箭的理解有誤，首先您的模型只能應用與大氣層以內，在外空是不能進
行的，因為外太空近乎真空狀態是沒辦法產生衝擊波的，核彈在外太空爆炸能量是已輻射的形式向外擴散的，所以什麼用減震板是不科學的，倒是可以換成太陽帆，
利用輻射的光壓產生推力，也就是無工質推進。

還有一種方式是工質推進，利用核能產生的大量熱能加熱飛船原有的工質以高速噴出產生推力。

另外還有一種是核能離子發動機，目前已經卓有成效，某些探測器好像已經有應用了；原理是核反應堆會產量大量高速離子流，只需要要用強磁場讓這些離子朝同一個方向噴出就可以產生推力，由於這些離子的速度非常高，甚至接近光速，所以可以產生可觀的推力。

2.對於星際飛行來說，能量的轉換率越高越好；所以更少質量的燃料產生更巨大能量顯然更為理想，另外還有其他的一些影響，比如核廢料的處理等等，核聚變遠優秀於核裂變。因此需要大力研發的應該是可控核聚變而不是增加鈈的產量；

還有就是可參與核裂變的重金屬元素在宇宙中可以說是非常稀少的，因此在長途恆星際旅行的時候，裂變反應堆的材料可能會是大問題；但是核聚變反應堆的燃料不是問題，宇宙中到處都是氫元素，隨處可取。

3.由於上面的基本動力模型有些問題，所以下面的早小型核彈，巨型火箭，減震板之類的完全不必要；需要研究的應該是可控核聚變，太空中聚變材料提取技術，以及太陽帆（把減震板換掉，可以利用太陽光產生推力）等。

恆星際旅行核聚變，無工質推進才是研究的正確方向。甚至可以考慮研究曲率驅動，但是曲率驅動目前的理論還不完備。

4.飛船中的光照問題，這個可以說設想模型應該比較簡單的，答主所說發光的杆子不科學，因為沒有熱量，我設想只需要讓一個聚變反應堆（實際就是太陽，因為太陽就是一個巨大的聚變反應堆）按照地球每日的模式繞著飛船轉動就可以了（假想，能不能實現不知道），因為聚變反應堆到時候肯定是不會裝到任何容器中的，可能會利用磁場等其他方式固定，宇宙中沒有任何容器可以在聚變反應堆的溫度下存在（至少目前沒有）。

剩下的社會學和生物學的內容涉獵不多，不敢妄評。

初中生怒答，勿噴

宇宙不是一個能以小見大的地方，太陽系太小，銀河系太小，我們目前所知、所探測、所了解的知識範圍太小。能夠進行星系旅行的文明也可能很小很普通。所以人類目前這種線性的星際航行還處在嬰兒期。

題主列出的所有問題都過於固化。你想要了解什麼，就要讓自己成為什麼，當然我們對外星文明一無所知，所以應該跳出我們地球人思考的所有限制。可能這些我們難解的問題對於能實現星際航行高等的文明來說根本不值一提。就像有一個人終於學會了1+1=2.來向你炫說，「我終於克服了1+1=？的千古難題了」這時你只會感到不屑，甚至是同情。

任何科幻題材的作者似乎後將宇宙設定的過於平和。宇宙空間危機四伏，就連甚至一粒宇宙塵埃都是致命的。所以能夠實現星際旅行的文明必定是一個我們思想完全無法涉足的地方。

1.農業問題，怎麼在太空中生產糧食，基於細胞培養或許比構建人工生物圈更容易。

人造肉，你敢吃嗎？

誰知盤中餐，或是人造肉？

人造肉：從培養皿中長出的牛排

結論：正從科研轉到工程

2.健康問題，如何維持人體體內微生物群落？沒有想到解決辦法。

人類的微生物群落

你的細菌獨一無二

來，給人體微生物做個「普查」

結論：有研究。但仍停留在疾病預防和探究層面

3.心理問題，宇航員長期遠離地球，容易產生心理問題。虛擬現實技術或許是個解決辦法。

對。

4.知識問題，飛船長期航行，免不了需要教師、醫生、天文和物理學家、機械和電子工程師等各種職業。

要麼你的飛船足夠大，裝得下許多人；要麼你有超空間通信，從基地獲得技術支持；要麼你有一個強大的人工智慧系統。

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5.工程問題，星際飛船可能是人類製造過的最複雜的東西，在太空惡劣的環境下，一飛就是幾十年甚至幾百年。

馮諾依曼機器

這個有些科幻了。

美研製自我複製機器人 10年內吞噬所有沙漠

終結者時代來臨？思科未來學家：3D列印將實現機器自我複製

僅為了拋磚引玉：

我覺得這個問題挺好的，現在知乎風氣真不好，很多人答題上來第一件事就是打擊題主。

題主考慮的問題很多科幻小說家也在考慮，劉慈欣就是其中一位，而且他那種風格也使得這種思考不只是停留在幻想層面，而是對現實有一定的啟發意義，我想這也是他曾被邀請去國家空間技術研究機構做講座的原因吧。

劉慈欣曾經寫過一篇文章就是在思考這個問題，我覺得很有意思，我搬運一下：

【遠航！遠航！】
（原載《科幻世界》2003年3月）
　　這是借用一篇科幻小說的題目，作者是一名叫法默的美國人，描寫哥倫布乘一艘裝備著無線電的大船，在平面狀的地球上航行的迷人故事。其實，科幻小說在精神上與大航海時代有密切聯繫，科幻小說家筆下的宇宙航行，就是海洋探險的三維翻版。一艘小小的飛船，像一粒漂浮在太空中的金屬果殼，這是大多數科幻小說中星際航行的情景。
　　但真實的恆星際航行可能是另一個樣子，在那種航行中，行駛在廣闊海洋上的將不是從利物蒲或鹿特丹駛出的三桅帆船，而很可能是利物蒲或鹿特丹本身。
　　科幻小說中的宇宙航行大多是以某種超技術為基礎的，即那些能在短時間內跨越光年級的距離的技術，比如超光速和空間躍遷等。目前，無論在理論上還是實驗中，都沒有一個被科學界普遍認可的對超光速可能性的證明，空間躍遷就更不用提了。科學和技術的力量是有目共睹的，但自然規律也有一個底線，不可能我們想要什麼就有什麼。很可能，當公元兩萬年到來的時候，愛因斯坦的相對論仍然有效，光速仍然不可超越，我們最強的動力仍然還是核聚變。但如果那時的人還是人，就一定揚起了恆星際航行的風帆。

　　那麼，就讓我們想像一下，在以現有的理論為基礎，技術向前邁一兩步的情況下，星際航行可能是什麼樣子。
　　設想我們能將宇宙飛船的速度再提高二、三百倍（相當不少了！），達到光速的百分之一，那麼我們到達最近的恆星再返回需要一千年，如果飛船從宋朝出發，現在就快回來了。在這樣長的時間裡，像哥倫布那樣帶足淡水和糧食是不太可能的。當然，應該考慮到冬眠這個辦法（這已經不算是超技術了），一艘小飛船載上兩三個人，在冬眠中用五個世紀到達那裡，看一看後再用同樣的時間在冬眠中返回，倒是可以帶足水和乾糧（如果對保鮮要求不高的話）。但這樣的航行只限於探索，而人類宇宙航行的最終目的與大航海時代一樣，是要在那些遙遠的地方開闢新世界。在那遙遠的星系，可沒有用幾個玻璃珠就能哄騙著為我們幹活兒的土著，要在那裡建立一個新世界，無疑是要去很多人的。即使採用冬眠方式，在到達目的地後這些人也要醒來去開拓新疆域，在把那裡的行星變得人類可以生存之前，他們還是要依靠飛船上的系統生活，而這個階段可能長達幾個世紀。一篇獲本屆星雲獎提名的小說《航程中》（《The between days》）就描述了這樣的困境：一艘載有上百名乘員的宇宙飛船，飛向距太陽四十多光年的一顆恆星，計劃在那裡的行星上開闢一個人類新世界。全部航程需兩個世紀，這期間飛船上的所有人員都處於冬眠狀態。由於一次意外事件，一名乘員在飛船啟航不久就蘇醒了，而且無法再次進入冬眠，只能在飛船上孤獨地渡過自己的下半生。他又活了六十多年，吃掉了飛船上給養相當大的一部分，這些食物貯藏是為這些星際移民到達目的地後準備的，為此，這名孤獨的人在死前留下了一封道謙信。其實，這是沒有這位蘇醒者，飛船上的給養又夠這上百人維持多長時間？他們真的能在這麼短的時間裡把那個陌生的行星變得適合人類生存？這些作者並沒有交待。所以，過去海上航船那種自帶糧草的方式，可能只適合於太陽系內的航行，在恆星際航行中，飛船必須是一個自給自足的生態循環系統。
　　建造這樣一個封閉的生態系統需要極其複雜精緻的技藝，魯賓遜的《冰柱之迷》的開始對此有生動的描寫：……它是最精彩的智力遊戲之一，在很多方面很像象棋……我考慮得越多，越來越多的小問題就越想越嚴重，所有這些問題糾纏在一起，交織成一張巨大的、相互聯繫的因果網……而這一次，人們玩遊戲是為了生存。
　　事實上，人類已經進行過這樣的嘗試，這就是一九九一年的生物圈二號工程。但那個人工生態系統不到一年時間就玩不轉了，裡面的科學家不得不走出來，由於過多地呼吸二氧化碳，他們一個個頭暈腦漲，病秧秧的像坐了一年地牢。更有甚者，後來還發現這項實驗有作弊行為。
　　生物圈二號的失敗有多種原因，其中很重要的一點就是：它不夠大。「……只有象地球這樣規模的生態系統，這樣氣勢磅簿的生態循環，才能使生命萬代不息。」（選自拙作《流浪地球》），這也就決定了未來的恆星際航行很可能是超大規模的。
　　提到超大規模宇宙航行，我們首先想到用整個行星做為宇宙飛船。這個想法固然宏偉，但也是最笨拙的一個。因為按照這個方案，絕大部分的推進能量都消耗在加速巨量的幾乎是毫無用處的質量----行星內部的質量上，這些質量的唯一意義就是產生引力，而在薄殼容器狀的飛船中，引力可以用旋轉離心力來代替，即便捷又便宜，即使沒有引力，飛船中的空氣也不會喪失。
　　第二個方案自然是建造超巨型宇宙飛船。我們可能會想像如上海或紐約那樣大的飛船，但考慮到飛船生態系統所需維持的漫長時間，肯定需要大量的植被和水體，這就意味著飛船可能必須造得更大，像克拉克筆下的拉瑪一樣成為一個小世界。建造這樣的飛船恐怕又需要超技術了。我們知道，對於薄殼結構，體積越大就越脆弱。一個核桃是很結實的，但如果把它的直徑放大十萬倍，即使把殼的厚度也按比例放大，它怕是也難以在地球重力下保持完整。不錯，科學家和工程師們早就在認真地設計同樣龐大的太空城了，但飛船與太空城有一點很重要的不同：前者需要加速，這與那個大核桃需要承受重力是一回事。不管推進力的分布如何均勻，超巨型飛船總會有相當多的部分產生極其巨大的應力，在可能想像的技術範圍里，這應力是任何材料都難以承受的。這個方案還犯了一個從事理智的風險事業時最大的忌諱：把所有的雞蛋都放進了一個籃子，一旦遇到什麼不可避免的災難（這在太空中是很正常的），就全完了。
　　前一陣美國宇航員傑瑞。M.利寧傑出了一本書，描寫作者在和平號空間站上的經歷，這本書是傲慢與偏見的範本，通篇充滿了對俄羅斯宇航事業惡毒的抵毀和醜化，其中有這樣一段記述：當亞特蘭蒂斯號航天與和平號對接後，太空梭上優良的空氣循環系統改善了和平號上惡劣的空氣環境。這本來不能成為利寧傑貶低和平號的證據，因為和平號畢竟已經在太空獨立運行了很長時間，太空梭則剛升空幾個小時。但由此受到啟發，想到了超大規模宇宙航行的第三個方案：銀河列車方案。設想一隻龐大的船隊，由數量巨大的常規尺寸的飛船組成，每艘飛船都有自己獨立的生態循環系統和推進系統，可以獨自進行航行。當然，這些飛船上的小生態系統受其規模限制，不可能長期運行。但在航行中，所有的飛船將組合為一個整體，飛船上的生態系統相互貫通，形成一個巨大的可以長期運行的總生態系統，同時，每一艘飛船都可以快速脫離組合體而成為獨立的飛船，並可與其它飛船隨意組合成新的大小不同的組合體。這樣一旦遇到災難，也只能傷及組合體的一小部分。特別值得一提的是，這種結構在星際戰爭中極為有利。這很像想像中的銀河列車，區別在於每節車箱都可做車頭，並且它也不是長條狀，更有可能是球狀或環狀的。對於超遠程超長時間的世代航行，我們可以設想出一個「全息原則」，使得每艘個體飛船都能夠在相當長的時間內承載所有的乘員，這就使安全係數達到最大。這樣的組合體有可能達到一個行星的體積，但由於其蜂巢狀的結構，質量要小得多。這種組合體的內部沒有超巨型飛船那樣廣闊的空間，而是像一個龐大的迷宮。這些小生態系統如何相連，這無數個體飛船上的推進系統如何聯合發揮作用，都是很複雜也很有魅力的技術課題，但從現有的技術方向看出去，這是最有可能實現的超大規模宇宙航行方案。
　　以上的宇宙航行之所以被稱為超大規模，還有一個時間上的含義。這些巨大的飛船，可能要用上萬年時間到達第一個恆星，而找到適合開發的帶有行星的恆星，可能要幾十萬甚至上百萬年，這可能完全改變宇宙航行的概念。對於地球來說，一次宇宙航行已經不是一個有始有終的過程，而成為漫長歷史中始終存在的一個背景，那艘在太空深處跋涉的飛船，已經和它出發的世界本身一樣成為永久的存在，成為人類在宇宙中的一個永遠離去著的寄託。從飛船上說，經過漫長的歲月，宇航者們在與地球完全不同的環境中，可能沿著一條完全不同的方向進化。與一些科幻小說中的描寫不同，地球不可能被完全遺忘，但在幾百代人後，永恆的漂泊可能被認為是文明的一種最正常的狀態，即使到達了一個能夠生存的星系，他們也不會停下來，遠航將成為星艦文明的終極目標。每當到達一個世界，他們就會利用那裡的資源對船隊進行修補和擴建，最後，這隻船隊可能達到令人難以想像的規模。
　　說到這裡，我們有了超大規模宇宙航行的第四個方案：雪球方案。以上的三種方案都要消耗出發的世界中的巨量資源，對於那些一去不回的孩子，地球是否願意付出那麼多還是個疑問。但我們可以先建造一艘中等規模的飛船，使其中的生態系統可以維持到到達第一個較近的恆星，然後用那個星系的資源對船隊進行補充和擴建，這個宇宙雪球就這樣一站一站地滾下去，最終形成一個巨大的航行世界……打住吧，這又太科幻了些，今天我們只談最有可能實現的科幻。
　　最絢麗的夢是那些有可能成為現實的夢，科幻之夢就是這樣，儘管它的想像只有萬分之一的可能變為現實，但比起魔幻的萬分之零來還是無窮大。據現代物理學和生物學的推測，我們人類在宇宙中出現的幾率可只有幾億分之一，但我們還是出現了，並且把許多看似飄渺的夢幻變成了現實。
　　並且，我們上面的夢想，實現的可能性遠大於萬分之一，它們所需技術的理論基礎已經具備，剩下的只是力氣活兒而已。
　　「如果說那個原始人對宇宙的幾分鐘凝視是看到了一顆寶石，其後你們所謂的整個人類文明，不過是彎腰去拾它罷了。」（選自《朝聞道》）

科技高度上，差兩三次科技革命。

時間上差距不大，發展順利的話五百年左右人類就能玩初步的恆星際載人飛行了。

加來道雄的平行宇宙一書里有詳細描述

在書信繪畫發明之前，我們能了解的世界只有眼睛、耳朵能夠到的範圍

在有船和飛機之前，我們的活動範圍不能超過大陸

在網際網路，視頻聊天之前，我們沒法實現實時遠程作業

思維有點凌亂

但是我主要想表達的是，未來的長途旅行，可能不是我們現在【肉體到了才算旅行】這樣的概念

考慮到人要消耗、維持安全等等的，成本太大

如果對人腦信息傳輸的科技樹爬的足夠高，能否直接複製人格進電腦里，然後把飛船派出去，錄有人格思維的機器人探索其他的星球，再用信號傳輸或者直接傳輸數據，把探索的所見所聞以及機器人智能的思考結果等等的發送回來，植入人腦？

這樣的話進一步的應用就是

向所有可能需要探索的地方發射探測器，同時搭配自我複製或者自我更替系統

然後不斷根據人類的研究成果，實時更新探測器里錄入的人類的思維

比如2034年探測β23101星出現了新結果，然後2034年就可以向各個探測器開始更新

或者某某年人類製造業上的技術取得了進步

就把相應的思維傳輸到各個探測器上，然後依靠探測器里的車間（如果做得到的話）或者各種星球基地，製造出新的設備

但是這個思路的問題在於

按照人類的尿性，肯定會失控

1、無節制的瘋狂擴張（探測器能夠自我複製，ai能夠幾乎無成本複製更新，絕壁各種方向狂開分基地）

2、精英主義盛行（探測器可能變成只有幾個一流團隊的思維，然後聯合或者什麼的毀滅母性或者互相鬥爭）

3、探測器上的機器人和人類，變成類似新人類和地球人的問題。。。

4、分基地與主基地，誰當母體的問題

5、在漫長的歷史中，變成各個基地跟母性，誰能正本清源的問題（比如母性被破壞過，是不是第一個被殖民的基地成為新的母星；或者原來的母星廢棄了，新的母星是不是正統的母星之類的）

6、當然各個基地肯定會有自主研發，但是因為各種傳輸上存在時間差，可能存在重複發現或者重複發明之類的資源浪費，因此也可能產生，各個基地都有專攻方向，盡量減少資源浪費，等待母星或者其他基地傳輸新科技（也可能導致反母星技術聯盟之類的存在）

腦洞大開中

你怎麼知道外星人不是一個立定跳遠就蹦過來了？

太陽系外離地球最近的恆星是半人馬座的比鄰星，距離為4.22光年，約等於40萬億公里。既然是旅行，至少要能打個來回吧，如果單程時間是20年，平均速度為63420千米/秒，也就是光速的五分之一左右。以人類目前的能力，無論採用何種方式也不可能實現。

如果某個外星文明可以進行星際旅行，那麼他們一定掌握了遠遠超過地球人類的科技。

首先肯定題主的敢于思考，請允許我自我發散一下。
1.題主的問題是我們和能進行恆星間航行的文明之間差距有多大，這個如果回答差一二三四五六七百年其實沒多大意義，也許就幾百年，也許永遠達不到，為什麼說可能永遠達不到呢，可自問韓國何時能統一朝鮮這個問題。2.技術問題，這個其實應該更難回答，一方面知乎上站在人類科技前沿並且具有權威的人恐怕不會很多（思想上已經站在前沿的應該不少），另一方面我認為會願意站出來回答的恐怕寥寥無幾，參見無知者無畏。3.不要總以為自己能想像二十年後的世界。4.實踐出真知，任何理論不經過實踐只能停留在理論。5.本人也是位科幻愛好者，一直懷著敬畏去看待這個宇宙。6.不論是剛剛邁出地球的人類，還是已經可以進行恆星間航行的文明，都從來不是建立在紙上談兵和YY上的。最後，人自從學會了思考，才和一般生物區別開來，希望諸位共勉。

你要解決的最根本的問題，是能源，距離，時間，其他的都是細節

有些腦殘粉真是夠了，知乎還能不能好好討論問題了？

匿名用戶拿大劉的答非所問的文章當回答，我認認真真討論，跟他們說大劉這個動機扯淡，他們說這是人類第一次走出非洲，跟他說人類走出非洲是無意識行為，和恆星際航行這種集體意志的體現完全不搭邊，他們說這是設定，跟他們說這個技術限制核聚變才0.01倍光速不科學，他們說這是設定，跟他們說0.01倍光速做恆星際航行沒有實際意義有那功夫為什麼不發展技術，他們說人類沒有一千年的時間發展技術，跟他們說整個動機和能力綜合起來不符合邏輯，他們說你太囂張。。。

深刻體會到不能和傻逼吵架的道理。

隨你們吧，世界是你們的，大劉萬歲，完畢。

BTW，歡迎有內容的答覆和討論，有關本人態度等主觀印象的答覆請自己開答案吧，否則你辛辛苦苦寫了我一個鍵就刪掉了多不好。

——————————我素分割線————————

不反對排名第一的回答是不行了，nnd

題目我精簡下，人類（在目前的科技狀態下）要實現恆星際航行面臨許多問題，外星人（如果已經來到地球那麼）已經實現了恆星際航行必然解決了這些問題，那麼我們的科技差距是多少？

我的答案精簡下，人類（在目前的科技狀態下）要實現恆星際航行面臨許多問題（題主提到的後勤問題根本不是問題核心，核心是能源和推進劑的問題），外星人（如果已經來到地球）已經實現了恆星際航行，你提出的這些（後勤方面的）問題根本就不存在，因為外星人如果沒有（輕易實現）恆星際航行的能力就不會出現在我們星球附近。我們的科技差距是巨大的。

本題目不是討論人類（在目前的科技狀態下）要實現恆星際航行是否可行，會遇到哪些問題！！！

對某些人的審題能力簡直是無語了！！！！！！終於知道為什麼跟某些人無法溝通了，對題目理解不一樣，sigh

反對並不針對匿名用戶本身，針對的是大劉的回答。但是匿名用戶在這個題目下引用大劉的文章有點答非所問的意思，並且把整個討論帶偏方向了

老劉這麼回答根本就不適合這個問題，並且存在嚴重的問題。但是我在答案下的回復得到的都是老劉就是這麼假定的，有沒有人進一步思考大劉為什麼做這個假定，這麼假定的意義何在，這麼假定一下真的適合這個題目的問題嗎？

實在是看不下去了，我說你們能不能有自己的思考能力，這麼跪舔大劉有什麼意義？

身為科幻迷我覺得把某個科幻作者的某次思考當做問題的終極答案真的是一種恥辱！

凡是大劉說的都是對的，這是病，得治！！！

我引用了超級戰艦中的劃分方式僅僅因為我覺得他在前四級文明中的劃分是有道理的，並且我對細節做了些微調，包括各級文明能達到的最高速度等等。你沒有看過超級戰艦也沒關係，完全不妨礙你對這些內容的理解。

前四級的技術發展方向都是符合人類當前和未來的技術發展趨勢的，不過後面他的五級六級七級文明和對應技術我覺得不一定是真實的技術發展方向因此我提都沒提。

——————————看不下去的分割線————————

首先來個利益相關好了，經過若干年的搬家生涯，身邊唯一保留的兩套科幻實體書就是《基地》系列和《三體》系列。

OK，我在我的回答和排名第一的匿名用戶的回答下面和若干人進行了討論，提出了若干問題，可有得到正面回復？？

獨立思考能力真的是當前知乎裡面最缺乏的一種素質了。

——————————吃飯回來的分割線————————

題主這個問題也許無厘頭了一點，但我覺得確實是個好問題，值得我寫個好答案回復之。和匿名用戶所見略同。

但是大劉這篇文章完全是空中樓閣，莫名其妙，嚴重不符合邏輯。

其實不光是大劉，包括題主，甚至包括我提到的超級戰艦的作者，都犯了同一個錯誤，就是不先想該不該就想要怎麼做。

首先我們假設，跨星際航行是個理性的決定，是某勢力經過思考後做出的行為，而且這個假設是必須的，如果是個神經病說要做恆星際航行，我覺得這個討論就沒法深入下去了。

那麼，既然是個理性的行為，必須有兩個前提，一個是有動機，一個是有能力。

大劉等人犯的最大錯誤就是不管有沒有能力，隨便強加個動機，就開始討論怎麼面對恆星際航行的問題，而一旦你深入思考動機和能力以及他們兩者的關係，你就會知道大劉這個答案為什麼是空中樓閣。

看看大劉是怎麼寫動機的：

科學和技術的力量是有目共睹的，但自然規律也有一個底線，不可能我們想要什麼就有什麼。很可能，當公元兩萬年到來的時候，愛因斯坦的相對論仍然有效，光速仍然不可超越，我們最強的動力仍然還是核聚變。但如果那時的人還是人，就一定揚起了恆星際航行的風帆。

看見了嗎，大劉的動機就是沒有動機！我說要去星辰大海我就去了！！！順便，為了防止大家反對，乾脆加個兩萬年的限制，免得你們說我大劉瞎說！

當然我理解大劉這麼寫的原因，第一他本身就喜歡這種科學浪漫主義，科學家嗎，有多少能力都想用出來；第二他本身一貫刻畫的人物事件就很平面，隨便給人一個觀點這個人就一輩子堅持這個觀點永遠不變（參考誠心哈哈），隨便給人一個目的這人就一輩子為這目的努力也不管合理與否；第三對大劉來說動機本來也無所謂，他主要關注的就是在這種史詩般註定悲劇的背景下人類是怎麼面對的。

但是總之，大劉這個文章裡面完全沒有人類一定要做恆星際航行的動機，似乎人類到了兩萬年後活膩歪了，突然想作死花幾千年在路上實現某恆星到此一游，簡稱吃飽了撐的。

除此之外，不光動機不明確，大劉莫名給未來人類加了各種技術限制

首先兩萬年了人類還是處於核聚變階段，看到了嗎，兩萬年！

我在下面的回答說樂觀估計公元四位數內實現核聚變航行，也就才八千年，被不止一個人噴我思維狹隘低估人類發展速度，我說你們倒是一視同仁更用力的噴噴大劉啊。。。殘念。。。

其次核聚變也就算了，居然莫名強制人類未來最高航速0.01倍光速。。。

核聚變最大的優勢是什麼？原料容易補給，沒有原料危機可以無限制加速啊，就算上限有限制你限制0.01倍光速是鬧那樣？我覺得合適的上限不應該低於0.3倍光速。

當然我還是理解大劉這麼寫的原因，因為這樣來回才有千年的尺度啊，跨越千年的羈絆，真是想想就熱血沸騰的主題啊，沒有長達千年的航程必須差評，嗯。。。

0.3倍光速太快了，來回一趟二三十年我還怎麼展開劇情啊！

總之呢，大劉在這篇文章中，因為莫須有的原因（其實我猜是大劉浪漫主義情節作祟），描寫的人類動機不明，能力堪虞，偏偏還覺得自己的征途是星辰大海，簡稱中二病，必須得治啊！

由於大劉的文章臆想的人類恆星際航行的動機能力都不靠譜，他接下來展開的人類航行的方法和遇到的問題都沒有任何意義可言，so我們不需要繼續討論大劉的答案了。

PS我之所以反對大劉的答案就在於他的答案根本不科學，可是我在匿名用戶的答案下和大劉的支持者討論，沒有人能回答在沒有能力的情況下為什麼要做星際航行，也沒有人能回答大劉為什麼要限制未來人類的航行能力。

所有人都說大劉就是這麼假設的，然後基於這個前提來回答問題，那我覺得這沒法討論了，我隨便假設個人類兩萬年後實現了四種基本力統一，使用夸克重組作為能源，常規航行速度0.99倍光速，跨星際航行在飛行員看來（算上相對論效應）一年就到了，你覺得這問題還討論得下去么？

假設沒有問題，但是能不能符合科學符合邏輯呢？

在大劉的這篇文章裡面我看不到他的前提是符合邏輯的，你要是覺得大劉一切都是對的，那也隨你，是你的自由。

有人也提到了只是討論可行性，為什麼要討論必要性，我以為答案很明顯了，在不具備可行性的情況下，要實現星際航行是為什麼呢？難道不是閑得蛋疼？如果人類整體是理性的，很難想像在沒有必要性的情況下要付出巨大的代價強行克服各種困難進行恆星際航行，如果你覺得有合理的解釋，請告訴我。

而一旦有必要性了，我也看不到不發展科學，不發展航行能力非要莫名其妙的使用落後的技術進行星際航行的理由，也因此基於落後的技術進行星際航行會遇到的問題在我看來都是無厘頭的，沒有必要討論的。

美國這麼牛逼了，也沒看到他沒事登個月玩玩，為什麼？就因為沒有必要呀，沒有必要的事情，理性的勢力是不會去做的，因為付出代價沒有回報，這又不是學雷鋒做好事。

當我們在知乎回答問題的時候顯然不能隨意假想一個動機，也不能隨意限制人類的能力，因為動機和能力密切相關，後面我會說明這一點。

順便說一句超級戰艦作者對第一次遠航的動機做了神秘主義的處理，其實還是一句話，不符合邏輯，因為這件事在這種背景下沒法符合邏輯！

這個背景就是人類還沒有掌握實用的有人恆星際航行技術！

那麼回到這個問題上來，為什麼動機和能力都是必須的？

你看美國，六十年代就實現了月球登陸，現在半個世紀過去了，第二次登陸做了嗎？沒有。為什麼？因為沒有動機。

半個世紀前的動機很明顯，是為了和蘇聯進行軍備競賽，為了證明自己政權的先進性，簡而言之政治目的。現在呢？沒有必要，其實就是美國人覺得這事沒有意義。

我兔呢，現在是沒這個能力，但是有這個動機（還是政治目的居多），所以在努力提高自己的能力，能力足夠了之後即將登陸月球。

所以，在這種動輒牽涉國運（球運）的事情上，有能力沒動機的事情沒有必要做，你以為預算控制是吃素的？科學家的浪漫算個毛，能吃嗎？現在是政治家統治世界，哪天理工宅逆襲成功你再來試試吧！

有動機沒能力的事情做不到，勉強也不行，乖乖發展能力先。

當你只有動機沒有能力但是又強行要做的時候，請參考大躍進大鍊鋼鐵。。。

等到有動機有能力了，OK，我們的征途是星辰大海，出發！！！

因為沒能力可以慢慢發展到有能力，沒動機你怎麼變個動機出來啊，所以我們先來討論恆星際航行的動機。

大家能想像出哪些動機呢？

政治目的，經濟目的，科考目的，生存目的

政治目的這種東西我們就不討論了，任何東西牽涉到政治就令不清，簡直沒法做理性的判斷，就當他是個神經病吧，話說要真是政治目的，難道有人會覺得一兩千年後才有結果的事情會達到什麼實際上的政治效果？樹立精神圖騰還差不多，反正這東西沒法討論，無視之。

經濟目的

有這種目的嗎？想像一下，某個其他恆星際有我們必須的某種資源，第一，你怎麼知道那裡有？第二你怎麼知道那裡可以方便的獲取？第三如果沒有恆星際航行的能力我去采個礦一千年後回來你真心覺得有意義？

科考目的

我真覺得這種目的直接發射無人飛船不行嗎？你說要研究其他恆星，那先把太陽系研究透徹不行嗎？要研究白矮星中子星黑洞，ok，我發射個飛船一千年後才能到達目的地告訴我觀測結果，我有病啊？

生存目的

一般的科幻小說都會假設個生存危機來解決動機問題（只有老劉這麼懶，連生存危機都懶得想一個），比如超級戰艦，說地球突然爆炸了，所以主人公莫名抱定決心跑路。

！@＃￥％……

你不覺得這個舉動不符合邏輯嗎？我第一看到這裡我就覺得十分違和。

吃飽了撐的花幾千年去另外一個恆星重新開始啊？

你知道另外一個恆星是否有合適的生存環境？這是買六合彩的節奏啊。

如果你沒有改變行星環境的能力你去另外一個恆星系干鳥？槍斃之。

如果你有改變行星環境的能力，水星金星火星在向你招手，兔子不吃窩邊草你覺得是合適的理由么？

以上是假定地球爆炸是自然發生並且符合邏輯的情況。

假設是莫名外星勢力作惡，你跑個蛋啊？人家都跨越若干光年把你行星給幹了，你憑什麼覺得你一落後若干科技的文明找個方向航行一千年人家就放過你啊？你當這是武俠小說Boss對嬰兒手下留情等著十八年後被人復仇成功啊？

你要說外星勢力就是要讓我跑路成功，就是要讓我在逆境中不斷成長，ok，你和超級戰艦的作者一個思路，這種神秘主義的想法我們就不要討論了行嗎？

那如果太陽突然毀滅

第一太陽壽命還有幾十億年，從科學的角度說這不符合邏輯

假設某惡意外星影響太陽壽命到原有的萬分之一，那也還有幾十萬年，大可以慢慢來，不著急

假設某惡意外星讓太陽直接壽終正寢了，那太陽膨脹到紅巨星階段地球就被太陽吞了，剩下的參考上面地球爆炸的討論，類地行星還剩一個可以落腳哦

假設某惡意外星讓太陽爆炸了。。。打住，都這麼絕了你還以為你跑得掉啊？

那麼地球爆滿了。。。符合邏輯的下一步也應該是先佔據太陽系內的類地行星先，為毛就直接上其他恆星系了？

地球不能生存了，就假定是世界大戰吧，ok，世界大戰沒有道理把水星金星火星都炸了吧？

總之我認為基於生存目的，只有在人類已經徹底征服太陽系所有行星的情況下才是符合邏輯的。

但是基於太陽在人類尺度可以說無限制的供給能量，尼瑪人類將來要繁衍多少出來才能覺得一個太陽不夠要另一個太陽啊！

Anyway，假定人類已經有一個動機，因為太陽系爆滿，需要移民其他星系了。

假定人類這是還是使用化學能做航行器的能源

這個做不到。。。

化學能必須自帶氧化劑。。。效率又奇低。。。沒法補給的星際航行。。。臣妾做不到啊～（此處應有甄嬛傳配圖）

假定人類使用可控核裂變做推進器和能源

這已經超出目前人類科技範圍（目前太空使用核能源都是核電池之類，並非直接推動航天器）

以下討論開始正式空想

核裂變的效率不高

無法隨時補給，原因在於核裂變的原料都屬於能級較高的重元素，這些重元素基本上只有類地行星才有，你說你都找到類地行星了還補給個屁啊，到站了，該下車了

所以所有原料和能源必須在始發地就裝載好

那麼必然存在有效載荷奇低的情況

由於原料有限，無法不斷加速，最高速度會有限制，我無法估計準確數值，往高了說就當他是0.01倍光速好了。

基於已知移民動機，人類不斷的發射千年後才能到達目的地的飛船，好進行移民。。。

不行我編不下去了，人類你都把太陽系佔滿了，你覺得這麼低效率的移民方式能比得過人類的繁衍速度嗎。。。有那時間還是先發展科技計劃生育不行嗎？

你說你跟人說你出國吧，不過路上你就死了，你的孫子的孫子的孫子。。。會到目的地享受生活的，你覺得人家會不會抽你？

總之通過核裂變的方式實現恆星際航行的代價實在太高昂（原料上每發射一枚飛船都得帶上足夠的燃料和時間上初步估計千年為單位），理智的人類領導不應該強求進行恆星際航行

接下來是核聚變了

核聚變使用的是輕元素，宇宙中含量最多最容易補給的元素

核聚變的航行器必須是最容易補給的，全宇宙99%都是氫啊同學

那麼不存在補給問題的航行器，一邊航行一邊補給，不斷進行加速，上限是多少呢？

其實我覺得0.9倍光速也不是不可能呀，但是保守起見往低了說我說個0.3吧

好吧，人類終於有能力實現具備實現意義（能夠承擔代價）的恆星際航行了（此處應有掌聲，謝謝）

撒花

出發，目標是若干年來發射的無數無人飛行器探測到的唯一預計會適合人類生存的X恆星Y行星。。。咦，到了目的地發現目的行星已經有能實現初步行星間航行的智慧生物了

那麼我問你，此時人類和這些外星人間的科技差距有多大？

反過來就是題主問題的答案了。

對了，關於題主提的五個小問題，其實都是後勤問題。

後勤問題不需要答案，因為當你能實現具備實現意義（能夠承擔代價）的恆星際航行時，後勤已經不存在問題了。

例如幾百年前哥倫布航行到美洲的時候，後勤是個大問題（不過比題主的問題好解決的多，因為他可以在海上獲取食物補給），蔬菜啊，船的壽命啊，船員的健康啊。

現在歐洲到美洲的航班你看會擔心補給問題嗎？自帶油料自帶飛機餐自帶DVD自帶空姐哈哈哈。

後勤問題之所以是問題是因為時間超過了你後勤能承擔的限度，所以我說等你真能實現誇星際航行的時候這些問題自己就解決了。

BTW我猜有人會拿哥倫布說事，哥倫布當年多麼具有探索精神啊，為什麼人類不能在不具備時間跨星際航行能力的時候強行憑藉現有能力來航行呢，不就是時間長點嗎？

第一，哥倫布當年沒有無人探測的條件

第二，哥倫布可以隨時在海洋海島上獲取食物等補給

第三，哥倫布不想幹了可以掉頭回來（採用不可補給的原料做遠程航行一旦原料消耗超過1/4你就無法掉頭，因為你得減速，反向加速，再反向減速才能回來，說採用星體引力做180度轉向的給我面壁去，你都到星體了還回來個鳥啊）

第四，哥倫布沒準備出去一千年

第五，哥倫布出去是因為到印度的航線被封鎖了（也就是逼不得已，說的好聽叫探索精神）

最後，關於曲率航行

有關人類文明的發展，目前能看到的終點就是可控核聚變，已經非常牛逼了，因為目前人類獲取的所有能源實際上來源都是恆星聚變產生，實現了可控核聚變簡單來說就是隨身攜帶一個小太陽，配合合適的燃料補給方式人類終於可以實現永久星際漂流了

既然我們是在科幻的主題下，請允許我稍微放飛想像的翅膀，通過強相互作用力、弱相互作用力、磁力、引力的統一，讓我們能直接操縱引力，進而影響空間的曲率，進而最終實現超光速航行。

這已經是人類目前能想像到最具備可行性的超光速航行方案了。

同樣通過四種基本力的統一讓我們能夠實現比核聚變更高效的能源，通過夸克的分散組合來實現超過20%的質能轉換吧。

至少，這也是可以遇見的物理髮展方向不是么，愛因斯坦晚年可就是在干這個的

我可沒YY說什麼反物質引擎啊蟲洞傳送啊什麼的

除非你覺得超光速航行是不可實現的。。。既然是科幻么，不要那麼煞風景吧？

要知道，很多科幻小說都在YY摺疊空間實現空間傳送了，我覺得影響空間的曲率比摺疊空間在能量上的需求要小一千倍哦～

關於可控核聚變，三十年前我就知道無數科學家在朝這個方向努力，三十年過去了連說的過去的實驗堆的理論知識都沒拿出來，真沒那麼容易，期待有生之年可以看到成品的都可以洗洗睡了。

能源的每一次躍進都是基於理論物理的躍進，但革命性的物理理論已經多少年沒有出現過了，現在理論物理學家都在做些修修補補的工作，也許愛因斯坦後再無愛因斯坦。

理論物理在大航天時代是一切進步的基石，怎麼強調都不為過！

我真覺得人類踏入四級文明樂觀點也需要幾千年的。。。

——————————以下是原答案——————————

我覺得吧，差距應該不能用幾年這樣來算，要用幾級文明這樣來算

人類在跨出本行星之前，我覺得都可以算一級文明了

開始跨出本行星，實現星系內航行，我們算二級文明好了，目前人類處於這個二級初步階段

航行器的發動機，二級初步階段普遍使用的應該是化學能

考慮到化學能的低效，以及航行期間補給的不可能，航行的距離是有極限的，基本不可能到達恆星系之外，此時主要關注點還是在自己本行星系內

二級高級階段，發動機可以考慮使用可控核裂變了，但是發動機能達到的最高速度（考慮到還要保留減速的燃料）也是有極限的，要實現跨恆星際航行的距離，時間初步估計以千年為單位，不具備實際性，當然你說要實現，也是可能的

但二級高級階段文明的主要關注點還是在自己本恆星系內

有千年的時間發射航行器關注其餘恆星系不如專註於自身文明的發展，也許千年後發射的航行器只要幾年就追上了你花一千年航行的距離。這句話很重要！

掌握了可控核聚變的文明，我們可以認為是三級文明了，由於可控核聚變的燃料是有可能得到補給的（彗星，奧爾特雲等），同時核聚變的能量轉換效率比核裂變高的多，我們有理由認為採用核聚變發動機的航行器最高時速有可能達到0.1倍光速，即每秒30000公里，考慮到加速減速等階段，此時恆星際航行時間以百年為單位，對航行器本體而言相對論效應不顯著，時間依然以百年為單位，此時航行器一般還是處於探索其他恆星系的階段，不考慮回程

接下來文明的進一步需要掌握四種基本力的統一了，此為四級文明。有理由相信四種基本力的統一將極大的推進文明的發展。一方面，常規航行可以採用夸克間的力作為能源，此時燃料質量的30%以上可以轉換為能量，常規航行可達到的最高時速有可能達到0.5倍光速以上，以常規航行進行恆星際間航行，考慮到相對論的效應，單程時間應該以十年為單位

同時由於引力的和其餘基本力的統一，有理由相信人類已經可以實現人工曲率飛行，雖然本體航行速度沒有超過光速，但是通過疊加曲率空間的因素，可以實現實際上的超光速航行（例如將白紙捲曲，原本AB兩點間航行有10的距離，現在捲曲後只需航行3的距離即可，然後撤銷捲曲，實際速度是本體速度的3.33倍，以此實現）

由於實現了超光速航行，恆星際間的航行時間只需以年為單位，此時針對其餘恆星系的探查和開發成為可能

那麼，如果有外星人在觀察地球人，他們應該處於幾級文明？

我傾向於外星人處於四級文明以上

很簡單，地球人已經通過各種方式探查離地球最近的恆星系，那麼可以推斷外星人也會優先探查離他們最近的恆星系，考慮到宇宙間恆星系的數量和文明的數量，人類和外星文明間的距離不應該很近，也就是說外星人發現人類也許是他們探查過一百或一千甚至一萬個恆星系後才發現，也許人類和他們本體星系間有上百光年的距離

即使外星人在三級文明階段就開始探查附近恆星系的舉動，經過如此漫長的時間他們應該早已進入四級文明階段，也只有四級文明才能承擔如此大規模探查索消耗的資源

人類在一級文明階段，從智人算起有幾百萬年了，從有文字記載算起，有幾千年的歷史

二級文明初級階段已經約五十年，可以預見的未來還將繼續處於這個階段

我估計到摸到二級文明高級階段的門檻之前也許還有一兩百年的時間

三級、四級文明發展需要的也許不只是時間，也需要契機，像愛因斯坦這樣以一己之力改變整個人類文明進程的存在也許也不可再得

至於其他材料呼吸飲食工程健康等問題皆為細枝末節，只要不亂點技能點，科技發展到相應階段自然有相應解決辦法

所以我覺得，人類和外星文明之間至少有兩代以上的技術差距，比現代人和山頂洞人間的差距還大，但由於人類文明的發展呈現加速狀態，時間上的差距沒有那麼多，樂觀點也許公元紀年四位數內人類也可以達到類似的文明程度，吧。

不樂觀的話，既然有人在關注地球了，你覺得我們還有發展的機會么。。。也許智子早已無處不在。。。

PS，理論物理是人類科學和文明的基石，得物理者得天下。

文明的劃分參考了《重生之超級戰艦》，特此感謝。

別的不提，我覺得結構材料是一個巨大的問題。因為星際航行的高速性，哪怕速度只有百分之一光速那樣低，裝上什麼小東西的動能都是巨大的。我無法想像任何現有的材料能耐受這種撞擊。

所以，結構材料的強度怎麼也得再上一兩個數量級才好使。

依靠飛船進行恆星際航行，這個就像古人想像仙人用天馬拉的車子飛行一樣愚蠢，因為也許在不遠的未來，人類可以直接傳送人類和各類物資到另一個星球，根本不需要在宇宙空間內航行

當第一艘巨大的帆船回到非洲的時候，不知是否有人意識到，遠航是人類的唯一選擇。

死亡是人類的宿命，遠航，是人類對抗死亡的結果。

人類通過兩種途徑對抗自身的死亡。

第一種，繁衍傳播自己的後代。這是人類基因決定的生物學特性，這是地球所有生物都具備的本能。人類時刻有遠航的衝動。

第二種，改造自己，獲得人類認知範圍內的不死之身。這是人類理性的成就。不死之後，只有出發，沒有遠航。

如果物理學研究有了重大進展，人類能夠突破光速，人類就可以全體出發了。

如果生物醫學有了進展，能夠預計以數千年的時間維持一個大腦的運轉，肯定有個別人會搶先出發的。

下一個千年之前，人類會開始恆星際旅行。

回答題主，能夠進行恆星際旅行的文明，跟我們的科技差距不會超過一千年。

我們外星人只要知道目的地坐標，都能直接傳送過去的。只不過去星際旅行都是土豪，像我這種外星窮逼只能在家裡刷知乎。

科學家曾經將文明劃分了幾個等級，第一個一類文明是指能完全利用一個行星的能源，二類文明是能完全利用像太陽系的所有能源，三類文明是指能完全利用銀河系的能源。而我們目前處於0.7一類文明。

我在懷疑我們和他們是不是處於同一個時間體系。

從中國到美國，不考慮路上的補給

跑步過去，你是裘千仞咱們再聊

划船過去，得先提前學游泳健身野外生存練出一個好身體，然後帶上半年的口糧淡水和各種生存工具，打包至少一車廂

坐游輪，得帶至少半個月的口糧淡水和一些娛樂打發時間的道具或者書籍，打包兩個大旅行箱足矣

坐飛機，帶兩頓飯一瓶水就行了，最多再帶本書還不一定看得完，打包一個小包就行了

坐東風快遞，啥都不用帶了，一會就到了

所以你看，你需要做什麼準備，和你的旅行技術是息息相關的

什麼農業、健康、心理、知識、工程問題，都是因為路上要花幾百上千年，所以才需要解決

對於一個物種來說

如果他需要花個體十倍的壽命時間去探索星系，他去幹啥？他有空不如花這十倍壽命時間發展自己的文明，說不定到時候發射的飛行器5分鐘就追上現在發射的飛行器了。他不去題主的問題有什麼好解決的？

如果他周末無聊門口打個飛機5分鐘就能探索星系玩玩，題主哪些問題還有什麼好解決的？