- 人造恒星发电量
- 三级文明能建造俄罗斯大小（长12000千米）的星舰吗
- 核聚变只是温度高，并不直接产生电流，为什么能源可以取之不尽用之不竭
- 麦克斯韦明明统一了电磁学，为什么看起来却低了牛顿、爱因斯坦一档
- 人类未来可以走向星际文明吗
人造恒星发电量
西南物理研究所表示，最近验收了我国首台30万千伏“立式脉冲发电机组”，总体参数已经达到国际上的先进水平！它就是国际核聚变实验堆装置，目前全球规模最大、影响最深远的国际合作项目之一的“人造太阳”也就是“东方支环”项目中，这台脉冲发电机组就要发挥巨大的作用了，据悉，“人造太阳”建造时间约10年，耗资50亿美元。
三级文明能建造俄罗斯大小（长12000千米）的星舰吗
巨型飞船
楼主这样问也太悲观了，严重的轻视人类的力量。我可以肯定的告诉你，不需要三级文明，人类在300年后就有能力建造这样的飞船，文明的等级和它几乎没有任何关系。
第一个问题：直径上千千米的飞船有什么作用？
在回答这个问题之前我们可以想一下，如果人类要制造这样一艘直径达到上千千米的星际战舰会用来做什么？首先可以肯定这艘星际战舰一定要修成球形或者近似球形，因为如果要修成雪茄形状在宇宙中航行无异于，肯定会被一些巨大天体的引力折断。其次，上千千米直径的飞船足够满足数以千万人的生态循环问题，即使在里面建一些高山湖泊都不过分。
说到这里可能大家已经明白，这样一艘星际飞船既不会是一艘单纯的战斗飞船，也不会是一艘移民飞船。如果人类制造了这么一艘飞船，说明人类已经脱离行星变成了一个真正的星际文明，飞船就是家，家就是飞船。在很多科幻小说家的想象中，这是人类文明未来发展的必然方向。相关案例可参考一下《独立日》中的外星人母舰，就是这样一艘星际飞船。
巨型飞船
第二个问题：建造这样的巨型飞船和文明等级有什么联系？
可能提问者只考虑到了这艘飞船的加速问题，所以才将飞船的建造和文明等级挂钩，其实两者根本就没有多大的关系。
文明等级是前苏联天文学家卡尔达舍夫，在上世纪60年代根据一个文明所控制的能量总和，划分文明发展程度的一种标准。大概的意思是：一级文明能够利用整个行星的能量；二级文明能够利用整个恒星及其行星系统的能量；三级文明能够利用整个星系的能量。按照他的这个标准，人类在今天大致处于0.73级文明。虽然这个标准在今天被科幻爱好者经常引用，但客观来说这个标准并不严谨。因为随着技术进步，能量运用的改变也会大大改变一个行星、恒星和星系的能量总和。比如说如果人类采用化石能源，地球的确没有多少能量。但如果人类采用反物质湮灭的获取能量的话，地球的能量可是一个天文数字。所以是否能建造这样一艘星际飞船与文明等级关系不大。
巨型飞船
第三个问题：要建造这样的巨型飞船都面临哪些难题？人类在多长时间会造出这样的飞船？
要建造这样一艘巨型飞船有很多难点，比如说材料的来源、运输、焊接、密封、生态循环等等，不谈这些小的问题，大的难题主要有三点：
首先是建造难题：这样的飞船肯定不可能在地球制造，因为地球的引力太大了，当船身到一定长度就会被自身的重力所折断。而且即便是造成了也没有能量将其发射到太空，所以只能在远离地球的太空中进行。这就要求人类起码要有太空天梯一类廉价进入太空中的设备，还要拥有成熟的太空工厂，成本低廉的太空货运飞船，这三者缺一不可。
其次是材料问题：我们可以想象一下这样一艘飞船，其外壳如果没有足够坚硬、足够轻且寿命又足够长的金属，无异于痴人说梦。何况这艘飞船还要加速、减速，所以材料问题最为关键，也最难克服，因为任何材料都必然受物理法则的限制。如果人类不能生产出强于《三体》水滴所使用的强相互材料，要建造这样的飞船没有任何可能。
三、推进问题：这样一艘飞船的质量几乎和月球差不多，参考《流浪地球》你可算一下需要多大的能量。
虽然建造这样的飞船在今天无异于痴人说梦，但绝非像楼主想的一样需要三级文明才能建造，关键是需要。我认为在极端的情况下，如果地球已经无法满足人类的生存，人类在不惜一切代价的情况下，在300年后就有能力建造这样的飞船。但如果没有这样极端的事情发生，可能就要等到人类彻底厌倦行星生活，决定走出自己的母星和星系，才会考虑。
核聚变只是温度高，并不直接产生电流，为什么能源可以取之不尽用之不竭
除了闪电，这个世界上没有直接的电能，都是其他能源转换的，而光和热是最简单直接的能源。
可控核聚变又叫“人造小太阳”，实现条件需要的是高温，所取得的也是持续的热量，正是这个高温转换成动力，实现取之不尽用之不竭的能源。
所以，高温是核聚变发生的前提条件，获得持续不断的高温则是核聚变的目的。
使原子核发生融合，从而释放出巨大的能量，就是核聚变。让两个原子核靠近融合至少要几十万到几百万度（摄氏度，后同）的温度。
但这种几十万几百万的温度只能达到部分核聚变的条件，满足不了持续核聚变的条件，要达到1亿度，才能发生核聚变的自持性反应，持续不断靠自己的温度来维持核聚变的持续进行。这种核聚变叫热核聚变。
还有一种核聚变叫冷核聚变，这种聚变不一定要高温，但需要压力，要在巨大的压力下，核子才会产生融合反应。
恒星核聚变就是在核心区超高压情况下实现的，比如太阳中心温度1500万度，而压力却达到3000亿个大气压。所以是压力和温度同时作用发生的聚变反应，就不是单纯的热核聚变了，但又不完全是属于冷核聚变，是一种较为复杂的机制。
在地球上人类无法制造出太阳核心这么巨大的压力，只有提高温度来实现。
现在人类可以通过激光等，能够达到1亿度以上的温度，这样就得到激发核聚变的能量了。人类已经能够制造出这么高甚至更高的温度，但用什么容器来盛装这么高温的聚变过程，才是需要解决的重要问题。
任何具体的物质都无法承受这么高的温度，这是一个常识。所以热核聚变的容器就必须有一个非常规的容器装置。
现在人类在实验中的可控核聚变主要采用惯性约束和磁约束等两种，更多的采用磁约束，其中最通用和著名的装置是托卡马克装置（见上图），就是把核聚变的等离子体束缚在磁场里，不接触任何容器实质。
还需要解决的重要问题是输入的能量要小于产出的能量，而且要远远大于输入的能量，这个核聚变才能够造福人类。现在这个问题已经在实验中得到解决，热核聚变在装置中已经能够维持100多秒时间了，这是一个重大的突破。
以后只要改进一些方法，使核聚变能够最终持续不断的长时间维持反应，就可以推向商业运用了。科学家们预计，这个时间还需要25年左右。
正是核聚变产生源源不断的高温输出，人类才能够利用这些高温来转换出电力，获得巨大的能源。
光和热本身就是能源，太阳能发电也是接收太阳的光和热而获得的电力。因此题目所说的只有温度高，而没有直接产生电流，怎么会有取之不尽用之不竭的能源呢？这实在是一个基本常识都不懂的问题。
在我们这个世界，只有水力和风力发电，是通过流体力学原理来获取机械能发电的，其余发电包括太阳能和火力发电、现在的核电都是用光热转换的。火力发电用煤用油产生热量，热量推动内燃机或者蒸汽机，然后带动发电机才产生电能，通过变压，输送到全国各地。
现在的核电是通过核裂变发生的巨大热能，加热高压进入的循环水带出热量，推动蒸汽机带动发电机发电的。
可控核聚变发电除了产生热能的原理与现在的核电有区别，发电原理应该是一样的。
关键是核聚变所需的能料取之不尽用之不竭，而且无污染，是最清洁的能源。
核聚变需要的只是轻元素，常用的是氢元素的同位素氘和氚，这些元素在海水里就可以提取获得，1升海水可以产生300升汽油的能量，朋友们可以算一下，这个能源可以用多久？
所以可控核聚变实现商业化运行以后，困扰人类的能源危机在一个相当长时期就不在话下了，人类文明就将由石化文明升级为核文明了，是一次重大进步。
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麦克斯韦明明统一了电磁学，为什么看起来却低了牛顿、爱因斯坦一档
客观地说，仅仅从成就来看，牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦三人应该是并驾齐驱的，是理论物理学史上毫无争议的第一梯队的存在，而且第一梯队有且只有这三位而已。可我们会发现，在很多人眼里麦克斯韦的地位似乎远不如牛顿、爱因斯坦，甚至都不如伽利略。不仅如此，很多人对牛顿、爱因斯坦的生平了解的很多，但很少人了解麦克斯韦的生平。
那问题就来了，为什么我们说单从成就上看，麦克斯韦并不亚于牛顿和爱因斯坦？又为什么，麦克斯韦并不如牛顿、爱因斯坦为人所知？
理论物理学家的梦想
我们来先来解决第一个问题。其实，从古至今，理论物理学家都有一个梦想，这个梦想就是提出大一统理论。那为什么是大一统理论呢？说白了就是用一套理论解释所有的物理学现象。这个梦想不仅牛顿有，爱因斯坦也有，而且两人晚年都为此付出了许多的努力，但都没有任何结果。
不过，从这个方面，我们也能了解到，就像古代帝王喜欢统一，理论物理学家也喜欢统一。而凡是能仅凭一人之力或者说单打独斗，就完成部分统一的理论物理学家都可以跻身到理论物理学史上第一梯队的行列当中。而在这个梯队中，有且仅有三位实现了部分的统一：
- 牛顿提出了牛顿力学，万有引力定律，统一了“天上”和“地上”的物理学；（在此之前，亚里士多德世界观中，天上和地上遵循两套完全不同的规律。）
- 麦克斯韦提出了麦克斯韦方程，统一了“电”和“磁”，并且预言了电磁波的存在，同时光就是一种电磁波。（后来，他的理论被赫兹所证明。）
- 爱因斯坦提出了相对论，在狭义相对论部分，他统一了“时间”和“空间”，“能量”和质量。在广义相对论部分，他给出了引力本质的诠释。
而诸如量子力学和近现代的粒子物理标准模型，实际上都是一群人一起努力的结果。量子力学前前后后经历了多代物理学家，比如：第一代的普朗克、爱因斯坦；第二代的波尔、索末菲、波恩；第三代的海森堡、薛定谔、狄拉克等。
至于粒子物理学标准模型也是这样，有杨振宁、温伯格、希格斯、费曼、盖尔曼等等几十位甚至是上百的科学家共同努力得以完善。
因此，这才使得牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦拥有如此崇高的历史地位。
麦克斯韦为什么不为人所知？
实际上，如果经常到学校里转转，我们确实能够看到麦克斯韦的画像。但即使是这样，麦克斯韦的名声还远不及牛顿、爱因斯坦。各种原因，我觉得和学生时代的知识结构有关。我们了解牛顿，是因为我们初中、高中都会接触到物理学，而其中最核心的牛顿力学，也是学生们主要学的。
虽然也会学一些电磁学理论，但如果仔细去看的话，我们会发现学的这些电磁学理论都是经过简化的。所谓的安倍定则，欧姆定律，楞次定律等等，就是没有接触到麦克斯韦方程。因此，你很难感受得到麦克斯韦方程如何统一了电磁学。
实际上，初高中学的这些电磁学理论都是在某种假定条件下得到的，只是麦克斯韦方程理论的一部分而已。如果真的让学生们去学麦克斯韦方程，估计挂科率肯定是止不住了。也因此，我们上高中物理课时，根本不会接触到麦克斯韦这个人，也就无法知道他到底有多厉害。
而相对论虽然很多人都不懂，但是相对论的名气要远远大于麦克斯韦方程。平时没事谈相对论和量子力学都会让人觉得你特别有学识，但你见过谁会没事跟你说，我们来聊一聊麦克斯韦方程？
而且像相对论中的质能方程，以及量子力学中的薛定谔的猫其实都已经成为了时下的流行用法。因此，也使得这两个理论成为了大家耳熟能详的理论。（当然，其实大多数人都搞不懂这两个理论到底说了啥。）
基于这两点，不熟悉和不够流行，才使得麦克斯韦远远不如牛顿、爱因斯坦受到普通人的关注多，也就会让人觉得他似乎学术地位远不如牛顿和爱因斯坦。但我们客观地说，他其实是可以和牛顿、爱因斯坦平起平坐的存在。
人类未来可以走向星际文明吗
人类未来可以向星级文明吗？
♥人类未来完全可以走向星级文明，不过那是若干年后的事情了。当地球人类真正掌握了冷核聚变技术，人类成为星际文明指日可待。人类的未来可以移民火星、星际旅行、永生以及人类在地球之外的命运。
根据前苏联天文学家尼古拉.卡尔达肖夫于1964年提出的设想外星文明等级可分为三型；
Ⅰ型文明→可利用投向行星的所有阳光能源；
Ⅱ型文明→可利用其恒星系统产生的所有能量；
Ⅲ型文明→可利用整个银河系系统的能量。
从这个衡量文明指数来看，现在地球科技处于0型文明，连Ⅰ型文明都远远未达到或算不上。
地球上的人类文明也仅仅只是一个构想，比较狭隘；地球只是太阳系中目前唯一有生命、有植物的星球；相对银河系，太阳系同样显得渺茫；而浩渺无际的宇宙则是让地球人捉摸不透的谜团。
★物理学家弗里曼戴森认为，人类将在未来的200年内步入第一种文明形态。早些时候，卡尔达舍夫设想，人类将在3200年后进入到第二类文明形态。
而从太阳系走出去（达到了正宗的1级文明），达到戴森球（直径2亿千米距离），开采恒星能量和人造天体。利用银河系的能量，进行银河系的星际航行，此时达到2级文明了。而此时银河系的什么陨石撞击、超新星爆发、恒星等等都不能摧毁这个文明了。
戴森球假想到星际文明，这一级的文明的活动范围已经不仅限于他们的恒星所在的小团体，可以遨游整个星系，他们可以长距离的星际旅行，而且也可以进行星际殖民，所在星系里面的所有行星都是他们的能量来源。最酷炫的是这个文明等级生命，可以抛弃他们的，把自己装在机械之中。不过他们也可能是成功叛乱的智能机器。这个等级的文明可以到宇宙的尽头，只有宇宙爆炸才能消灭他们。
♥人类科技水平是不断发展提高的，这里我们以住在月球中转站来畅所欲言说一下。
★我们最早的宇航员只在月球上待了很短的时间，通常是几天。为了建造第一所载人前哨站，未来字航员将要在那里度过更长的时间，他们将需要调整以适应月球条件，那里和地球上的条件完全不同。
限制我们的宇航员在月球上停留时间的因素有食物、水和空气的供应等，因为他们几个星期就将耗尽所携带的补给。一开始,所有的东西都必须从地球上运输过去。月球无人探测器还要每隔几周就给空间站运送补给。这些运输系统将成为宇航员的生命线，所以他们发生的任何事故都可能变为紧急事件。建设月球基地，即使只是一个临时基地，为宇航员要做的第一件事可能就是生产呼吸用的氧气和种植他们自己的食物，有许多化学反应可以释放氧气，水源的出现提供了现成的供应，而且这个水源也可以用在水田里种植农作物。
★幸运的是，与地球间的通讯将不会是什么问题，因为无线电信号从月球到地球（38万千米）只需要几秒钟，除了这一点点的延迟，宇航员还可以像在地球一样使用他们的手机和互联网，所以他们可以和自己亲密的人保持联系，并接收最新的消息。
★一开始，我们的宇航员必须住在太空舱的内部，当他们出去探险时，第一件事就是展开太阳能电池板收集能量，因为月球上的一天相当于地球上的一个月，月球上的任何地方都是两周白天接着两周黑夜。因此他们需要大块的电池来储存那两周“白天”收集的能量，以便在接下来的漫长“黑夜”中使用。
一旦到了月球，有几个原因会促使宇航员想到极区去。在极区的几座山峰上，太阳是永远不落的，所以一个配有几千个太阳能板的太阳能农场能提供持续稳定的能量。宇航员也许还能获得在极区巨大山脉和陨石坑的阴影处的水源。有估计认为，在北极地区也许能找到6亿吨的冰。一旦开始开采作业，就可以大量收集这些冰，并将其净化为饮用水使用，这些冰还可以用来制造氧气。开发月球上的土壤也是可能的，那里含有惊人储量的氧气。事实上，每1 000磅月球土壤中就含有大约100磅氧气。
宇航员还必须调整适应月球的低重力。根据牛顿的引力理论，任何星球的引力大小都和它的质量相关。月球的引力大约是地球的1/6，这意味着在月球上，即便移动很重的机器也很容易；逃逸的速度也慢很多，所以火箭在月球上的起飞降落也将容易很多。在将来，人类很有可能在月球上建造一座繁忙的太空港。
★但是我们的宇航员还必须重新学习简单的动作，比如走路。号宇航员认识到在月球上走路是非常别扭的一件事。他们发现，最快能掌握的动作是蹦。因为月球上的低重力，你蹦一下比迈一步移动得更远，而且也更容易控制你的运动。
另一个需要应对的问题是辐射。持续几天的任务并不是什么严重的问题。但是如果宇航员需要在月球上待几个月，他们的身体就得长时间暴露在辐射中，因为月球没有大气层，这可能严重地增加他们患癌症的风险。(在月球上，再简单的疾病问题也可能升级成对生命的威胁。所以所有宇航员必须进行急救训练，他们中的一些人可能还是医生。例如，如果一名宇航员在月球上心脏病发作或者患上阑尾炎，医生很可能将利用特殊工具与地球建立远程会议系统，通过遥控的来进行手术。机器人也可以被带去，通过地球上技术高超的医生的引导，做多种形式的显微手术。)
宇航员还需要从监控太阳活动的天文学家那里获得每天的“天气报告”。这些天气预报不需要指出即将到来的暴风雨，但需要对活跃的太阳耀斑活动给出警报。这些活动将向太空发出炙热的辐射流。如果太阳上发生大爆炸，宇航员就会被告知寻找掩蔽体。警告发出后，宇航员将有几个小时的时间，在一场致命的亚原子带电粒子风暴袭击基地前做好准备。
规避辐射的一种方法大概是在月球的熔岩洞穴里挖一座地下的基地。这些地下洞穴是古代火山的遗迹，可能很大，直径可达1000英尺，可以提供足够的保护，使宇航员免受来自太阳和外太空的辐射。
一旦宇航员建立起临时的防护，就会有大量来自地球的机械和补给运输，为建造永久的月球基地做好准备。运输已经预先建造的材料和可充气的物品将会加速这个进程。(在电影《2001太空漫游》中，宇航员住在巨大的现代化地下月球基地中，里面配有着陆平台可用于火箭着陆，也可作为协调月球采矿作业的总部。我们的第一座月球总部的功能也许不会那么全面，但电影里出现的场景大概不久就会实现。）
在建造这些地下基地的过程中，你将不可避免地想要具备建造和修理机器的能力。尽管推土机和起重机这样的大型设备必须从地球运输过来，但是通过3D打印，宇航员也能在现场制造小型的塑料机器零部件。
理想的情况下，工厂将会用金属建造而成。但是不太可能建一座 高炉，因为无法提供熔炉需要的空气。然而，实验表明月球的土壤在被微波加热后，可以熔化和熔融，制成像岩石一样硬的陶瓷砖块，这些砖块可以用作整个月球基地的基本建筑材料。原则上，所有的基础设施都可以用这种材料来建成，这种材料可以直接从月球土壤里采集。最后还有一些消遣项目可以帮助宇航员释放压力等。
知足常乐2021.6.23日晚于上海
