相比军费，科研投入每年只是零头，然而在科研投入美国也算是全球每年投入最多的国家，但也只是250亿美元左右，对比下来，其他国家的科研投入可真的不耐看……美国在军费开支上的花费超过了其他10个国家的总和：估计每年有6000亿美元（约合40000亿人民币）。与此同时，NASA和美国国家科学基金会(National Science Foundation)的全部预算合计只有250亿美元，相当于军事预算的4%。许多天文学家、天体物理学家、工程师和科学家们都梦想着能给他们的预算带来温和增长的好处，但这些都是微小的、渐进的梦想。

这个聚变反应堆中心的等离子体非常热，没有发射光；只有较冷的等离子体位于可以看到的墙壁上。可以看到热和冷等离子体之间的磁性相互作用。图片版权：National Fusion Research Institute, Korea

如果我们真的达到了这样的目标呢？如果我们梦想有一天，在战争、国防和军队方面投入了和平研究以造福人类，如果空间和科学预算达到了6000亿美元，或者替代了在军事上的花费，那么我们所能完成的将是巨大的。这里有五种可能性，仅仅是一年的军事水平的支出我们可以做到！

TOP1、最终的能源突破：一个能源生产的核聚变反应堆

一种基于磁约束等离子体的聚变装置。热核聚变在科学上是有效的，但还没有达到实际运用的地步。突破版权：PPPL management, Princeton University, the Department of Energy, from the FIRE project

虽然我们有多种不同的方法来实现核聚变，但最有希望的途径是通过磁约束。一个国际财团，称为ITER，早在Reagan-Gorbachev时代开始和建筑最终将在2019年完成，总投资约200亿€。在此之后，再过十年，等离子体的运行就会成功，到本世纪30年代，它就能突破衡点，将氘和氚融合在一起。

然而，从许多方面来说，阻止核聚变能量在当今世界渗透的唯一因素是这种预先投资，其长期回报令人难以置信。在仅仅一年的军事预算中，我们不仅可以实现核聚变，还可以学习如何扩大其规模，彻底改变我们在地球上处理能源和能源的方式。它是能量的终极圣杯，它成功的最大障碍不是物理学，而是缺乏投资。

TOP2、在火星上建立至少有四个独立的人类基地

火星，以及它稀薄的大气层，就像上世纪70年代在维京人造卫星上拍摄的那样。即使是生活在红色星球上是困难的，一个成功的人类群体也可以达到500亿美元。图片：NASA/Viking 1

人类能在火星上吗？唯一阻碍我们的是资金，自上世纪90年代以来，这一直是事实。经过10年的持续投资，总投资在50到1500亿美元之间，我们可以在火星上建立一堆的设备，入住一群人，他们将在6到18个月后返回家园。即使在最大限度的时候也可以在另一个星球上建立四个独立的独立的殖民地，仅花费一年的军事开支。目前还没有这么做的唯一原因是资金。

TOP3、每一个美国家庭拥有2000瓦太阳能发电系统

两名工人在纽约波基普西附近的屋顶上安装倾斜的光伏阵列。一个小型的，2kw的安装，现在可以在商业上使用5000美元。图片版权：Wikimedia Commons user Lucas Braun

有许多革命性的技术正装备太阳能，从透明的窗户到瓦片到墙板。但最便宜、最高效的太阳能技术仍然是太阳能电池板。大约2000瓦的系统现在在5000美元以下，每月提供175 - 375千瓦时。在美国大约有1.25亿家庭，6000亿美元的预算可以为每个家庭提供一个这样的系统，美国人平均每月使用920千瓦时。

它不会解决我们的能源需求，但它将显著减少电网的负担，并大幅削减我们的化石燃料消耗。它会立即生效，或者至少是尽快地生产出许多太阳能电池板。

TOP4、能建造粒子加速器是LHC的40倍

一个假设的新加速器，要么是一个长线性的加速器，要么是环绕地球的一个加速器，可能会使LHC的能量相形见绌。即使那样，也不能保证我们会发现新的东西。图片版权：ILC collaboration

你认为LHC很有趣？在一个长达27公里的地下隧道里，它在14 TeV的能量中实现了质子-质子碰撞，而它的花费是100亿美元左右。我们可以用60倍的钱来做什么呢？只有两个自由的参数决定了的圆形加速器能让质子走多高的能量——用来引导它们的电磁铁的强度和环的周长。

6000亿美元，我们可以建造一个大约1000公里的隧道，并实现质子对质子碰撞超过500 TeV。如果电磁铁技术继续进步，可能最终会突破PeV(1 PeV = 1000 TeV)的边界。从这个大环上第一个步骤是一个“Fermitron”，首先是由Enrico Fermi所设想的，一个粒子加速器的整个地球的周长。如果大型强子对撞机发现了希格斯玻色子之外的任何新事物，就会有一个强有力的科学理论来研究来前沿的下一个层次。

TOP5、超过今天100倍的“超级哈勃”

对同一部分天空的模拟观测，同样的观测时间，用哈勃(L)和LUVOIR(R)，两者之间的差别是惊人的，而这仅仅是为了增加一个40倍的光聚集能量。图片版权：G. Snyder, STScI /M. Postman, STScI

哈勃太空望远镜是一个革命性的天文台，在许多方面仍然是天文学和天体物理学领域的顶级。但直径只有2.4米，它已经达到了最大分辨率。事实上要看到十倍于暗淡的物体，它需要观察它们100倍的时间！但是如果我们建造一个10倍直径的太空望远镜，在24米，它不仅会有10倍的分辨率，而且会在2小时内看到哈勃在一周内观察到的东西。

詹姆斯·韦伯太空望远镜，它的分割设计，遮阳，自动化，机器人技术可以作为这样一个任务的概念，但是限制因素是资金。要想使像这样的庞然大物成为可能，需要大量的投资，才能获得尺寸、图像质量和发射和服务能力。对于6000亿美元，我们也许能让它的直径达到30 - 40米，但是“比哈勃强大100倍”是一个非常保守的估计。我们所开发的技术对于人类来说就像阿波罗计划里的任何东西一样具有革命性。

一个人类在火星上的殖民地可能看起来是什么样子？即使是在廉价的情况下。图片版权：Mars One (rendering)

当然，在很大程度上还不到6000亿美元，可以立即对其中的每一项做出特别的贡献。国际热核实验反应堆ITER目前仍在建设中，预计总费用将在其有效之年全部花费400亿美元，这将延续到本世纪30年代。在火星表面进行的一次载人飞行任务，只需花费500亿美元就能负责任地完成，包括火星表面的大规模基础设施建设。2千瓦的屋顶太阳能装置在商业上的售价低于5000美元，而且每个月的电费都可以减少25%。“更小”的超级对撞机的成本估计在20 - 400亿美元之间，而且它的能量水平将比LHC大很多倍。而LUVOIR，最雄心勃勃的太空望远镜计划，是哈勃望远镜的40倍，很可能会下降到150亿美元的范围。

LUVOIR太空望远镜的概念设计将把它放在L2拉格朗日点，一个15.1米的主镜将展开并开始观察宇宙，给我们带来数不清的科学和天文财富。图片版权：NASA / LUVOIR concept team; Serge Brunier (background)

实现我们的科学梦想的成本确实很高，但回报甚至更大。在仅仅一代人的时间里，这种规模的科技投资就能以一种我们从未见过的方式改变我们的世界。仅仅一年的军事预算——高达6000亿美元——可能会使我们在未来25年的太空投资和基础科学研究增加一倍以上。这将不仅仅是让美国再次伟大。它将使世界以一种其他任何事物都无法做到的伟大——以一种人类从未见过的方式。