实证科学与机器化工业 - 自从哥伦布大航海时代到马斯克火星计划的几百年建立与发展的体系，在宗教改革之后，经历了4次科学与技术革命和2次机器化时代，在后现代进入太空探险时代，能否成功实现人类的星际迁徙梦想，关键在于在极端环境下的人类生存技术发展。
从约BC1500年摩西出埃及到约AD1500年的历史，人类建立了宗教（艺术-语言）与人文哲学和工程（数学-技术）与科学哲学的基本文化框架，而后，人类发展了实证科学与机器化工业体系，并将进入行星际文明：
I）从牛顿到爱因斯坦等建立的天文学和物理学与化学体系；II）从莱布尼兹到图灵和诺依曼等发展的计算机与非线性科学；III）从亚当斯密和魁奈到熊彼特等发展的经济学与社会学等；IV）从瓦特和西门子到乔布斯等形成的工业设计与制造体系；V）从达尔文和孟德尔与贝尔纳到实验与系统生物学体系的建立等。

其中4）经历了3个范式的发展过程：
1）19世纪生物科学的建立 - 达尔文进化论与孟德尔遗传学和贝尔纳实验医学，以及摩尔根的基因论和巴斯德的工业微生物学等，这是实验生物学范式；
2）20世纪中叶 - DNA双螺旋结构和操纵子模型 - 这是分子生物学范式，经历了从米切尔发现DNA物质、证明DNA是遗传物质的噬菌体实验、碱基互补配对原则到DNA双螺旋结构、三联体密码、乳糖操纵子模型等的建立过程，华生、克里克和威尔金斯提出DNA双螺旋结构，尤其是克里克提出中心法则，这是一个关键的学科划界，即，从生物化学到分子生物学的奠基 - 一个新的科学范式；
3）20世纪90年代到本世纪初 - 系统医学和系统遗传学与系统生物工程（合成生物学）- 这是系统生物学范式，核心是生物系统的结构论原理和BSSE概念与NIBC汇聚技术，包括，图论与网络拓扑学和生物电子学设计方法等。

由于地球资源与人口增长之间存在的问题，马斯克火星计划，不同于哥伦布大航海，不仅需要航天的太空飞船技术，以及机器人与人工智能技术等，尤其需要建立地外星球的人工生态系统和太空医疗与生物技术等。

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