前言
纵观历史，人们将他们的劳动与越来越先进的工具相结合。这使得工作变得更容易，提供了更高质量的生活，并改善了安全和健康。过去两个世纪见证了体力劳动逐渐被动力设备取代。最近，自动化、机器人、软件和人工智能等技术催生了“智能工具”。这些工具可以取代大部分剩余的劳动。随着这些进步，我们的文明面临着一系列当前和未来的问题。这些问题包括发展不平衡、环境恶化、经济状况不稳定以及智能工具造成的“科技失业”。
尽管存在这些问题，大多数人仍然希望自己、社区和世界拥有更好的生活。本套书的两卷试图（1）描述我们是如何走到今天的，以及问题是什么，（2）我们如何设计解决方案，以及（3）一些将它们用于改善生活的例子。我们的主要方法基于为自我改进而设计的系统。我们从整个生命周期来看这些系统及其周围的环境，以避免不希望出现的副作用并避免造成新的问题。我们认为，将自我改进与系统方法相结合可以解决文明面临的大规模问题，并使我们能够实现目标。
为了产生影响，任何解决方案都必须是实际可行的。我们打算使用以下核心思想来证明解决方案既可以
- 地球和太空资源和能源丰富。
- 拥有足够的知识和工具，可以用来建设更美好的生活。
- 通过规划，这可以实现可持续发展，并将副作用降至最低。
- 合作使它变得负担得起。
- 指数级自我改进使其可扩展。
- 智能工具可以完成大部分工作，使其变得更容易。
- 第一卷：种子工厂和自我改进系统
本书主要关于改善地球上的生活。第一章首先介绍了一些问题，以及我们将用来设计解决方案的系统工程方法。第二章回顾了自我改进的历史及其各个方面，如扩展、增长和升级。在历史上大部分时间里，这些变化都是无意识的，最近则变得有意识但无计划。在历史上某个时刻，我们开始计划项目，但没有过多地考虑副作用及其造成的问题。如今，我们不断增长的文明的副作用正在成为紧迫的问题。因此，我们不仅要解决未来不希望出现的副作用，还要尝试弥补已经造成的某些损害。
文明既庞大又复杂，因此，如果我们的解决方案要产生有意义的影响，就必须同时解决规模和复杂性问题。与此同时，我们不想造成新的问题和副作用。
为了进行扩展，我们引入了“种子工厂”的概念。这是一种生产系统，旨在通过重复过程制造更多用于自身的设备。当前设备用于制造新设备的零件。当前+新设备然后用于制造系列中下一个新项目的零件。与任何工厂一样，它也制造有用的最终产品。扩展工厂的一种产品是更多种子工厂，这使其具有指数级增长的潜力。这可以使大规模解决方案成为可能。
“系统工程”是 20 世纪发展起来的一种方法，用于处理整个生命周期的复杂项目。自我扩展工厂及其与之互动的文明部分都非常复杂，因此使用这种方法是有意义的。它考虑了整个系统，包括所有来自外部世界的输入和输出。如果操作正确，这将识别潜在的问题，如资源枯竭、废物产品和报废处理。这些问题可以在设计阶段提前处理。我们认为，将种子工厂的概念与系统工程相结合可以为我们自己和更广泛的社区带来更美好的生活。
第二章介绍了种子工厂概念的发展、当前状况以及需要对其进行的额外工作。第三章介绍了要包含的元素和想法、构建这些系统的理由以及用于构建其规划的参考体系结构。第四章详细介绍了系统工程和设计过程，从指定需求和愿望到建设和运营。[注意：将关于科学与工程设计的章节从第二卷中移出，因为这些章节适用于两卷书] 每个生产系统都涉及地点、设备、投入和流程。因此，我们对可用类型进行了清点，并推测了未来可能对我们有用的新类型。
第五章到第八章介绍了我们综合方法的一系列示例。这些示例按规模和难度递增排列。它们相互关联，因为从种子生长起来的扩展工厂可以做的不仅仅是制造用于自身改进的设备。当它足够成熟时，它还可以（1）制造用于制造副本的额外种子工厂的设备，以及（2）制造用于更大、更复杂项目的不同或更大的设备。因此，它可以将自己演变成后来的示例之一，或者制作不同的入门套件以从后来的示例之一重新开始。
工具和机器本身无法做任何事情。完整的生产系统还需要物质资源来供应机器，能量来运行机器，以及知识（以具有合适技能和经验的人员的形式来运行事物以及有关如何操作的计划和说明）。我们简称工具、资源、能源和知识的组合为“TREK 原则”。
自太阳系诞生以来，地球一直不是封闭的系统。它以多种方式与我们大气层以外的宇宙相互作用。最重要的是来自太阳的太阳能，它与向太空辐射的热能相平衡。但直到 1957 年，我们才能够有意识地将物体送入太空。在此之前，所有曾经存在过的数十亿人口、我们文明的所有人工制品以及支持我们的生物圈都局限于地球表面附近的相对薄薄的一层。
太空中的物质和能量资源远远超过地球表面可获得的资源。从长远来看，利用它们来补充或替代我们在地球上使用的资源是有意义的。因此可以帮助减少或防止对我们所居住的环境造成进一步的破坏，甚至有助于环境恢复。我们也有机会做一些在地球上做不到的事情。
我们在地球上使用的相同工程原理也适用于太空。但到达太空很困难，距离非常大，环境也截然不同。与地球不同，所有事物都相对于彼此运动。第二卷通过首先介绍与太空相关的科学和工程学科来解决这些差异。下一部分介绍太空运输。要进行任何太空活动，首先必须离开地球才能到达那里，通常还要在之后前往特定目的地。另一部分介绍了适用于太空的陆地工程技术，以及专门针对太空环境的方法。
第二卷的其余部分继续介绍自我改进系统的太空示例系列。第二卷遵循第一卷，因为第一个此类系统必须从地球上供应。太空示例和项目按距离和难度排列，这大约是我们尝试它们的顺序。之前太空位置的系统也可以用于帮助构建用于以后系统的种子元素。太空中每个区域的环境和资源都不同。因此，我们还将提供对这些条件的描述。许多未来的太空项目和计划目前都是推测性的。我们展示了基于已知科学和技术的项目，但我们不知道哪些最终会变得实用并实际发生。
两卷书不可能包含理解和构建像种子工厂这样复杂项目的全部细节。我们尽可能链接到在线开源资源，例如维基百科和互联网档案。链接通常以粗体大写显示，以帮助识别它们。其他标题和关键词也以粗体显示，但没有链接。并非所有内容都可以在开源中获得，因此我们也在适当的地方参考了版权作品。如果您在通过图书馆或购买访问它们时遇到困难，您可以联系以下贡献者以获取帮助。
这些书籍作为种子工厂项目的一部分开发，这是一个开源合作项目，旨在开发相关技术和硬件。由于是开源的，我们选择使用维基教科书网站来托管我们正在开发的书籍，并计划以类似的方式公开其他项目数据。这些书籍目前距离完成还很远。
原作者是 Dani Eder，地址：6485 Rivertown Rd., Fairburn GA, 30213，维基教科书用户名称为 Danielravennest，电子邮件地址为 [email protected]。欢迎其他贡献者，他们可以选择在此添加自己的姓名和联系信息（如果愿意）。否则，任何页面上的“查看历史记录”选项卡都显示了编辑更改的来源。如果您为这些书籍做出贡献，我们要求您提供指向来源、数据和计算的链接，以便其他人可以检查工作并进行改进。