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卡尔达舍夫文明指数

卡尔达舍夫文明指数(卡尔达舍夫文明等级是什么)

fwxlw fwxlw 发表于2025-07-21 06:45:54 浏览3 评论0

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本文目录

卡尔达舍夫文明等级是什么

卡尔达舍夫等级是一种用来衡量一个文明的技术的先进等级的方法,以一个文明能用来与通讯交流外行星的能量的多少为基础。也就是说能用大量能量与外界沟通的行星,才可以算入卡尔达舍夫等级。

1964年,天文学家尼古拉卡尔达舍夫提出了一套技术文明的分类系统,适用于人类和宇宙中可能存在的其他文明。该系统最初定义了文明的三个等级,后来他人补充了有可能的超级文明假设,以及还低级的0型文明,又被萨根定为0.7型文明。

理论进展

起初的卡尔达舍夫等级从I型文明开始,这个等级的文明能够最大程度的使用和存储一个行星上的可利用能源,特别是来自太阳的能源。

人类目前还没有达到这个水平,这就是为什么人类被定为0型文明。人类仍然在大量使用矿物燃料,并没有特别好的方法使用和存储所有形式的可利用能源,特别是来自太阳的能源。

II型文明对人类来说还非常遥远。达到II型文明时,其恒星的全部能源生产潜能能够被开发使用,在戴森球或戴森群的帮助下,通过能源收集器包裹或收集的方式可以获得所在恒星的绝大多数能源。III型文明则可以开发并使用自己所在的整个星系而不止是恒星的能源。

以上内容参考:百度百科-卡尔达舍夫等级

戴森球是宇宙二级文明的标志人类未来是否一定要制造戴森球

关于宇宙文明等级的划分,目前普遍采用的是“卡尔达舍夫文明指数”,根据设定,一个智慧文明在单位时间内消耗的能量越多,其文明指数就越高,对此我们可以简单理解为,能量的消耗量会随着 科技 水平的提高而指数级地上升。 “卡尔达舍夫文明指数”可由公式“(log10P - 6)/10”来进行计算(其中P为智慧文明的平均功率),由此可知,宇宙二级文明对应的平均功率为10^26瓦特,然而人类文明目前的平均功率只有大约2 x 10^13瓦特,也就是说,如果人类想要升级成宇宙二级文明,就需要将自己的平均功率在现有基础上提升5万亿倍。如此多的能量从何而来呢?一个简单的选择就是制造一个戴森球来吸收太阳的能量,毕竟太阳的功率可以高达3.8 x 10^26瓦特,人类只需要收集并利用其中的一部分,就可以轻松升级成宇宙二级文明。 更重要的是,太阳系中99.86%的质量都集中在太阳上,这就意味着,除了太阳之外,人类在太阳系中就找不到更强大的能量来源。对于宇宙中可能存在的其它智慧文明而言,情况也是大同小异,正因为如此,才有人认为戴森球是宇宙二级文明的标志。那么问题就来了,人类未来是否一定要制造戴森球呢? 从实际情况来看,想要制造戴森球可以说是非常困难。首先就是材料来源的问题,太阳的直径约为139.2公里,而想要制造一个将太阳包裹住的戴森球,其直径就必须比太阳还要大得多,需要的材料量将会大得难以想象。即使人类能够找到足够的材料,接下来还会面对诸如材料强度、系统耐高温性能、结构稳定性、能量的储存和传输以及后期维护等等一系列难以解决的问题。 当然了,上述难题只是对于目前的人类而言,或许我们可以认为,以人类未来的 科技 水平,这些难题都可以轻松解决。但问题是,在 科技 水平足够强大的情况下,制造戴森球是人类唯一的选择吗? 想象一下,假如我们需要从一堆熊熊燃烧的篝火中收集能量,应该使用什么方法?是在这堆篝火旁设置能量收集装置吗?当然不是,更简单有效的做法应该是,想办法将这堆篝火中的燃料取出来,然后在需要的时候再让其燃烧。 同样的道理,太阳就相当于一堆篝火,未来的人类完全可以将太阳这堆“篝火”中的“燃料”取出来,然后在需要的时候使用。我们知道,太阳释放出的能量来自于其核心的核聚变反应,也就是说,如果人类未来能够制造出可以在太阳上大量收集物质的宇宙飞船,并且掌握了相应的可控核聚变技术,就可以用这种方式从太阳获取能量了。 虽然这看上去依然很科幻,但相对于制造戴森球来讲,其难度可以说是大幅度地降低了,而对于一个“准宇宙二级文明”来讲,应该是早已拥有了相应的技术。因此可以说,未来的人类想要升级成宇宙二级文明,并不是一定要制造戴森球,在 科技 水平足够强大的情况下,人类完全可以直接从太阳上提取燃料。 值得一提的是,虽然太阳内部的核聚变反应每秒钟会消耗掉大约6亿吨的氢,但因为太阳的质量高达1.989 x 10^30千克,所以太阳还可以“燃烧”长达50亿年的时间。这就意味着,太阳上的“燃料”足够人类使用相当长的一段时间。 更重要的是,宇宙中又不是只有太阳这一颗恒星,未来的人类完全可以到其它的恒星去继续发展嘛,你认为呢?

按宇宙文明等级划分,地球只能算0.7级文明,顶级文明无法想象

把宇宙文明划分等级这个概念的首次提出在1964年,由前苏联天文学家卡尔达舍夫提出,被称为“卡尔达舍夫”指数,又被称作文明发展水平指数。卡尔达舍夫把宇宙文明按其规模划分为三个类型,总体来说Ⅰ 型文明是完全掌握其星球资源的母星文明,Ⅱ型行星系文明,Ⅲ型恒星系文明。 虽说我们地球现在连Ⅰ型文明都算不上,可能无法想象Ⅲ级文明究竟是什么样子,不过在很多文学作品中或是影视作品中都对高级文明有描写。例如《星球大战》的故事设定就是已经掌握了星际穿越的高级文明,尽管这部电影是上个世纪六十年代拍的,可是不得不说电影的意识和思想真的很超前。再比如说电影《星际穿越》,其中就有对多维度空间的想象。 这个级别的文明能够利用行星本身所拥有的能量(包括其本身拥有的能量及所在恒星系中恒星赋予的能量)规模的文明。人类对地球的利用还达不到完全利用的水平,例如我们的发展受到各种能源的有限性所限制,反而对地球破坏了很多。 如果地球文明要达到Ⅰ 型,那么最有可能的方式就是掌握可控核聚变(关于这一点在上一期的文章里也有详细的解释),由于地球上我们所能利用的能源归根结底都是来自太阳,因而掌握了可控核聚变技术就相当于拥有了取之不尽的能源。地球现在所达到的0.7级文明这个数字,并不是准确意义上的等级,而是根据公式估算得出的。 我国在可控核聚变这个领域上,有一批卓越的理论大师,加上我国对此技术的重视(自1956年起到现在已经进行了长达半个多世纪的研究),和我国内蒙古世界第一的稀土资源,到现在已经成为了世界第一集团。早在2012年就突破了多个技术难题,遥遥领先世界。或许中国将率先突破可控核聚变技术,带领全人类走向核能文明。 “Ⅱ型文明”是指能够将能够利用恒星系内恒星的能量,也就是我们的活动范围已经到了全太阳系及临近星系,能够移民到太阳系的其他星球上。虽然我们现在还未达到Ⅰ 型文明,但从人类第一次登上月球,实际上就已经开始了对Ⅱ型文明的征途。 但是遗憾的是,一我们现在的能力,除了月球以外还没有到达过其他任何星球。而且对于月球的 探索 也是仅仅停留在插国旗,想要在月球上建立基地还是有一定难度的。在迈向Ⅱ型文明的过程中,我们会逐渐地在太阳系的边缘行星上建立太空站。达到Ⅱ型文明后,或许我们已经不在地球上居住,移民到了其他星球;也或者我们住在太空城里。 Ⅲ型文明能够利用整个星系的力量,换言之就是能在银河系中自由活动。在我看来这已经是接近神的等级了,或许那时黑洞已经不再神秘,且能够被我们所利用,一定程度上已经掌握了时间和空间,能够进行星际旅行,能够穿越到过去或未来。 这已经超出了人类的想象,星系两端最远的距离少则几十万光年,多则几百上千万光年,能够在浩瀚银河系里旅行将会是什么样的一种概念! 在Ⅲ级文明之外,一定有着更高级的文明。因为银河系外有着无穷无尽个银河系一般大的星系,在人类观目前可测到的宇宙中,有1000亿个银河系,遍及整个宇宙,那么就存在能跨越银河系的文明存在。 或许他们本身可以以任何想要的形式存在,甚至是意识存在,不必局限在脆弱的肉体中。另外他们还可以利用宇宙中绝大多数的规则来改造这个世界。他们生存的意义和价值都无法揣度,很难描述他们的目的,因为只有很少的事情才对他们有意义。 齐奥尔科夫斯基说过:“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”要知道,我们的目标是星辰大海。

宇宙中若有超10亿年的先进文明,对人类来说有多可怕

杨振宁一位著名的物理学家,曾经在一次演讲中谈到宇宙和外星人的话题。杨教授说,越来越多的天文学家相信,其他太阳系的行星上可能有生物,它们可能和地球上的不完全一样,但一些基本生物原理应该是完全相同的。

这些生物不仅有人类一样的智慧,也有可能像人类一样走上文明发展和科学技术发展的道路。杨教授提出了一个有趣的问题:如果宇宙中有超过10亿年的先进文明,它们对人类来说是不是太可怕了?

宇宙文明水平

根据卡尔达舍夫指数,宇宙文明可分为ⅰ型、ⅱ型和ⅲ型文明三个层次。第一类文明可以使用母星的全部能量,第二类文明可以使用整个星系的能量,第三类文明扩展到整个星系。

著名天文学家卡尔·萨根(Carl Sagan)曾经计算过,人类现在的文明规模约为0.73,这意味着还没有达到一级文明。目前,科学家乐观地认为,人类文明将很快达到一级水平。如果以目前的发展速度继续下去,人类文明只需要200到300年就会成为真正的一级文明

根据太阳输出的电流,它至少需要3.86E26瓦才能成为一个2级文明。虽然很少有科学家讨论人类是否会达到二级文明,这通常是在几千年的预测。

以目前每年2.5%的平均增长率计算,如果继续保持这样的增长率,人类将需要1185年才能成为第二文明。如果以每年0.1%的速度增长,人类要成为第二文明至少需要29256年。科学家认为,人工智能将在2029-45年开始快速发展并在2045 - 2075年达到理论峰值。

要想成为一个能够使用整个银河系能量的第三文明,它至少需要4E37瓦。目前,唯一的办法就是依靠银河系中心的巨大黑洞,这是一种很少有科学家会谈论的文明水平。根据物理学家道雄·卡库的说法,人类文明达到这一水平肯定要花费一万年。

如果以每年2.5%的速度增长,成为第三文明只需要2117年,如果以0.1%的速度增长,则需要52293年左右。如此长的时间揭示了一个事实:即使是最乐观的科学家,也对人类的未来保持不乐观的态度。

人类与三种文明之间的鸿沟

回到一开始,即使某一种文明每年仅增长0.1%,在100000年的时间里,这将是一个三阶文明。

在某种程度上,我们和它们之间的力量差距可能远远大于我们和蚂蚁之间的力量差距,几乎类比细菌和我们之间的力量差距。在任何特殊情况下,你会更接近你身体上的细菌吗?不应该有任何兴趣吗?

因此,一个存在了十亿年以上的文明对人类来说并不可怕,因为人类害怕它是没有意义的。

当然,不要试图提前观察他们的到来。从人类目前的观察能力来看,他们在宇宙中基本上是高度“短视”的。没有办法提前预测,大规模的异常构造只能被认为是一种罕见的自然现象。

最后,外星生命的存在,即使是智慧生命,也只是基于天体数量的假设,是否真的存在非人类文明是未知的,也许我们在宇宙中是孤独的。