卡爾達(dá)舍夫等級(jí) 來(lái)自百科

　　提出過(guò)程編輯

　　在1964年，蘇聯(lián)天文學(xué)家尼古拉·卡爾達(dá)舍夫（Nikolai Kardashev）設(shè)想了外星文明的等級(jí)，通過(guò)掌握不同能量控制技術(shù)進(jìn)行文明等級(jí)的劃分。能控制所在行星系統(tǒng)中的恒星能量的宇宙文明被劃分為第二類文明類型，這樣的文明可控制超過(guò)我們100億倍的能量，獲得一顆恒星的全部能量輸出。

　　早在二十世紀(jì)六十年代，物理學(xué)家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）就提出了一個(gè)“球形能量源”的概念，即可以在一顆恒星周圍建立起球形結(jié)構(gòu)，獲得最大化的恒星能量。這個(gè)超級(jí)能量殼體就是所謂的“戴森球”，雖然這是一個(gè)傳奇式的構(gòu)想，但天文學(xué)家們通過(guò)一些紅外空間望遠(yuǎn)鏡也發(fā)現(xiàn)了類似特征的天體，問題是處于塵埃團(tuán)籠罩的恒星看起來(lái)很像一個(gè)“戴森球”。

　　實(shí)際觀測(cè)編輯

　　根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局的廣域紅外空間望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果，巡天調(diào)查就曾發(fā)現(xiàn)籠罩在宇宙塵埃團(tuán)中的恒星。上個(gè)世紀(jì)七十年代，天文學(xué)家們進(jìn)行一項(xiàng)對(duì)全天25萬(wàn)個(gè)天體的紅外巡天調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了17個(gè)類似戴森球特征的天體。根據(jù)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家理查德·卡里根（Richard Carrigan）介紹：“我們可以想象宇宙超級(jí)文明首先將能量殖民范圍從自身所在的行星系統(tǒng)開始，獲得最大化的恒星能量?！笨ɡ锔Ｍ茉诟浇男窍抵杏^察到巨大的“戴森球”痕跡，對(duì)于卡爾達(dá)舍夫第二類宇宙文明而言，其不僅對(duì)一顆恒星進(jìn)行戴森球化改造，可能會(huì)對(duì)一個(gè)恒星集群進(jìn)行能量殖民，所帶來(lái)的影響將會(huì)被我們觀測(cè)到。比如，我們將會(huì)探測(cè)到在銀河系中出現(xiàn)反常的黑暗空隙，恒星的部分能量將會(huì)以紅外波段的形式泄露出來(lái)，使得在紅外線空間望遠(yuǎn)鏡上可觀測(cè)到明亮的發(fā)光現(xiàn)象，也可將其認(rèn)為是戴森球體表面的熱輻射?？茖W(xué)家認(rèn)為獵犬座M51螺旋星系是一個(gè)理想的戴森球體尋找場(chǎng)所，美國(guó)國(guó)家航空航天局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡與斯皮策紅外空間望遠(yuǎn)鏡將對(duì)星系中的無(wú)數(shù)恒星世界進(jìn)行觀測(cè)，通過(guò)可見光與紅外照片的疊加跟蹤被塵埃團(tuán)籠罩的恒星。但是卡里根粗略估計(jì)在M51星系中應(yīng)該不會(huì)存在無(wú)法解釋的“泡沫”或者空間。由于巨型橢圓星系不存在塵埃團(tuán)的干擾，如果其中出現(xiàn)了不尋常的黑暗空隙，那么從整體上看就是非常奇怪的現(xiàn)象。但距離我們較近的橢圓星系至少有6000萬(wàn)光年，因此需要更大的空間望遠(yuǎn)鏡，哈勃望遠(yuǎn)鏡目前可提供足夠的分辨率。在卡爾達(dá)舍夫文明體系中，可利用最高能量的宇宙文明為第三類文明，足以控制整個(gè)星系中的所有能量，但現(xiàn)有的天文觀測(cè)并未發(fā)現(xiàn)整個(gè)星系的能量發(fā)生無(wú)法解釋的現(xiàn)象，所以第三類文明要么不存在，要么至少目前還未出現(xiàn)。

　　展現(xiàn)未來(lái)編輯

　　卡爾達(dá)舍夫等級(jí)，5000年后的地球?qū)⑹鞘裁礃幼樱?p>　　在過(guò)去的5000年中，人類科技取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這同時(shí)也使得地球傷痕累累。我們已經(jīng)改變了地球的景觀原貌、氣候和生物多樣性。我們?yōu)榱松娼ㄔO(shè)了摩天大樓，同時(shí)也為死者筑造了巨大的陵墓。而或許最重要的是，雖然我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了利用地球的部分能源，但我們?nèi)匀回叫韪嗄芰俊?p>　　人類在71世紀(jì)將擁有多么強(qiáng)大的力量？

　　這種難以滿足的能源需求將決定人類文明在今后5000年中的發(fā)展路途。因此，它也將主宰地球在公元7010年走向何方。

　　1964年，俄羅斯天體物理學(xué)家尼古拉-卡爾達(dá)舍夫提出了這樣一個(gè)理論：他認(rèn)為人類文明的技術(shù)進(jìn)步與將其國(guó)民可控制的能源總量息息相關(guān)。根據(jù)這條思路，他從低到高確定了銀河系中文明發(fā)展的三種類型：

　　類型I ：該文明是行星能源的主人，這意味著他們可以主宰整個(gè)世界能源的總和。

　　類型II ：該文明能夠收集整個(gè)恒星系統(tǒng)的能源。

　　類型III ：該文明可以利用銀河系系統(tǒng)的能源而為其所用。

　　宇宙學(xué)家使用卡爾達(dá)舍夫指數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的技術(shù)進(jìn)步和域外文明。目前，現(xiàn)代人類甚至沒有跨入這三種文明形態(tài)的任何一種。在這個(gè)理論系統(tǒng)中，雖然我們基本上處于一個(gè)零水平的文明，不過(guò)我們終會(huì)轉(zhuǎn)向第一類型的文明形態(tài)。卡爾達(dá)舍夫預(yù)測(cè)，這種轉(zhuǎn)變將要發(fā)生——但是要等到什么時(shí)候呢？

　　理論物理學(xué)家和未來(lái)學(xué)家加來(lái)道雄預(yù)測(cè)，這種轉(zhuǎn)變即將在一個(gè)世紀(jì)后發(fā)生。物理學(xué)家弗里曼戴森認(rèn)為，人類將在未來(lái)的200年內(nèi)步入第一種文明形態(tài)。早些時(shí)候，卡爾達(dá)舍夫設(shè)想，人類將在3200年后進(jìn)入到第二類文明形態(tài)。

　　如果人類在公元7010年僅發(fā)展到類型I的水平，那么我們將有能力控制和利用大氣和地?zé)崮芰?。雖然戰(zhàn)火和自我毀滅的可能仍然威脅著人類的生存，但至少生態(tài)環(huán)境問題在那時(shí)將成為歷史的陳跡。

　　如果我們可以在7010年順利取得第II型的地位，那么71世紀(jì)人類將能夠自由地執(zhí)掌更大的技術(shù)力量。戴森提出，在這個(gè)階段，我們可以利用龐大的衛(wèi)星群圍繞在恒星的周圍來(lái)收集能量。其他一些對(duì)第II型文明的偉大設(shè)想還包括星際旅行和移動(dòng)整個(gè)行星群落——而這一切取決于遺傳學(xué)和計(jì)算機(jī)的突破。

　　未來(lái)人類將有可能與現(xiàn)在的我們?cè)谖幕矫嬗泻艽蟛煌?，甚至在神?jīng)功能上也會(huì)存在差異。他們很可能是未來(lái)學(xué)家和哲學(xué)家們所預(yù)測(cè)的“后人類”或“超人類”。

　　無(wú)論如何，在今后的5000年中，將有很多事情發(fā)生。我們可能會(huì)通過(guò)戰(zhàn)爭(zhēng)而走向自我毀滅或者不自覺地利用納米技術(shù)摧毀我們的星球。也許我們會(huì)在解除這些威脅之前，因?yàn)樾⌒行呛湾缧桥鲎驳厍蚨呦驕缤觥Ｎ覀兩踔量赡茉谶_(dá)到類型II之前就遭遇到超越我們文明發(fā)展水平的外來(lái)文明的侵襲，而這一切猶未可知。如果人類達(dá)到第二類文明很有可能為了爭(zhēng)奪星際資源而和其他文明發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)。

　　等級(jí)分類編輯

　　Ⅰ型文明--母星文明（沒有所謂的衛(wèi)星系，該等級(jí)文明以母星為核心，姑且叫做母星文明）

　?、蛐臀拿?-行星系文明（太陽(yáng)系就是一個(gè)行星系，行星系指圍繞某恒星公轉(zhuǎn)的各種天體的集合，包括行星、衛(wèi)星、小行星、流星體、彗星和宇宙塵埃。）

　?、笮臀拿?-恒星系文明（銀河系就是一個(gè)恒星系，而恒星系或稱星系，是由無(wú)數(shù)本身能發(fā)光發(fā)熱的天體（及恒星）所組成的集合體）

　　卡爾達(dá)肖夫指數(shù)

　　“卡爾達(dá)肖夫指數(shù)“是宇宙學(xué)家分類可能出現(xiàn)的地外或人類文明的發(fā)展水平。首次在1964年由蘇聯(lián)天文學(xué)家尼古拉.卡爾達(dá)肖夫Nicholas Kardashev提出。有三個(gè)指定的分類稱為一型，二型和三型。都是基于文明可用的能量作為標(biāo)志，以及一定程度的空間活動(dòng)。

　　總體上看，Ⅰ型文明掌握其星球的資源，Ⅱ型掌握其太陽(yáng)系的資源，Ⅲ型掌握其星系的資源。這些高度發(fā)達(dá)的地外文明的數(shù)量以等級(jí)的升高而呈現(xiàn)大大遞減，也就是說(shuō)其存在相當(dāng)罕見。

　　人類目前的指數(shù)就0.73（每秒 2× 1013瓦）（0.1指數(shù)的增長(zhǎng)意味著能量10倍的增長(zhǎng)，0.01指數(shù)的增長(zhǎng)意味著=1.259倍的增長(zhǎng)），人類必須增加數(shù)千倍的現(xiàn)有產(chǎn)生能量才能夠達(dá)到1型；（這些能量將為人類創(chuàng)造出巨大的文明財(cái)富：充裕的能量或多用于氣候與地質(zhì)活動(dòng)的主動(dòng)控制，大規(guī)模太空活動(dòng)；人造智能工業(yè)活動(dòng)，全球交通系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，即時(shí)網(wǎng)絡(luò)等；以及為全球人類提供免費(fèi)的無(wú)線電力，充裕的資源將商業(yè)/金融業(yè)消失。）

　　隨著科技的不斷進(jìn)步，相信不久后會(huì)呈現(xiàn)爆炸性/曲線地增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)100年內(nèi)人類將開始步上1型文明的等級(jí)。一個(gè)依賴核聚變以及空間太陽(yáng)能能源的文明。

　?、裥臀拿?p>　?。感俏拿鳎軌虍a(chǎn)生大約每秒1016瓦或1017瓦可用作文明活動(dòng)的能量，與地球每秒接受的太陽(yáng)能相當(dāng)）

　　地球可提供的電力1.74×1017瓦。原始定義為4×1012W 。一個(gè)相對(duì)接近目前地球文明的水平”（目前是指1964年）。

　　文明活動(dòng)范圍：地球深處，海洋深處，太空軌道以及臨近的星球。

　?、蛐臀拿?p>　　（行星系文明，文明綜合活動(dòng)每秒大約消耗4×1026瓦（焦耳/秒）的能量；由于恒星的能量各不相同，所以這個(gè)數(shù)字是可變的）

　　我們的太陽(yáng)能夠每秒產(chǎn)生約3 .86×1026瓦的能量，最初定義是4×1026瓦。

　　文明活動(dòng)范圍：太陽(yáng)系，以及臨近的恒星系。

　?、笮臀拿?p>　?。ê阈窍滴拿?，文明綜合活動(dòng)每秒大約消耗4×1037瓦（焦耳/秒）的能量，這個(gè)數(shù)字是非?？勺兊模?p>　　因?yàn)椴煌男窍甸g有很大的差異;輸出功率的是近似的。原來(lái)的定義是4×1037瓦。

　　文明活動(dòng)范圍：星系團(tuán)。

　?。ㄈ欢腥苏J(rèn)為，因?yàn)槲覀儫o(wú)法理解先進(jìn)的文明，我們無(wú)法預(yù)測(cè)他們的演化與行為，因此，“卡爾達(dá)肖夫指數(shù)“廣張式的分類可不能就此反映實(shí)際存在的一種先進(jìn)的文明。因?yàn)閮H僅以能量消耗的幅度來(lái)衡量是不可能的，一個(gè)高度發(fā)達(dá)的文明可能只消耗不多的能量就足以達(dá)到“奇異科技”的水平?！八鼈兡軌蚓邆洚a(chǎn)生并利用這些能量的技術(shù)，而并不是實(shí)質(zhì)的消耗量。”）

　　另一種分類

　　一級(jí)文明：此等級(jí)的文明所掌握的科學(xué)技術(shù)可以完全掌控他們星球上的一切可利用資源，以及一切事物。是星球上的絕對(duì)主宰者，可以隨心所欲的控制天氣、河流、土地、其它生物、海洋甚至地殼內(nèi)物質(zhì)的變化、興衰?？梢哉f(shuō)，在他們的星球上他們無(wú)所不能。

　　二級(jí)文明：可充分利用其恒星所具有的能量，并將他們的太陽(yáng)系完全納入操控之下?？梢栽谔?yáng)系內(nèi)的各個(gè)行星上自由居住、穿梭，不擔(dān)心能源問題因?yàn)槎迷鯓痈咝Ю脧暮阈巧仙l(fā)出的無(wú)窮無(wú)盡的能量，社會(huì)已經(jīng)高度發(fā)達(dá)，發(fā)展趨于高加速式。

　　需要提到的是如果一個(gè)文明到了第二類型，那么它就幾乎是無(wú)可摧毀的了。至少人類現(xiàn)知的一切自然、人為的手段，都無(wú)法觸及他們一根毫毛。即使是在他們的附近出現(xiàn)了超新星爆發(fā)，也不能讓他們滅亡。他們可以將他們的星系轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)離爆發(fā)的恒星，或者干脆將爆發(fā)的能量利用起來(lái)。高度發(fā)達(dá)的社會(huì)下，他們自己也不會(huì)做出自滅的舉動(dòng)。

　　三級(jí)文明：已經(jīng)不局限于他們的太陽(yáng)系，而是所在的整個(gè)星系，比如我們的銀河系?？衫眯窍祪?nèi)所有恒星的能量。這類文明已經(jīng)超出了我們的想象，我們只能猜測(cè)他們的生存方式。根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論，超過(guò)光速是理論上不成立的。一個(gè)星系很大，從這頭飛到那頭，即使是接近光速的速度也要幾百萬(wàn)年，所以第三類型文明，并不是像科幻片中那樣，開著碩大的宇宙飛船，穿梭于星際之中。

　　四級(jí)文明：猜測(cè)其攝取宇宙中的暗物質(zhì)和暗能量（兩者占可視宇宙范圍內(nèi)質(zhì)量的約95%）作為他們的能源。至于此類文明的其它方方面面，已是無(wú)從想象了。

　　各等級(jí)文明的毀滅方式：

　　0型→自然災(zāi)害，疾病，戰(zhàn)爭(zhēng)，資源短缺。

　　0+型→極端天氣災(zāi)害，核戰(zhàn)爭(zhēng)，超級(jí)地質(zhì)活動(dòng)，超級(jí)火山與地震，隕石碰撞。

　　1型→小行星或彗星碰撞，人造智能危機(jī)，太陽(yáng)活動(dòng)劇變。

　　1+型→人造智能反叛，太陽(yáng)衰老并膨脹爆發(fā)，臨近超新星爆發(fā)。

　　2型→星際戰(zhàn)爭(zhēng)。超高能星體爆發(fā)。

　　2+型→星系大碰撞。

　　3型→宇宙大爆炸。

　　3+型→意識(shí)消散。

　?。ㄖ档靡惶岬氖?，每個(gè)等級(jí)文明的輸出功率遠(yuǎn)不僅僅限于產(chǎn)生的電力，而是利用多大的能量維持文明的活動(dòng)，好比說(shuō)1型文明利用智能人造云反射，遮蓋或交集太陽(yáng)光的方式控制地球的氣候以及天氣，那么陽(yáng)光的功率：1000瓦1平米就是文明輸出功率之一。）

　　每上升一個(gè)等級(jí)，文明“總能量”就增加1010倍；各等級(jí)文明宇宙人造物體的“質(zhì)量”或“體積”增加1010倍，人造物體“大小”增加2150倍。

　　注：21503 = 1010

　　不同等級(jí)的文明在宇宙中建造的人造物體大?。ㄖ睆剑┲龋?p>　　n=當(dāng)前的等級(jí)

　　[n + 1]= 2150[n]

　　[n.x + 0.1]= 2.155[n.x]

　　[n.xx + 0.01]= 1.07975[n.xx]

　　不同等級(jí)的文明在宇宙中建造的人造物體質(zhì)量之比：

　　n=當(dāng)前的等級(jí)

　　[n + 1]= 1010[n]

　　[n.x + 0.1]= 10[n.x]

　　[n.xx + 0.01]= 1.259[n.xx]

　　文明活動(dòng)輸出功率/秒：

　　文明1型= 1016 瓦

　　文明2型= 1026 瓦

　　文明3型= 1036 瓦

　　宇宙人造物總質(zhì)量：

　　文明1型=千萬(wàn)噸； 1010 Kg

　　文明2型=十億億噸；1020 Kg

　　文明3型=千億兆噸； 1030 Kg

　　宇宙人造物質(zhì)量聚合總體積/大小：

　　文明1型= 107 立方米 0.215立方公里 0.215km × 0.215km × 0.215Km

　　文明2型= 1017 立方米 1億立方公里 463km x463Km × 463Km

　　文明3型= 1027 立方米 1百兆立方公里 106Km × 106Km x 106Km

　　地球人類的指數(shù)目前為0.72，就是說(shuō)：

　　人類的輸出功率大約是= 1013 × 1.259 × 1.259 = 1.6 × 1013瓦

　　目前人類0.72型在宇宙中建造的人造物體累積總質(zhì)量為：越萬(wàn)噸左右；體積：數(shù)千立方米

　　這些包括了各種在軌人造衛(wèi)星，探測(cè)器，空間站以及實(shí)驗(yàn)室等。

　　文明1型的宇宙人造物為達(dá)數(shù)千萬(wàn)平方公里的空間太陽(yáng)能陣列，太空城/港，行星際飛船等。

　　文明2型的宇宙人造物為恒星收集圈，人造星球/星環(huán)，星際飛船等。

　　文明3型的宇宙人造物為星系核收集圈，人造天體，甚至是蟲洞，星系際飛船等