卡尔达舍夫等级：衡量文明发展程度的框架

什么是卡尔达舍夫等级？

卡尔达舍夫等级由苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫于 1964 年提出。它是一种假设的方法，主要根据文明能够驾驭和利用的能量总量，对文明的技术发展水平进行分类。卡尔达舍夫最初定义了三种主要类型：

1. I 型文明：能够驾驭和控制其母星上可用的所有能量（约 10^16 至 10^17 瓦特）。
2. II 型文明：能够利用其恒星的全部能量输出（约 10^26 至 10^27 瓦特）。
3. III 型文明：能够获取和控制其宿主星系整个星系的能量输出（约 10^36 至 10^37 瓦特）。

人类目前处于什么阶段？

目前，人类在这个等级上估计约为0.73 级（尽管精确计算因方法和数据而异）。这表明我们尚未达到 I 型文明的水平，但根据我们不断增长的全球能源消耗，我们正在朝着这个方向迈进。本质上具有推测性并假设持续增长趋势的预测表明，人类可能会在未来 100-200 年内达到 I 型文明的水平。

虽然我们的能源使用量在增长，但将此直接转化为等级上的精确小数点（如常被引用的 0.72 或 0.73）应被视为近似值，而不是精确的测量值。未来的预测，例如到 2060 年达到 0.7449 级，则更具推测性，并且在很大程度上取决于未来的技术和社会选择。

等级的扩展

天文学家卡尔·萨根后来普及了这个等级，并建议使用十进制值在主要类型之间进行插值，从而实现更精细的 градация（如人类的约 0.73 值）。此外，其他思想家和科幻小说作家也提出了将等级扩展到更高级的假想文明：

• IV 型文明：能够驾驭整个宇宙的能量。
• V 型文明：能够操纵多元宇宙（如果存在）。
• VI 型文明：能够创造新的宇宙。
• Ω 型文明：可能超越时空本身的假想生物。

至关重要的是要强调，这些更高级的类型（IV 型及以上）是纯粹的推测性，与卡尔达舍夫最初的提议相去甚远，并且缺乏任何当前的科学理解基础。它们完全属于科幻小说的范畴，但可以作为对终极潜力的富有想象力的探索。

卡尔达舍夫等级的意义和局限性

该等级主要作为一种概念工具具有重要意义，尤其是在地外文明搜寻计划 (SETI) 中。它帮助研究人员集思广益，了解哪些类型的技术特征（技术证据）可能在星际距离中被探测到。例如，II 型文明理论上可能会在其恒星周围建造像戴森球这样的巨型结构，以捕获其全部能量输出，这可能会通过其废热（红外辐射）被探测到。

戴森球（或更准确地说，戴森云）是一种假想的巨型结构，它完全包围一颗恒星，以捕获其大部分能量输出。这个概念由理论物理学家弗里曼·戴森在 1960 年的一篇论文中普及。戴森设想的不是一个坚固的外壳，而是一个庞大的轨道卫星或栖息地系统，用于捕获恒星的能量。他的想法旨在引发人们对高级文明的能源需求以及他们如何满足这些需求的思考，这个概念现在以他的名字命名。

然而，卡尔达舍夫等级也存在明显的局限性：

• 以能源为中心的偏见：它只关注能源消耗，假设这是衡量进步的主要指标。文明可能会优先考虑效率、信息处理、计算能力、意识探索或生物学掌握，而不是原始能源的使用。
• 以人类为中心的假设：它隐含地假设外星文明会遵循类似于我们自己预测的发展轨迹——持续扩张和能源增长的轨迹。他们的动机和技术路径可能截然不同。
• 线性发展进程：它假设了一个相对直接、线性的发展道路。文明可能会面临停滞、崩溃，或选择完全不同的、非扩张性的发展道路。
• 可探测性挑战：即使 II 型或 III 型文明存在并建造了巨型结构，要明确无误地探测到它们的技术特征以区分于自然天体物理现象也将极其困难。

总结

尽管卡尔达舍夫等级存在局限性，但它仍然是一个引人入胜的思想实验，用于思考我们自身文明的未来和宇宙中生命潜在的多样性。它有助于将我们当前的技术水平置于背景之中，并可以激励我们继续关注科学技术进步，尤其是在可持续能源发电（如核聚变 power 研究）方面，这对于在这个特定指标上取得进展至关重要。

虽然根据这个等级，我们距离成为 I 型文明还很遥远，但考虑这些可能性会鼓励我们从宏观角度思考人类的长期潜力以及我们在浩瀚宇宙中的位置。