卡尔达肖夫指数

卡爾達肖夫指數(,,又譯卡爾達肖夫尺度)是根據一個文明所能夠利用的能源量級,來量度文明層次及技術先進程度的一種假说。1964年苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫首先提出用能量级把文明分成三个量级:I型、II型和III型。I型文明使用在它的故鄉行星所有可用的能量,II型文明利用它的行星所围绕的恆星所有的能量,III型文明則利用它所處星系的所有能量。一般认为人类文明现在接近但尚未达到I型文明,經過其公式換算目前大約在0.73型左右。

定義
在1964年由蘇聯天文学家尼古拉·卡爾達肖夫首先提出定義文明的三個層次,根據各個文明使用能源功率數量的量級:

  • I型 — 文明對行星可以駕馭的能量大約是1016 W。實際的數字是有很多變數的,地球的特定變數為 1.74×1017 W。(此处存疑)卡爾達肖夫指數原定義為 4×1016 W。
  • II型 — 文明對一个恒星所可以駕馭的能量大約是 1026 W。同樣地,實際的數字是有很多變數的,太陽輸出的指數約為3.86×1026 W。卡爾達肖夫指數原定義為 4×1026 W。

卡爾·薩根建議定義中間值(不考慮在卡尔达肖夫的原指数),由類型I(1016 W),類型II(1026 W)和類型III(1036 W)的值來做內插和外插,得出下面的公式:

:K = \frac{\log_{10}P-6} {10},

其中的K是一個文明的卡爾達肖夫指数P 是它使用的電力,以瓦特爲單位。他計算出人類文明類型指數(在1973年)是0.7左右,用外推法(顯然1970年代人類使用了10太瓦(TW)的數值)。

2012年,總世界能源消耗量為553艾焦(=153,661 TWh),相當於平均功耗為17.54太瓦( ,或0.724上的卡爾達肖夫指数)。从1973年到2012年该指数每年平均增长0.0008左右。

是大約1500至2250TW之間,或每年47,300-71,000艾焦(EJ),相當於0.9卡尔达肖夫指数。

對分類的批評
不相關的假設
威廉·I·纽曼和卡尔·萨根认为,单靠能源消耗的增长无法描述文明的演变;还需要考虑人口增长,特别是人口增长会受到星际旅行方式的运输能力的限制。他们得出结论,银河系维度上不可能存在古代文明,也不可能存在银河帝国,尽管存在殖民世界网络(约 5 至 10 个行星)的可能性很大。

卡尔达肖夫提出的规模理论诞生于冷战的地缘政治背景,在这种背景下,能源具有至高无上的价值。布宜诺斯艾利斯大学物理学家 Guillermo A. Lemarchand 认为,有四个论点反对卡尔达肖夫分类:

长距离全向发射器的能源消耗非常大。使用定向或间歇性设备,每个设备指向不同的方向,所需的能量就会少得多。因此,II 或 III 文明可能不是通过指数能源消耗来定义的。

能源消耗呈指数增长的假设肯定是错误的,因为如果我们分析人类历史上的人均能源消耗,它会形成一系列的逻辑曲线,每一次技术创新都会有一个饱和点。因此,更有可能出现稳定状态或有限的增长。

1966 年,萨根和什克洛夫斯基在约翰·理查德·戈特的计算基础上,将平庸原理应用于寻找地外文明,根据这一原理,比我们更重要的文明一定非常稀有,以至于它们没有可能占据主导地位并被人们看到。

最后,哈佛大学和布宜诺斯艾利斯(Horowitz 和 Sagan 在 1993 年或 Lemarchand 等人在 1997 年)的研究和监听计划都没有提供任何人造源存在的科学证据,无论是在银河系,还是在附近的星系( M33 、 M81 、涡状星系或半人马座 A ),甚至在室女座星系团中。

对于英国气象学家刘易斯·弗赖伊·理查森——一项关于死亡率的统计研究的作者(发表于1960年的《致命争吵的统计》)来说,人类的攻击性不允许我们预测人类能够达到更进化阶段的寿命。他估计,人类的暴力冲动将在1000年的时间里破坏社会秩序。而且,最多几百年,人类就可能被大规模杀伤性武器毁灭。能源消耗的增长将导致气候危机, Yvan Dutil和Stéphane Dumas将这一设定为地球每平方米 1瓦或整个地球 127 TW。如果以每年 2% 的增长率来计算,工业文明应该在其历史上很早就停止增长(几个世纪之后)。总之,无法可持续地保障能源资源,可能解释了类型 II 和 III 型文明。

註釋
參考文献

  • Кардашёв Н. С. Космология и цивилизации // Древняя астрономия, небо и человек: тезисы докладов международной научно-методической конференции. — М., 1997.

*Holdren J. P. Environmental Change and the Human Condition // Bulletin of the American Academy of Arts and Sciences. — 2003. — Iss. Fall 2003. — P. 24—31.

延伸閱讀

  • Dyson, Freeman J. Energy in the Universe Article in September 1971 Scientific American magazine (Special September Issue on Energy)

*

*
*

*
*

  • Supercivilizations as Possible Products of the Progressive Evolution of Matter: also by Kardashev
  • Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation, by Freeman J. Dyson
  • The Radio Search For Intelligent Extraterrestral Life, by Frank Drake

*
*

参见

  • 克拉克基本定律
  • 德雷克公式
  • 戴森球
  • 卡爾·薩根
  • 加來道雄
  • 数量级 (能量)
  • 可持續性
  • 技術奇異點

*

  • KIC 8462852

外部链接

评论 (0)

  • 还没有评论,来抢沙发吧。