人類還有多久達到一級文明?或許200年,或許永無法成為一級文明

人類從第一次工業革命到實現登陸月球以及探測火星,也只不過是短短200多年。這在宇宙的時間尺度上,也就幾秒鐘的時間。可能無法說人類文明能在藝術領域走多遠或達到怎樣的高度,因為這些事情無法衡量或預測,但能源使用是可以衡量的,并且幾個世紀以來一直呈上升趨勢。

根據卡爾達肖夫指數(Kardashev Scale)所示,人類目前正在向一級文明過渡(0.73級),預計還需200年左右會達到一級文明。但也有科學家認為,剩下的0.27級是一條永遠無法跨過的鴻溝,我們可能永遠無法達到一級文明。

三種基本文明類型所需的能量,人類=0.73!

1964年,天體物理學家尼科萊·卡爾達肖夫(Nicolai Kardashev)在回應弗里曼·戴森 (Freeman Dyson) 1959 年關于某些超大恒星的表面溫度低于室溫的可能實際上是外星文明在其恒星周圍建立一個「戴森球」論文時,提出了一個以能源使用尺度衡量文明層次及技術先進程度——卡爾達肖夫指數。

一級文明(I):行星文明,他們控制自己星球上的所有能量。

二級文明(II):恒星文明,他們控制自己太陽系中的所有能量。

三級文明(III):銀河文明,他們控制自己星系中的所有能量。

后來美國天文學家卡爾·薩根 (Carl Sagan)在1973年建議用數字代替卡爾達肖夫指數的羅馬數字,以允許進行十進制細分,并使用更統一的功率級別量化卡爾達肖夫指數。

太陽以1368 瓦/平方公尺的陽光照射地球,地球陰影的大小為 127.5 萬億平方公尺。因此,地球攔截了 1.744*10^17 瓦特。而地球距太陽215個太陽半徑,因此太陽表面的太陽光強度為 1368 W/m2 * 215^2 = 63.24 MW/m2。太陽的表面積為6.1*10^18平方公尺,故太陽的總輸出是3.8*10^26瓦。銀河系有 4000 億顆恒星,它們的總輻射量是太陽輻射量的1000億倍。

所以一級文明的能量=10^16 瓦,二級文明的能量=10^26瓦,三級文明的能量=10^36 瓦。

反過來利用公式計算出:現在的人類文明 K = 0.725527。以3%的增長率,我們將在2233年左右可以達到一級文明水平。

卡爾達肖夫指數的一種用途是幫助設想我們文明的未來,至少從能源的角度來看。事實上,如果電力消耗以每年 1% 的速度增加,我們將在大約600年內達到一級文明行星,在3000年內可達到二級文明,5800年可達到三級文明。

為什麼我們可能永遠不會成為一級文明?

雖然卡爾達肖夫和薩根都認為文明可以通過他們擁有的信息量和能量來表征,但很多科學家認為這太過樂觀了,甚至人類可能永遠無法達到一級文明。而人類無法到達一級文明的原因有很多,其中之一就是所謂的「大過濾器」。

大過濾器理論首先由經濟學家羅賓漢森(Robin Hanson)提出。它假設宇宙中的大多數文明在達到一定程度的進步時都會發生「未知的事情」,是智能生命進化的障礙。同樣,在卡爾達肖夫指數的背景下,大過濾器也可能會阻止我們的能量使用向上增長。對于人類來說,大過濾器可能會以多種方式發揮作用。

1.資源枯竭

一級文明的能量輸出估計為10^16瓦,有了這個巨大的門檻,升級規模的初始能量需求是巨大的,我們必須將我們目前的能源產量提高 100000 倍才能達到這個能力。

歷史向我們展示了我們如何需要經歷寒冷時代才能進入核時代,或者開發更可持續的能源需要如何投入能源。風能、地熱能和太陽能是最合理的選擇,但是開發必要的基礎設施來利用它們需要大量的能源初始投資,這同樣適用于核聚變能源。

大多數初始能源需求將來自化石燃料,化石燃料可能會耗盡,更不用說它們對氣候的負面影響。我們目前面臨著用完地球上所有化石燃料的迫在眉睫的可能性,然后才能用更可持續的來源替代它們。可變估計表明,在我們耗盡化石燃料儲備之前,我們還有一個世紀到半個世紀的時間。

2.氣候變化及生態失衡

在過去十年中,全球變暖的影響逐漸開始顯現。我們已經看到極端天氣在全球范圍內發生,干旱、洪水、大面積森林大火等已變得普遍。冰覆蓋率正在下降,平均氣溫正在上升。同樣,物種滅絕的速度是過去千萬年的10倍。從1970年到2016年,哺乳類、鳥類、兩棲類、爬行類和魚類種群規模平均下降了68%。

3.核戰爭

矛盾是文明的引擎,推動著人類的創造力和活力。而不相容的價值觀仍然是人類文明的一個基本特征。我們的未來更加不可預測,我們仍然要應對可能發生的核戰。截至 2020 年,地球上有超過 14000 件核武器,這足以系統地摧毀我們星球的整個陸地,以及其中的所有生命。過去幾十年的危急情況只能說明我們是多麼幸運,但運氣不會無限期地保護一個物種。

4.狂戰士假說

「狂戰士假說(Berseker Scenario)」 是對費米悖論的一個另類猜想,大概意思是說銀河系存在一種被稱為「狂戰士」的高級智能機器人,專門阻止銀河系中演化出星際文明的進程,由它們決定大過濾器何時生效,對星球進行「無害化」處理。面對這樣的敵人,人類唯一的選擇就是保持安靜。

但說回來,這個假說與大過濾器相矛盾。并不是說高等文明不可能存在,而是大過濾器對這種超級智能的外星進步起到了強大的屏障作用。

結語:

其實個人認為,人類向一級文明過渡的關鍵不完全在于我們的技術進步,而在于我們的行為。我們現在所做的一切都會產生深遠的影響,并決定我們是否會繼續進步。對應有兩種可能,要麼我們在下一個世紀討論什麼時候成為二級文明,要麼回到「石器時代」......


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