卡尔达舍夫等级1964年，苏联天文学家尼古拉.卡尔达舍夫（Nicholas Kardashev）首次提出了卡尔达舍夫等级，又叫卡尔达舍夫指数。他指出，未来的人类或者可能存在的地外生物，可以根据发展水平分为三个等级。
也叫行星文明，民间称之为一级文明，指的是生物可以完全使用或者储备所有属于他们星球的能量。或者换一种粗略的说法，就是能够完全利用母星所接收到的宿主恒星提供的能量。 以地球为例，每秒钟可以从太阳那里接收到1.74×10^17瓦特的能量。但是对目前的人类来说，我们每秒钟消耗的能量只有这个数字的1/10000左右，也就是差了4个数量级。
也叫恒星文明或者行星系文明，民间称之为二级文明。以人类为例，需要能够完全控制整个太阳系所有天体的能量加以利用的程度才能够算得上Ⅱ型文明。 当一种生物进化到二级文明，能耗将达到4×10^19尔格/秒（尔格：英文缩写erg，一种能量单位），相当于4×10^26瓦特，这意味着其能耗达到了一级文明的10亿倍以上。
也叫星系文明或者恒星系文明，民间称之为三级文明，需要一种生物能够控制整个宿主星系（比如银河系）所有天体和所有能量来进行利用才可以达成。 一般来说，一个星系拥有上千亿颗恒星。因此，三级文明的能耗也可以达到二级文明的1000亿倍，也就是4×10^37瓦特. 虽然后来又有人在此基础上把文明等级扩展到7级，但是那更多的是一个博人眼球的噱头。卡尔达舍夫本人认为4级文明都没有存在的可能，更不用提所谓的7级文明了，所以他根本没有提出超过三级的文明的概念。 我们离Ⅰ型文明有多远对于人类来说，进化到一级文明是不得不走的一步。我们的需求远远超过了自己的科技水平，也超过了自然界所能承受的限度。人口的无限制增长、日渐枯竭的能源、不断恶化的气候……都在鞭笞着我们：如果不能够进化，恐怕我们将会自食恶果。 地球，正在面临着一个关键的时期。正如著名美籍日裔科普作家加来道雄博士指出的那样：
遗憾的是，我们现在连最低的一级文明都没达到。科学家告诉我们：人类仅仅达到了可怜的0.7级文明。 奇怪了，怎么还搞出小数了？ 这是著名天文学家卡尔·萨根在1973年利用自己提出的公式计算得出的结果，按照2018年人类消耗能源的数据，可以计算出人类大概已经达到了0.73级文明。 （图片说明：卡尔·萨根提出的文明等级计算公式，其中K是文明等级，P是一种文明使用的功率） 人类用了45年的时间，将自己的文明等级提升了0.03级——任重而道远！ 人类如何提升到一级文明为了能够达到一级文明，人类必须开发高效的能源转化技术，也就是提高质能转换率。即使是我们现在依赖的核能，其质能转换率也仅仅有1%左右，更不用说低效率的化石能源了。 目前我们能做的，就是改变核电站模式。实际上，现在世界上所有核电站利用的都是核裂变原理，也就是原子弹的原理。但是核裂变在核能之中并不是最优的，它有很多的缺点，效率低下是其中一个。相比之下，核聚变拥有着更高的效率，它利用的正是氢弹的原理，也是太阳的发光原理。 据计算，想要达到一级文明，核聚变的速度要达到8.9×10^9千克/年，换算下来，平均每秒有大约280公斤的氢进行聚变反应。这个数字看起来似乎就不那么惊人了，但是对于现在的人类来说仍然是遥不可及的。 因此，世界各国才会研发人造太阳，希望能够早日用上核聚变的发电站。 比人造太阳更优良的能源，那就是反物质了，因为正反物质的湮灭可以达到100%的质能转换率。问题在于，我们每年只能造出极少量的反物质，利用反物质提供能量更是天方夜谭。不过，即使是依靠核聚变，人类就已经有机会达到一级文明了，让未来准备进化到二级文明的子孙后代去发愁这件事吧。另外，由于能量守恒定律，人类生产反物质用掉的能量不可能比湮灭时获得的能量更高，所以反物质作为某种动力还可以，但用来获取能源是不可行的。 实际上，我们一直在讨论能源消耗量，但它仅仅是其中的一个指标，它只是人类科技文明进步的一个表现而已。当人类有能力消耗那么多能源的时候，我们的科技也会远远超过现在的级别。 就像刚才说的，一级文明又叫行星文明，意味着我们可以完全掌控这颗星球。地球上的一切天气变化，都将由人类的意志来决定。火山、地震、台风、海啸……所有这些我们称之为“灾难”的自然现象将“洗心革面”，臣服在人类的科技之下，由人类来操控，并且为人类服务，提供额外的能源。而这些能源，同样有很高的转化率，是人类理想的能源。 当然，那个时候的人类，也可以将能源收集装置送出地球，比如利用卫星在太空收集没有射到地表的太阳光，然后传回地球加以利用。同时，我们也可以开采月球的氦-3资源，为核聚变电厂提供原材料。 人类“进化”的前提人类达到一级文明，根基在于世界各国的紧密合作。就像地球的承载力到达了瓶颈期一样，人类的科技发展也进入了一个关键时期。个人英雄的时代正在悄悄过去，凭借一己之力就能完成科学突破的关口正在一点点收紧，人类必须团结合作在一起，才能够完成科技的飞跃。 这就要求我们不能有过多的军事冲突、不能有政治偏见，如果可能的话，最好还要有共同的语言。当然了，语言的问题，通过人工智能的翻译设备，已经被解决得很好了，随着技术的不断完善，一个人可以借助这些设备轻松地与全世界人交谈。但是，说到政治，将是一个极难解决的问题。 不管怎么样，政治格局有可能是一级文明的另一个成果。也就是说，当一个文明达到一级文明的时候，很可能整个星球都成为一个紧密的整体，科技和知识可以共享，全球市场更加自由，国家对人民的约束也会远比现在要低。 更遥远的未来根据加来道雄按照人类以每年增加3%能源消耗的数据推测，人类将在100-200年内达到一级文明，成为地球真正的主宰。 再用上几千年的时间，人类将达到二级文明，实现对太阳所释放能量的完全利用，其中一种可能就是著名的戴森球。届时，人类的能源使用将会比一级文明提升1000亿倍。而且，人类也将不再被“拘禁”在太阳系，而是可以在附近的恒星附近殖民了。 在达到二级文明后的10-100万年时间里，人类将再一次实现1000亿倍能源使用量的突破，来到三级文明。到那个时候，穿越银河系会像现在我们到处旅行一样容易。也许在穿越银河系的过程中，我们还会发现大量新的地外生命。 这些推测听起来那么不可思议，即使是2100年达到一级文明就让我们觉得遥不可及。但是，想一想1000年前的人类在做什么、10000年前的人类在吃什么，就可以发现我们的科技正在呈曲线上升的趋势。说得近一点，仅仅20年前的时候，有几个人能想到我们今天可以用手机控制家里的一切呢？科技的突破速度将会越来越快，远远超过现代人的想象。 另一方面，我们在发展科技的同时，也别忘了自己给这个世界带来的巨大破坏。一片片荒漠化的土地、一只只搁浅的鲸鱼、一个个臭氧空洞。科学家提醒我们：尽管我们目前还没有发现，但可以想象到在通往一级文明的路上，不知道有多少宇宙中的物种没有和自己的行星达成“协议”，最终自食其果，在被自己毁灭的星球上走向灭亡。 科技是一把双刃剑，也是一条三岔路，又是一枚硬币。在发展科技的过程中，一不小心就会被科技反噬。人类必须懂得未雨绸缪，才能在这条三岔路上，选择正确的终点。 |
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