為什麼說地球文明指數是0.73,怎樣才能達到I型文明的標準?

2020-12-15 魅力科學君

大家常聽到我們地球的文明指數為0.73,那麼這個「0.73」是怎麼來的呢?我們先來了解一下。

文明指數,即卡爾達肖夫指數,這個概念是1964年,由前蘇聯天文學家尼古拉.卡爾達肖夫(Nicolai Kardashev)提出來的,他根據一個文明平均功耗的量級,將文明劃分為三個等級,如下所示。

I型4 x 10^16 瓦特 (一顆行星所能使用的除核能以外的所有能量)II型4 x 10^26 瓦特 (一顆恆星所產生的能量)III型4 x 10^36 瓦特 (一個星系所產生的能量)

這個概念提出之後,隨即被相關領域做為一個衡量文明發達程度的標準,1973年,美國天體物理學家卡爾.薩根認為,因為宇宙中各個文明(如果有的話)所在的星球千差萬別,所以這個標準應該取一個中間值,並將其公式化為:K = (log10P - 6)/10。其中K為卡爾達肖夫指數,P為當前文明的平均功耗(單位為瓦特)。

我們熟悉的「0.73」這個數字就是根據這個公式得來的。

可能有人會比較奇怪為什麼要用平均功耗來作為標準,說好的科技呢?這是因為科技和能源是相輔相成的,通過相應的科技才能夠有效的使用能源,越高的科技水平,其消耗能量的數量級就越高。比如說在刀耕火種的時代,人類文明所消耗的能量,可能連現代地球的一個零頭都夠不到。

未來的人類可能會具備控制天氣、海洋甚至是地球本身運動的能力,與之相輔的必定是巨大的能量消耗。而未來的科技領域會出現什麼新的東西,這是我們無法預料的,正如千年以前的人類無法想像現在的飛機、汽車一樣。因此,我們只能用平均功耗這個可預測的參數了。

如何才能達到I型文明的標準呢?

0.73看起來似乎離1已經很近了,但通過上述公式我們可以清楚的得出,要讓 K 等於1,P就必須增加千倍級別,這就意味著我們文明所能駕馭的能量,必須也要提高相應的倍數。

現代文明所使用的能源,絕大多數都是化石燃料,而現在我們已經把這種能源開發到接近極限了,所以我們必須尋找新的能源。

在宇宙空間中,太陽每秒會向地球輻射1.73 x 10^17 瓦特的能量,如果我們能夠將這些能量全部利用,那就可以輕鬆的進入I型文明。但我們並不能,在可展望的未來,我們最多只能利用這種能量的20%左右。

筆者認為,可控核聚變才是人類進入I型文明的關鍵,關於可控核聚變大家應該了解得足夠多了,這裡也就略過不提,總之實現了可控核聚變,人類就擁有了近乎無限的能源,進入I型文明也就指日可待了。至於這個過程需要的時間,樂觀的估計也就是20到50年,真心希望能在有生之年見證人類的奇蹟!

好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見`

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