「專業or水?」關於宇宙「文明」的一些理論層面的思考

2020-12-23 bigfun的小火汁

文丨碎月赤紅@bigfun社區

在正式開始問題之前,我們要搞清楚什麼是「文明」。

文明是人類社會發展到一定階段的產物,文明是以文字的發明,單偶制家庭的確立和階級的產生為標誌的,是人類或達到智慧水平之形式的存在形式和存在狀態,是指一切具有較高文化水平的存在形式。文明是人類在認識世界和改造世界的過程中所逐步形成的思想觀念以及不斷進化的人類本性的具體體現。是人類開始群居並出現社會分工專業化,人類社會雛形基本形成後開始出現的一種現象。是較為豐富的物質基礎上的產物,同時也是人類社會的一種基本屬性。

——摘自《百度百科》,「文明」詞條

這是對於「文明」一詞的定義。

但是,今天我們的主要討論點不在文明形態或者說是人類的社會表現上,我們今天的主要討論點是「文明的產能」,也就是「文明的能量消耗功率」

宇宙中的文明都需要消耗「能量」(並不能完全確定,不能否認有未知形式的生命體存在),所以,相比於文明形態,能量的消耗量我認為更加適合於作為一個「標準量」衡量一個文明的發展程度

根據一個文明能量消耗功率的大小,我們給文明分出了一些「級別」,這就是著名的「卡爾達肖夫指數」。

" 卡爾達肖夫指數" 是宇宙學家分類可能出現的地外或人類文明的發展水平。首次在1964年由蘇聯天文學家尼古拉卡爾達肖夫Nicholas Kardashev提出。有三個指定的分類稱為Ⅰ型,Ⅱ型和Ⅲ型。都是基於文明可用的能量作為標誌,以及一定程度的空間活動。

總體上看,Ⅰ型文明掌握其星球的資源,Ⅱ型掌握其行星系的資源,Ⅲ型掌握其恆星系的資源。這些高度發達的地外文明的數量以等級的升高而呈現大大遞減,也就是說其存在相當罕見。

——摘自《百度百科》,「卡爾達肖夫指數」詞條(已做略微修改)

下文中,「卡爾達肖夫指數」將統一稱為「級別」,並在此理論上延拓出Ⅳ~Ⅶ級文明以便於更好的閱讀與理解。

在了解了這個詞之後,我們就可以開始下一步的理論推測與思考了。

人類文明部分

1、人類目前處在什麼級別?

0.73級。人類甚至連Ⅰ級文明的門檻都沒摸到。

在下面的討論中,你將會知道這個數字是怎麼來的。

2、級別的具體劃分標準?

見下表

人類文明目前的活動功率為2×10^13W,是Ⅰ級文明1×10^16W標準的0.2%.

一般認為,一個物種的活動功率達到10^6W時,這個物種就達到0級文明的標準。但這是一個非常籠統的標準,實際上文明的誕生是一個很複雜的過程,需要非常多的條件參與,我們不能很簡單的拿此標準去衡量物種,例如恐龍,在恐龍稱霸地球的時期,其活動功率高於10^6W,但是要把恐龍稱之為「文明」似乎是有點牽強的。

從0級文明開始,每提升1級文明級別,所需要的能量消耗功率增加10個數量級,也就是10^10倍。

3、人類什麼時候能達到Ⅰ級文明?

估計在100年左右之後可以達到。

100年之後的情況是未知的,也許更早,也許更晚。但是在此之前,人類首先要保護好地球,目前的人類並沒有能力移居其它星球,地球是我們唯一的家園。就該級別標準來說,人類能對地球本身造成威脅或者能夠輕鬆地移居其它星球,至少要等到人類到達Ⅱ級文明之後,而那是非常久之後的時期了。

4、到達Ⅰ級文明後的地球是什麼樣?

我並不能很好的給出答案,但是有一點是幾乎可以肯定的,那就是如果人類仍未踏出地球,那麼地球內將變得非常的熱。

這裡給出另一個表。

根據公式可知,目前地球的溫室效應溫度是29K,而1K在數學數值上等於1℃,所以說目前地球的地表溫度有29℃是由人類活動的生態熱提供的。這個數據與目前的實際數據能夠比較好的吻合。

而當人類到達Ⅰ級文明之後,根據公式這個溫度會飆升至137K,也就是說那個時候地球的地表溫度會超過100℃(地球的本底溫度是-23℃)。

也許最終實際的溫度,會因為各種因素而比理論計算出的溫度要更低或者更高,但是比今天的溫度要高的多是肯定的。試想一下100年後,每天的平均氣溫都在70~80℃左右,在這種環境下的地球生態是什麼樣的?冰川融化,海平面上升,熱帶風暴大量生成……

所以,埃隆馬斯克說的很對,我們必須走出去,地球並不能支撐人類社會太長時間。人類在到達Ⅰ級文明之前,必須能夠具備到達其它星球的能力。

關於人類文明這一部分,我們暫時告一段落,現在我們要走向宇宙中可能存在的更高級文明了。外星文明存在的可能性有多大?Ⅱ級與Ⅲ級文明到底是什麼樣子?宇宙能養活最高什麼等級的文明?……

宇宙文明部分

5、關於高級文明存在的可能性

部分內容可以參照之前「卡爾達肖夫指數」部分。

其實我個人的想法是,文明也許在宇宙中並不稀少,但是能到達高等級的非常非常罕見。

在我的思考中,銀河系也許可以有數萬甚至上百萬的Ⅰ級文明,但是銀河系最多不會擁有超過5個Ⅱ級文明(銀河系算比較大的恆星系)。

在這裡我要事先聲明一點:本人比較傾向於認同「黑暗森林法則」。

因為生命的誕生是一個極其複雜的過程,而且人類根本無從研究外星生命,所以對於外星生命形態的認知也就是0的狀態。我個人的觀點是,外星生命很可能與地球上所有的生命類別都不相似,即我們與外星生命的區別超過了「域」一級(「域」為生物分類法中的最高級類別,人類屬於真核生物域,另外兩個域是細菌域與古菌域)甚至再設想另外一種情況,我們與外星生命的差別甚至超過「基」一級(人類屬於碳基生命,也許有矽基生命存在或者以其它元素為基的生命,但是有可能外星生命根本就不是由物質元素構成的!也就是物質生命與能量生命的區別)

在上述情況下,兩個文明有99.9%的可能是根本無法交流的。在無法交流的情況下,文明極大可能會遵循保護自己為第一原則,選擇完全隱蔽自己或者直接消滅對方來保證自己的生存不被威脅。

這就導致一個情況:外星人很可能存在,但我們很可能一個都找不到。

對於一個Ⅰ級文明來說,一個恆星系仍然是巨大的,它們可以探索的區域很小,很大可能不會發現任何外星文明,即便發現了,也很難做出有效幹涉,所以Ⅰ級文明的數量會比較多。但是對於一個Ⅱ級文明來說,一個恆星系就不算特別巨大了,它們有很強的隱蔽能力和搜索能力,對於低級文明來說,它們是完全「隱形」的,但是極有可能發現其它同級文明,這個時候就極有可能會出現「一山不容二虎」的情況,最後只能有一個文明存活下來。

那麼更高級的Ⅲ級文明呢?本星系團很可能連一個都沒有。這種超級文明能夠完全掌握一個恆星系的物質,它們很有可能攜帶一整個恆星系在高速行進,而你完全察覺不到。所以關於這種級別的文明我們還是不敢妄加揣測,畢竟窮盡想像也很難想出一個星系的高速移動是什麼樣的。

6、宇宙能養活最高什麼等級的文明?

4.5級左右的文明(計算基於人類目前已經觀測到的宇宙大小)。

這裡回到表1,我們能發現,以湮滅能計算,一個Ⅴ級文明一年需要消耗的物質質量是3.51×10^46kg。而實際上呢,理論上除了正反物質湮滅是100%純能轉化,其它過程的能量轉化效率都不是100%,但這裡為了方便,我們就以100%計算。

這是一個什麼樣的概念?假如現在我們所知的宇宙裡面正好有一個Ⅴ級文明,那麼這個可憐的宇宙最多再支撐這個文明285萬年。對於目前人類所知的宇宙年齡來說,實在是太短了(對於一個文明的發展速度來說285萬年其實倒也挺長)。

而如果是一個4.5級文明,這個時間就會延長到2850億年,這可確實是一個極長的時間了!

所以,在推測中的情況下,宇宙裡可能是有那麼一兩個Ⅳ級的文明正在本宇宙裡高速穿梭中!

7、一張對比表

上面的這些東西可能很難給人一個直觀的感受,所以我們再放一個表,這個表能夠比較直觀的看出人類文明與其它外星文明的對比。

舉個例子:一個1.23級的文明,能夠把現代人類文明的總功率,當做他們的「福特級航母」,也就是說,對於這個文明來說,人類文明的總功率只不過是他們一艘普通航空母艦的運行功率罷了(假設他們還造這玩意的話)。

6.90級的文明,即便把這個可憐的宇宙全部轉化為純能量,也只不過能維持他們的「航空母艦」運行1秒鐘。

關於宇宙文明這部分,我們目前只能進行理論上的思考,除非我們哪一天真的發現了外星文明,這項研究才算真正的開始了。

8、結語?

我們的目光從人類,從地球出發,直到宇宙。現在,我想應該把思緒收回來,再放到人類身上。

說實話,這些東西說不定完全都是錯誤的理論,但我樂於去思考這些,去思考一些常人所不曾想過的事,我覺得這是一個非常充實的活動。

而且,思考這些的同時,我愈發感到人的渺小,愈發覺得人應該走出去看看。

但是在走出去之前,先從我們自己手裡保護好自己吧,地球本身並不需要我們的保護,正如上面所說,在人類達到Ⅱ級文明之前,人類幹什麼都不會對地球本身有任何影響,會毀滅的只會是我們自己。

但我們也絕不應當放棄對宇宙的探索。

「當一個文明開始抬頭仰望宇宙時,距離他解開這個宇宙的秘密僅剩一步之遙。」

宇宙,純粹而神秘,她吸引著我去發現她的美。

人類文明的路還很長,但人生短暫,我看不到更遠。我窮極一切幻想,也無法看見,人類到達Ⅲ級文明時的樣子。但我堅信人類並不脆弱,我相信人類文明可以走到那一天。

但那是我們的後輩要做的事了。

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