漫談戴森球，二級恆星文明必須要如此獲得能量嗎?

蘇聯科學家將文明分成三個等級。

一類文明:可以開發利用自己所居住星球的所有自然資源。人類只能夠利用73%，相當勉強的達標。

二類文明:可以利用整個恆星系的能源。例如圍繞太陽這顆恆星運轉的太陽系所有能量都可使用。

三類文明:可以利用整個星系的能源。就像4000億顆恆星的銀河系都歸他了，想怎麼用怎麼用。炸幾個星球沒問題。

按照這個分類，著名科學家戴森提出了戴森球理論:到達二級文明之後，為保證足夠的能源讓文明持續發展到足夠的高度，建造一個巨大的球體將恆星包圍在內，這樣可以最大化的獲得持久的恆星能源。

他認為這樣的結構在宇宙中長期存在並且是其他上升文明的邏輯必然。那麼搜尋這樣的智慧生物造結構就能找到外星文明。

今天，談談戴森球。

不知是何時，初次聽到戴森球這樣的說法。我覺得很對，相當有道理。太陽輻射的能量只有二十億分之一到達地球。其餘部分任其揮灑到宇宙中，實在太浪費了。

而文明的提升，人均能耗必然倍數增加。至於將來什麼樣，不可想像。但我知道農耕文明燒木柴就可以滿足物質和精神文明的雙需求了，對他們而言，完全不能想像工業文明網際網路時代的能源消費標準。

現在，地球的資源已經不能支持全球所有人都達到理想水平了。2019年美國人均資源消耗是中國的13倍。這很奢侈，如果我們人均消耗達到美國，只能再來一個地球了。更別說將來了，生存，是個問題，發展，更是個問題。

而戴森球，擁有太陽這樣永遠在核聚變的恆星反應堆，正切合了人類對能源的恆久需求。50億年內，人類不要為能源煩惱了，也不用到處挖地球找石油尋煤炭，挖的地球到處是洞，環境惡化生態紊亂。

基於戴森球理論，派生了幾種具體設想。對這些設想，之後讓我想了又想，越想越覺得離奇。就以太陽這顆恆星為例，來假象一下可行性。

①戴森殼:很多軟科幻小說都有類似情節，一個無比巨大而堅固穩定包裹著恆星的殼體。這樣的殼體，將恆星散發的所有光輻射能量100%吸收。

而這殼建造在那呢?地球距離太陽的尺度是適合人類生存的宜居帶。就按照這個軌道建設一個碩大無比的殼，將太陽包圍起來，那麼這個殼無論在任意一點上，都可以接收到等同於地球的陽光照射度。人類可以直接作為新殖民地在殼內壁居住，生活，殼表面建設工廠工作。

這球的半徑是一億五千萬公裡，大的讓人睜目結舌。經常有少年說35歲賺夠錢了環遊世界去，在這裡，環遊世界一輩子回不來了。哪怕達到第三宇宙速度的「旅行者1號」太空飛行器，也要2千年多飛一圈。

地球再不是地球村了，是地球宇宙。如果國家按照地球位置比例分配領土，美國人我們只能通過電視，電影了解了。留學美國?半路老死在旅途上了。

閒聊一下，從科學角度來看，如此史無前例，浩瀚無邊的偉大工程，55億倍地球表面積的建築材料，從那裡來呢?太陽佔太陽系總質量的99.86%，而地球佔0.00029%，一個星球可以做材料的資源有限，只挖光地球還不夠，就算把太陽系的其他星球，可以做成建材的資源全部提煉也不及零頭。只能去太陽系外找了，飛一光年飛出太陽系，再開採提煉運載然後回程。如此反覆，一代代人，不知何年。

這需要有一隻螞蟻從青藏高原背土，一定要填滿太平洋的意志和決心。否則不能繼續。

建造好了也活不過三天。不可能存在如此體量的絕對剛體。每一個點都要承受宇宙級別的圓形殼體壓力。沒有任何物質可以承受如此大的壓力而不崩碎。它必然要受到自身內應力的相互作用造成變形而垮塌。

不毀於內應力，也要被太陽的巨大引力吸引而向內塌陷。一直塌陷到太陽表面，受熱輻射向外的膨脹力和引力向內塌陷的重力造成的熱流體靜力平衡處停止塌陷。如此，人類不是要生活於太陽表面?未必，如果那時候的材料不能承受高溫，人類會變成離子態。

太陽也在圍繞銀河系以第二宇宙速度運動，這個天文單位的空心殼不但要同步太陽公轉，還要自傳。除了這還有章動現象。這要多少個推進器和發動機才能讓殼分毫不差的高速運動不散架呢?這技術對目前人類來說，還是天方夜譚般的神話。

萬幸都克服了這些困難。殼吸收了太陽的全部能量，那麼必須每秒都恰到好處的轉換4*10^26焦耳的能量。否則幾天內就變成了太陽表面6000度的高溫，成為了戴森高爐。

這座高爐每天還要防備無數流星，彗星，乃至星球因為繞日軌道的切入而撞毀殼體。想必那時候已經裝備了雷射炮，動能炮了。好在能量無限了，開火！每天天空爆炸著無數燦爛煙花，無比壯觀。

勉強撐到這一步，還有個最大的危險。用一層保鮮膜把槍口蓋住，然後對自己腦袋一槍。被保鮮膜擋住，子彈打不出來了。誰來試一試呢?隨時可能產生的劇烈太陽活動，耀斑，弓形激波，黑子等等，在它們面前，殼就是保鮮膜。瞬間燒穿，生活於殼，簡直隨時地獄。

戴森殼論，太多的反科學了，無法成立。

②戴森雲:由無數圍繞太陽運轉的太陽能收集衛星和人類定居點組成。這也是戴森的本意。並不是一個以訛傳訛，越傳說越神奇的球體。

這樣採集能量的話，將只利用很少部分的恆星能量。但是無疑將安全許多，可行許多。但是效率也低了很多。

適宜採集陽光的軌道是有限的。還要預留天體運行軌道和避免衛星間的互相擾動幹擾，當數量達到一定量級，軌道預設將極複雜，互相間運行極不穩定。

這樣採集的能量，並不能體現二級文明的科技優勢。雖然獲得能量大於輸出能量，但是效率和便捷性完全沒有優勢可言。如此這般，還不如直接改造水星表面，讓它成為一顆能量採集器方便高效。到了收穫時間，一艘大型飛船就可以運載。

此外基於戴森理論還有很多變形方案，戴森泡，戴森環，戴森網絡等，原理和戴森雲一樣。

結尾

我覺得以即將進入二級文明的科技能力來說，都有跨越恆星的能力了，不太可能用這些辦法來獲得能量。飛來飛去收集減去損耗沒有多少富餘。不如直接插根能量棒進入太陽表面收集更簡單粗暴效率高。或者還有其他的能量獲取方式呢?暗能量未嘗不會發現和利用。

戴森球，就讓它存在於科幻小說中吧，估計沒有實現的一天。有這麼多資源，直接改造土衛六，海衛四的氣候地貌，進行行星殖民來得簡單有效。無盡的地熱就是天然可利用的能源。

人類總會選擇最直接有效的辦法來達成目的，不是嘛