什么是宇宙文明等级？人类文明处于什么水平？

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宇宙中是否还存在其他的文明？

按照德雷克公式，浩瀚的宇宙中应该存在大量的文明，但到目前为止，人类尚未发现宇宙中任何其他文明的蛛丝马迹，这是著名的费米悖论。

所以，到底有没有外星文明？

哎呦，差点掉坑里了，这么大的问题，哪是一篇小小的科普文能回答的！

好了，本文不争论这个问题了，咱就来讲点简单的——主流的科学界对宇宙文明的等级是如何划分的？

在1964年，前苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫（Nikolai Kardashev，1932-2019）首次提出以文明所掌握的能量级别作为划分文明等级的依据。据此，银河系中的文明由低到高有三种类型：

Ⅰ型文明，能利用其所在星球上全部可用能源，功率为1016W。
Ⅱ型文明，能利用恒星的全部能量，功率为1026W。
Ⅲ型文明，能利用所在星系中所有恒星和黑洞的能量，功率为1037W。

下面以地球文明为例，简单说说这3个文明类型意味着什么。

Ⅰ型文明，人类可以利用地球上的全部能源。人类可开采地球上的所有矿物，利用核能、水力和风力，甚至利用地球内部各处的能量。

人类能控制天气、地震和火山。有能力大规模改造地球内外，例如让河流改道，让山峰移动等。地球从内到外，人类已经无处不在，整个地球成为一个巨大的楼宇。

Ⅱ型文明，人类可按照需要调用太阳的能量，调整太阳的辐射活动。例如，人类可在太阳周围架起一个巨大的笼子——即所谓的戴森球，来收集和使用太阳的能量以供人类使用。

在戴森球内外，直接使用太阳核能的飞船在太空穿梭，人类可以轻松的在整个太阳系游走，巨大的能量使得人类可随意操纵各类行星的运行，改造各个行星为人类的宜居之地。

Ⅲ型文明，人类可以利用整个银河系的能量，包括恒星、黑洞和白洞的巨大能量，给恒星变轨，按需要毁灭某些恒星，甚至改造星系的布局。更有趣的是，人类能自主触发和关停超新星爆发，黑洞合并，拿捏中子星。人类在整个银河系中像过家家一样轻松，通信和旅行都非常方便。

1973 年，美国天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan，1934-1996）发展了卡尔达舍夫的研究，他提出了一种更为精细的分类方法。使用一个对数插值公式更加量化和准确地定义文明的等级。 

其中K是文明类型，W是文明的功率（以瓦特为单位），Ⅰ型文明的能量定义为 1017W，而 II 型文明的能量为 1029W。

按照此公式，可继续定义第4类文明，即IV型文明——人类能使用的能量相当于整个宇宙的能量，其值约为1049–1050W。人类能在约140亿秒差距的距离上轻松操控任何对象。人类能力达到神圣级别，能够创造并穿越由自己设计的平行宇宙，人类可以主宰整个宇宙，上帝开始颤抖。

所以，改进版的卡尔达舍夫文明分级有4个类型，分别如下所示。

显然，该公式等于0时，刚好对应约1兆瓦的电力（相当于任何时候都有大约100个篝火在燃烧），因此这个可以理解为0级文明，是所有宇宙文明的起点。

按照这个公式，20世纪70年代的人类处于0.7类型（约10TW，1TW=1012W）。2021年，世界能源总消耗量为165,319TWh ，相当于平均功耗为18.87TW ，代入上式得当前人类文明等级约为 0.73。

基于每年人类使用能源按1%的增长率的假设，卡尔达舍夫认为，人类目前处于Ⅰ型文明的早期，需要在2100年左右达到Ⅰ型文明，需要再等3200 年达到Ⅱ型文明，并在经历5800年后达到Ⅲ型文明。

然而，美国物理学家弗里曼·戴森 (Freeman Dyson，1923-2020）经过计算后认为，人类还需要200年达到Ⅰ型文明。

美籍日裔物理学家加来道雄（ Michio Kaku，1947-）认为，人类离Ⅰ型文明还很远，必须每年增加3%的能量消耗，才能在100-200 年内达到Ⅰ型文明，在数几千年内达到Ⅱ型文明，继续经历10 万到100万年内才达到Ⅲ型文明。
参考文献

https://www.nature.com/articles/s41598-023-38351-y

https://en.wikipedia.org/wiki/Kardashev_scale

https://medium.com/predict/kardashev-scale-our-guide-for-the-future-and-how-close-are-we-to-type-1-civilization-9c9620a317a

https://kardashev.fandom.com/wiki/Kardashev_scale

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