【人类距离I型文明并不遥远,可能只差300多年】

//新浪探索 2022-05-08 12:15
//以下文章来源于环球科学 ,作者环球科学

图片来源:pixabay

卡尔达舍夫等级将能利用整个行星、恒星和星系能量的文明分别分为I型、Ⅱ型和Ⅲ型文明。目前人类是0.728级文明,按照以往的能量增长速率,我们大概能在2347年左右成为I型文明。但是,盲目地利用能源可能是个陷阱,野蛮发展带来的气候危机可能是宇宙所有文明的“大过滤器”,为了让人类文明长久发展,我们必须转换自己的能源结构。在这种情况下,我们又将在何时成为I型文明呢?

撰文 | 王昱
审校 | 二七

一个文明的发展是多方面的,人口、经济、军事、文化、科技等都可以作为衡量文明等级的准绳。但这些方面所代表的往往只是文明的冰山一角,并且难以量化对比。对物理学家这群不想关注细节的“懒人”而言,整个文明的能耗便成了最方便的参数。一方面,它反映了整个文明利用能源的能力,这与整个文明的人口、经济与技术实力息息相关;另一方面,它又是一个非常具体的数字,可以量化分析。

这就是卡尔达舍夫等级(Kardashev Scale)诞生的逻辑。苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫(Николай Кардашёв)在1964年提出了这个概念,他用能量级将文明分为3个等级:I型、Ⅱ型和Ⅲ型,这些文明分别可以利用一颗行星,一颗恒星和一个星系的能量。

图片来源:wikipedia

I型文明是行星级文明。这种文明可以充分利用宿主恒星(对人类而言,是太阳)传递到其母星(地球)上的能量,也能充分利用这颗行星自身包含的能量(化石能源、核能等),对应的能耗为10¹⁶W。

Ⅱ型文明是恒星级文明。恒星主要通过发光的方式向外传递能量,太阳向外辐射能量的总功率为4×10²⁶W,Ⅱ型文明对应的能耗指标就为10²⁶W。根据E=mc²计算,相当于每11秒,这个文明就能消耗掉西湖水总质量对应的能量。为了收集这么多能源,Ⅱ型文明可能会建造一些能源巨构,比如戴森球。戴森球上可能还有计算功能,为了充分利用能量,这样的结构甚至可能是多层的,一层戴森球的废热可以为下一层戴森球提供能量,形成俄罗斯套娃脑(matryoshka brain)。Ⅱ型文明应该已经掌握了一些非常遥远的科幻级技术,比如正反物质湮灭引擎、制造小型黑洞等。

Ⅲ型文明是星系级文明。银河系的总亮度为4×10³⁷W,考虑到整个星系实在太过庞大,只要整个文明的能耗达到银河系总亮度的2.5%,也就是10³⁶W,我们就能将它称为Ⅲ型文明。对于这种级别的文明,或许连时空本身都能随意操控,它们或许能制造虫洞或超大质量黑洞。这种文明的技术实力应该已经完全超出了我们的认知,我们应该无法想象他们拥有的技术。

卡尔达舍夫等级并不是离散、分立的,它其实可以通过一个对数公式表示。如果一个文明的全部能源消耗为P,那么这个文明对应的卡尔达舍夫等级K可以表示为:

根据国际能源署的数据,2018年全球能源消费为14 281 889千吨油当量(能量单位,kTOE,kilo ton oil equivalent),大约为1.90×10¹³W。再由上述公式计算可得,地球上的人类文明目前属于0.728级文明。

过去,人类能源消费大约是按照指数增长的——每年增长的能源消费制造了更多机器,能让我们在下一年消耗更多能源。如果仅仅按照以往的增长率简单粗暴地进行拟合,就能发现我们大约能在2347年左右成为I型文明,在几千年后成为Ⅱ型文明,在几十万年后成为Ⅲ型文明。

能源的陷阱

不过,这只是一个很粗略的估计。它只是根据过去人类能源增长率来估计未来,并没有考虑实际的限制,过于乐观。而且,国际能源署所使用的这个单位让我们不由得想起一些不妙的事情——化石能源的环境威胁。虽然只是用石油来等效,但是化石能源现在确确实实给整个地球的环境带来了很多危害。正如美国生物学家艾德华·威尔森(Edward Osborne Wilson)曾说的:“人类真正面对的问题是:我们拥有旧石器时代的情感,中世纪的制度和宛若神明的技术。”我们的文明也正在面临严峻的气候危机。甚至有人认为,文明在向I型文明发展的过程就是一个“大过滤器”(Great Filter),增长的能源消费会带来剧烈的气候变化,从而导致文明灭亡。因此,没有文明能达到更高的等级——这可能就是“费米悖论”的解释,也是还没有外星人和我们建立联系的原因。

现在,意识到气候危机的人类正在尝试限制自身的碳排放。比如,我国就提出,到2030年全国二氧化碳排放量达到峰值;到2060年非化石能源消费比重达到80%以上,全国实现碳中和。而欧盟诸国和美国等发达国家则计划到2050年实现碳中和目标。未来的几十年,人类整体的能源结构也许将面临巨大的转型。

在这种背景下,我们必须重新审视各种能源的变化,重新计算人类成为I型文明的时间。最近,一个国际研究团队在预印本网站上公布了他们的研究结果,他们根据《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)的政策和建议,以及国际能源署(IEA)对未来几十年能源消耗的预测,开发了一个更详细的影响模型,估计人类在此框架下成为I型文明的时间。他们的结论是,如果人类将主要能源转换为清洁能源,大概能在2371年左右成为I型文明。

转型的考验

模型显示,如果全球各国都履行自己的承诺,那么在2040年代,人类将会快速降低对化石能源的依赖。到2050年左右,化石能源的消耗会迅速降低到相对很低的水平。

(a)、(b)、(c)分别为人类对煤炭、天然气和原油的消费,黑色为指数模型,红色为影响模型,蓝色为国际能源署历史数据。
图片来源:原论文

在化石能源快速衰减的同时,太阳能、风能、水力、地热等可再生能源将会基本维持指数发展模式,甚至会加速发展弥补减少化石能源带来的漏洞。

而还有一种不容忽视却颇受争议的能源——核能。国际能源署表示:“从历史上看,核电一直是全球无碳电力的最大贡献者之一,并且具有帮助电力行业脱碳的巨大潜力。”过去50年中,核能减少了550亿吨二氧化碳排放,几乎相当于人类2年二氧化碳排放的总和。

从1971年到2018年全球核电供应量。
图片来源:原论文

但在多数人心中,核电始终是可怕的存在。1986年的切尔诺贝利核事故和2011年的福岛核事故让所有人都心有余悸,1986年后,全球核电增速减缓,2011年全球核电发电量甚至出现了明显的倒退。就算核电是非常安全的能源,发展速度也不得不受此影响而放缓。按照国际能源署安全数据表(Safety Data Sheet,SDS)的最理想估计,未来核电的年平均增长率大约为2.47%。

不同条件下的核能发展情况。黑线为已有数据、红色虚线为不再建设新的核电站、蓝色虚线为只建设规划中的核电站、绿色虚线为按照国际能源署安全数据表规划、建设核电站。
图片来源:原论文

在这种限制下,可再生能源总量将达到核电的两倍左右。

红色为可再生能源、黑色为核能。图片来源:原论文

在这样的估计下,全人类的能源消耗反而可能会在2030年左右下降,在2050年左右到达最低值。这是能源转型的阵痛,但却是我们阻止全球变暖,不让人类陷入“大过滤器”的唯一办法。之后,或许人类的能源消费能回归指数级别增长,在用20~30年完成能源转型的情况下,在2371年左右,我们或许能就能安全地成为I型文明。

对人类文明等级的预测。图片来源:原论文

虽然卡尔达舍夫等级是个非常直截了当的限制,但它只是故事的一半。我们固然需要大量能源,但能源的使用效率同样重要。在倡导绿色节能的今天,越来越多低能耗的技术被开发了出来,用更少的能源,实现同样、甚至更好的效果。或许,只有当我们不需要仅仅依靠支配的能源来评判文明的标准时,我们的文明才能得到真正的进步。

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#晓辉性元谈[超话]#【性学解读情杀案:徒有其表的野蛮人才能干的傻事】问一问:我们都是文明人吗?

性学解读:中国文化将自己亲近的异性家人过度保护,不尊重家人的自我选择,男主导的文化将女性的性更是过度解读,以至于戴上了精神枷锁.视为,将性尤其女性的性,视为神圣不可“侵犯”,哪怕是女性与人真心的而不合法或不合“道德的“私情”,也视为“大逆不道”。这样的“道德”,实则绝对不道德!!!

这就是造成这样的悲剧的根源所在。文明人肯定不会持这样的价值观的。如果小马和小刘稍只要有一人微有一点文明素养,就绝对能不会丧失“理智”。悲剧也就不会产生。

《以案释法:河北44岁女子怀了儿子同学的孩子,引发的伦理悲剧》2011年5月12日,家住河北省廊坊市广阳区某小区的郑先生拨打了报警电话,称自己邻居家有臭味传出,已经持续好几天。https://t.cn/A6i1i1mm

#洛阳[超话]##洛阳博物馆#

洛博
我的心头血
是石刻馆里的一方墓志
驻足凝视,反复思量,久久不愿离去
然后是叹息,愤恨,哀伤
他的一生在我眼前徐徐展开
我王~
元怿

他的聪慧,他的学识
“生而雅有奇表,文皇特所钟爱。幼而聪悟,慧性自然。内明外朗之美,生知徇齐之妙,固以拟睿高阳,同徽子晋。年方龆龀,便学通诸经。强识博闻,一见不忘。百氏无遗,群言毕览。文华绮赡,下笔成章。升高睹物,在兴而作。虽食时之敏,七步之精,未之过也。”

他的孝,他的忠
“高祖晏驾,居丧过礼,泣血三年,几于灭性。世宗之在东宫,特加友异,每与王谈玄剖义,日晏忘疲。”

他的美
“王仪容美丽,端严若神,风流之盛,独绝当时。温恭淑慎,动合规矩。言为世则,行成师表。澹然以天地为心,喜怒不形于色。”

他的政治谋略和才干
“献纳维允,民咏时雍,旧庸熙载,彝伦攸穆,鼎味燮谐,邦事修乂。缉兹八刑,光明五教。”

他的功高盖主
“居中论道,总摄机衡。皇上富于春秋,委王以周公之任。秉国之均,纲维万务,理无滞而不申,贤无隐而不举,政和神悦,讴咏所归。於是庶绩咸熙,百揆时序,四门济济,雷雨不迷,我德如风,民应如草,辅政六年,太平魏室。虽伊尹格于皇天,周公光于四海,拟道论功,未可同年而语。”

他的枉死
“而运遘时屯,恶直丑正,衅起不疑,为奸凶所劫。神龟三年岁次庚子,春秋三十有四,七月癸酉朔三日乙亥害王於位。”

自神龟三年(520年)他遇害至孝昌元年(525年)移棺邙山,北魏这风雨飘摇的5年,他死后的的天下,幼主无力,奸佞当道,大旱,大涝,饥荒,兵灾…….
“遂隔绝二宫,矫擅威柄,四海能言,莫不悲恸。咸以哲人云亡,邦国殄悴。自此灾旱积年,风雨愆节,岁频大饥,京师尤甚。四方愤惋,所在兵兴,七镇继倾,二秦覆没,百姓流离,死者太半。”

他死后的平反
“爰发皇太后旧独见之明,翦黜奸权,唯新时政。群寇稍清,阐明大礼。”

他死后终于的入土为安
“以孝昌元年岁次乙巳十一月壬寅朔二十日辛酉改窆瀍西邙阜之阳。”

他身后的荣光
“追崇使持节、假黄钺、太师、丞相、大将军、都督中外诸军事、录尚书事、侍中、太尉公,王如故。”

他高规格的葬礼
“加以殊礼,銮辂九旒,虎贲班剑百人,前后部羽葆鼓吹,轀輬车一,依彭城武宣王故事。其黄屋左纛,依汉大将军霍光故事。备锡九命,谥曰文献,礼也。皇舆临送,哀恸圣衷,乃命史臣镌芳玄室。”

镌刻于他墓室的铭文
“灵光蕴宝,运德应期,时乘利见,祥庆攸归。玄符纂籙,受命龙飞,於穆君王,胤圣重晖。重晖伊何,皇家之镇,慧茂生知,睿隆周晋。响振金声,比德玉闰,既明且哲,温恭淑慎。汪汪万顷,恂恂善诱,为而不恃,作而不有。量苞海岳,可大可久,启宇河坟,翼我圣后。凝神独秀,秉一居贞,调风作相,轧坤载清。柔远怀迩,阐曜威灵,太平魏道,箫韶九成。方介景福,永济黎蒸,孔言徒设,信顺无徵。山颓为谷,酸感丘陵,巷哭市哀,万里拊膺。礼均齐献,锡等桓文,峨峨銮辂,祖鬯氛氲。功成名利,盛典不群,鸿谟不朽,万载垂芬。”

他的一生风华不仅寥寥数笔

北魏于我,他注定是绕不开的一个人,绕不开他总摄机衡,太平魏室六年至遇害的这段历史,他的遇害是一个转折点,北魏由盛及衰,至高欢攻入洛阳,当时世界上规模最大的都城~汉魏洛阳故城毁于一旦,皇族一分为二,西迁长安,东徙邺城,北魏分崩离析为西魏、东魏,而西迁的皇族联合六镇鲜卑旧部形成的关陇集团更是盘亘了之后的隋唐政坛,从而开创了中华史上最瑰丽迷人的盛世……

因为我王而有兴致重读魏晋南北朝这一段历史,不可避免再次深受震撼。长达四个世纪混乱动荡、分崩离析的社会与辉煌瑰丽、异彩纷呈的文化产出之间看似矛盾无比却实则是时代的必然。陈寅恪先生曾说这一段历史是“取塞外野蛮精悍之血,注入中原文化颓废之躯,旧染既除,新机重启,扩大恢张,遂能别创空前之世局”。回望1500年前的历史,我再次深深陷入魏晋南北朝的坑里出不来了……

@洛阳博物馆1958


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