(图源:en.wikipedia.org)
1934.12.9~1996.12.20
美国天文学家、行星科学家、宇宙学家、天体物理学家、天体生物学家,也是一位科普作家,写过一部科幻小说《接触》,1997年还被翻拍成电影。他还主持拍摄了介绍宇宙知识的电视系列片。鉴于他的贡献,第2709号小行星以其姓氏命名。
年份 | 能源产量 | 卡尔达舍夫等级值 | |||
次方焦耳/年 | 万亿瓦 | 夸德/年 | 百万吨石油当量/年 | ||
1900 | 21 | 0.67 | 20 | 500 | 0.58 |
1970 | 190 | 6.0 | 180 | 4,500 | 0.67 |
1973 | 260 | 8.2 | 240 | 6,200 | 0.69 |
1985 | 290 | 9.2 | 270 | 6,900 | 0.69 |
1989 | 320 | 10 | 300 | 7,600 | 0.70 |
1993 | 340 | 11 | 320 | 8,100 | 0.70 |
1995 | 360 | 12 | 340 | 8,700 | 0.70 |
2000 | 420 | 13 | 400 | 10,000 | 0.71 |
2001 | 420 | 13 | 400 | 10,000 | 0.71 |
2002 | 430 | 14 | 410 | 10,400 | 0.71 |
2004 | 440 | 14 | 420 | 10,600 | 0.71 |
2010 | 510 | 16 | 480 | 12,100 | 0.72 |
2030 | 680 | 22 | 650 | 16,300 | 0.73 |
(数据来源:International Energy Agency)
按照美国理论物理学家、未来学家加来道雄(Michio Kaku)的说法,III型文明社会结构已经先进到足以避免自我毁灭,但在此之前保持文明一直生存并不是一件轻而易举的事。他提到的几大挑战包括铀的屏障、生态崩溃、新冰川期、天体碰撞、复仇和灭绝、太阳和银河系之死。其中近在眼前的就是铀,它的使用已经让人类掌握了自我毁灭的力量,甚至有科学家认为,宇宙中早于人类的高级文明都因将铀用于冲突而导致自身消失。
加来道雄估计最快人类再过100年将达到I型文明,可能再过1000年将达到II型文明。也就是说,在未来1000年内,文明对能量的需求与今天比将大到不可同日而语,必须全面开采太阳的能量才能维持存在——今天太阳系各行星只吸收了太阳能量的 1/109。
不过也无需过度担心,早有科学家提前1000年在想办法了。1960年美国人弗里曼·戴森在《科学》(Science)杂志上发表了一篇《寻找人工恒星红外辐射源》(Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation),推测一个技术先进的外星文明可能会自行建造包围他们恒星的结构,以最大限度地捕获恒星的能量。他的想法其实来自1937年奥拉夫·斯特普尔顿(Olaf Stapledon)的科幻小说《造星者》(Star Maker)。
弗里曼·戴森
Freeman Dyson
(图源:en.wikipedia.org)
1923.12.15~2020.2.28
美籍英裔理论物理学家、数学家、统计学家。他早年在剑桥大学跟随著名数学家哈代学习数学,二战后前往美国康奈尔大学。他在量子场论、天体物理学、凝聚态物理、核物理和工程等多个领域取得了为人认可的成果。
(图源:en.wikipedia.org)
戴森环、戴森泡、戴森球
这种巨型结构尺度大约为2亿公里,被称为戴森球(Dyson sphere)。
概率法则支持银河系存在其他智能生命的说法。事实上,我们的银河系已有100亿岁了,这意味着它有充足的时间让众多的智慧生命形式在其中孕育发展。Ⅱ型和Ⅲ型文明已经掌握了无线电技术数百年甚至数千年,它们应当发射出很容易被探测到的电磁辐射球面波。这些球面波的直径在数百光年到数千光年。然而,到目前为止,我们并未看到太空中的智慧生命形式的任何迹象。
——《超空间》
卡尔达舍夫等级不单是为人类定制的,它面向全宇宙并且基于对地外文明的推测。众所周知,不仅卡尔达舍夫,还有大量科学家和非科学家认为外星智慧存在,而且文明程度很可能远高于人类。
之所以我们至今尚未跟外星文明联系上,有人解释说,可能是宇宙时间轴过于绵长,他们或早于我们或晚于我们,没有哪个碰巧跟我们同时存在。还有人说,可能是我们的文明过于落后,还没有办法窥探到他们,而他们虽然能看到我们,但却不屑与我们交流,就像我们在丛林里遇到蚂蚁时不会跟它们打招呼一样。
但说到最后,卡尔达舍夫等级虽然看起来比较科学,甚至已经能够量化评级,却仍然只能算猜测。它还有数个变体,比如卡尔·萨根就建议,在能量基础上再增加信息获取量作为文明评级依据;还有人更大胆地提出IV型和V型文明,想象存在超级生物可以控制宇宙;另一位在科普界很活跃的科学家约翰·巴罗(John Barrow)按照技术所能操控的物体尺寸,确定了七个文明级别......
这些理论不可避免地受到线性思维的限制。决定宇宙未来的关键因素,大概率是突破当今人类认识和想象的,关于它们的讨论,一直只能作为一种脑力锻炼而存在。
未来学(根据合理的科学预测未来的科学)是一门有风险的科学。有些人不称它为科学,称其为骗术或巫术。未来学理所当然地获得了这种狼藉名声,因为,未来学家所作的下个10年的每个“科学”预言都被证明为不切实际。使未来学变为一门落后的科学,是因为我们的大脑思维是线性的,而知识的发展却是指数型的。
——《超空间》
︿︿︿︿书 籍 简 介︿︿︿︿
超空间——科学家的冒险之旅:平行宇宙、时间弯曲、第十维度
Hyperspace: A Scientific Odyssey through Parallel Universes, Time Warps, and the Tenth Dimension
作者:[美] 加来道雄 (Michio Kaku) 著 伍义生 译
重庆:重庆出版社
丛书名:科学可以这样看
ISBN: 978-7-229-13017-6
开本:710×1000mm 1/16
344页 330千字
2018年6月第一版
(图源:本书)
本书广泛使用哲学、文学、影视领域的通俗知识解释物理学专业问题,并且大量涉及世界观的讨论,这自然依赖于作者深厚的信息储备。比如一开头就介绍高维空间为解释低维空间的特殊现象带来的便利,其中不少地方就与小说《平面国》有关,而对虫洞、时空旅行的讨论看上去比在一般宇宙学著作中篇幅大了不少,可能是对大众趣味的响应。
在叙述完高维理论简史以后,本书进入常规顺序,即从相对论到量子理论,再到超弦理论,而正是超弦理论需要高维空间的存在才能够成立。作者对相对论的演绎非常简单直观,使黎曼几何、空间皱褶等给人留下了清晰印象。不过似乎任何人讲到量子理论都无法将它变得形象有趣,因为它本身太微观、太抽象、太远离日常了。
封面有约翰·D. 巴罗的推荐语,这两位作者都是最适合科普工作的。
References:
- [美] 加来道雄. 超空间[M]. 伍义生,译. 重庆:重庆出版社, 2018.6
- wilsonweb. Kardashev scale[DB/OL]. [2010-04-10]. http://wilsonweb.physics.harvard.edu/HUMANRIGHTS/PHYSICS/Kardashev_scale.htm
- https://en.wikipedia.org/wiki/Kardashev_scale; ~Nikolai_Kardashev; ~Dyson_sphere#Dyson_swarm