卡尔达肖夫指数：人类能否向更高等级迈进？
什么是卡尔达肖夫指数，我们能攀升这个指数吗？
卡尔达舍夫等级是衡量文明发展的一种有趣但有缺陷的指标
这幅艺术家概念图展示了一个围绕恒星建造的假设性光收集巨型结构。cokada盖蒂图片社
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作为一个长期的科幻爱好者，我对那种横跨银河系的人类文明的老套路非常熟悉，这种文明拥有数千甚至数百万颗行星。观看《星际迷航》《星球大战》和《星际之门》让这样一个令人眼花缭乱的未来看起来几乎是不可避免的。人类注定要走向星辰——对吧？
我们当然已经朝着那个方向迈出了第一步，已经向太阳系各处甚至之外发送了机器人探测器。但将人类送入太空要棘手得多。我们是黏糊糊的血肉之躯，在地球母亲之外生存需要大量精心照料。不过，我们已经成功登上了月球（甚至还走得稍远一点），这本身就已经很了不起了。
但太空浩瀚无垠，要造访甚至是围绕太阳运行的其他行星，都还有很长很长的路要走，更不用说其他恒星周围的行星了。
相关知识
卡尔达肖夫指数是苏联天文学家尼古拉卡尔达肖夫提出的文明等级划分体系，依据文明利用能量的能力分为三级：Ⅰ型文明可利用母星全部能量，Ⅱ型能掌控恒星的所有能量，Ⅲ型则可利用星系级别的能量，常被用于科幻创作和天体生物学领域，分析文明的发展程度与潜力。
不过，仍有一些人认为人类的太空未来非常光明，甚至愿意为此投入巨资。和美国都在推进各自的月球基地计划，美国的亿万富翁们正努力为NASA的探月计划提供硬件支持。杰夫贝索斯的蓝色起源公司正在竞争开发月球着陆器，埃隆马斯克的SpaceX公司也是如此，后者计划使用其星舰火箭——不过两者都还有很长的路要走。
马斯克看起来很自信。他当然自信——他曾多次表示希望人类成为（至少）卡尔达肖夫二级文明——这个概念已经流行起来，在科技兄弟群体中很时髦。
对于任何深度痴迷科幻的粉丝（我承认）而言，这已是一个熟悉的概念。在过去的太空竞赛时期，当两个超级大国曾展开飞速的太空竞赛时，许多科学家认真思考过近期及更遥远的未来，包括人类成为永久性太空航行种族意味着什么。
其中一位是俄罗斯天体物理学家尼古拉卡尔达肖夫。他曾提出如今被称为卡尔达肖夫指数的概念，这是一种以能源生产为指标来划分文明技术进步程度的方法；其理念是，随着社会技术的升级，对能源的需求也会随之增长。该指数分为三大类：I型文明能够捕获并利用行星上所有可产生的能量——通常被简化为从其恒星到达行星的所有光能。II型文明能够捕获恒星的所有辐射能。而III型文明则能对整个星系做到这一点——大概是通过庞大的太阳能板舰队来捕获所有辐射到太空中的环境能量。
虽然有些过于简化，但在某些方面是说得通的。毕竟星际旅行和通信需要惊人的能量——随着我们技术能力的提升，即使待在家里也是如此，无论你认为家仅仅是地球还是整个太阳系。而最明显且容易获取的能源来源将是任何附近恒星发出的光。
大多数估计认为人类目前处于0。7型文明阶段，但仍有很大的进一步发展空间，这在我看来是合理的。我们还远未充分利用所有可获取的太阳能；核能等领域也是如此（包括核聚变发电的梦想，它似乎总是离我们还有20年的距离）。
尽管我们可能会取得种种发展，但我完全不确定我们究竟该如何实现这一点。要把我们目前的进展甚至推算到未来几十年都很困难，更不用说几百年或几千年之后了，尤其是使用马斯克偏爱的文明衡量尺度时。
这是因为提升卡尔达肖夫指数并非一个现实的目标——该指数更多是一种粗略的指南，用于思考技术文明可能如何发展及其最终极限可能是什么。当然，如果你用太阳能板包裹整颗恒星，就能为一个耗能巨大的社会提供能源（这个社会的能源使用量是我们现在的数百万倍）。但这些能源都是电能，在原地的用途有限。你得想办法储存它，或者把它传输到需要的地方。比如，如果你想通过星际舰队探索银河系，也需要在本地为这些飞船提供动力。
不过，你不需要为此包裹一整颗恒星。聚变驱动（假设它们是可行的，尽管我们在这里无论如何都要在技术信念上迈出一系列大的飞跃）可以更容易地做到这一点。而且聚变技术或许能够扩大规模，让我们在无需利用太阳全部能量的情况下，满足几乎所有（目前）可想象的能源需求。
包裹整个星系就更没道理了；比如，把物质抛入黑洞就能产生大量能量——我们知道有些星系拥有超大质量黑洞，这些黑洞会吞噬物质，并释放出足以盖过星系中其他所有恒星总和的能量。因此根本没必要把整个银河系都气泡膜包裹起来。
所有这些关于遥远未来的推断都很有意义，因为正如马斯克的预测所显示的，它已经在影响我们当下探索太空的方式。我们正争相让数百万颗卫星布满地球轨道，我们正在建造空间站和月球基地，目标是将人类送上火星，而支持这一切的工程技术也在不断发展。但在我们构建所有这些技术的同时，质疑我们是否采用了正确的方式是合理的。
广义而言，世上没有免费的午餐，即便太阳能是我们所能获得的最接近免费午餐的事物。就像20世纪美苏太空竞赛那样昙花一现，依靠大量增加轨道基础设施来提升卡尔达肖夫指数，考虑到可能伴随的破坏性影响（如凯斯勒综合征——一种灾难性的碰撞连锁反应，可能导致近地轨道无法使用），这种方式不太可能持续。而当谈论文明目标和时间尺度时，可持续性——也就是持久性——才是真正的关键所在。
即使在更有限的情况下，问题也不会停止，比如为了追寻人类在太空的理想光明未来而扩大规模。例如，马斯克曾声称SpaceX的星舰一次能将100人送入轨道——他说这最终可能让100万人前往火星。我们或许完全能把这么多人塞进火箭，将他们发射到外星地点，但他似乎不太愿意探讨其他重要问题：我们能让他们保持健康吗？同样重要的是，能让他们保持快乐吗？
这不仅仅是给太空乘客提供食物、空气以及将他们的废物回收成水和食物——这些是NASA和其他太空机构已经有一定经验的事情。这些问题只是任何星际旅行者将要面临的问题的冰山一角。我的朋友兼同事扎克和凯利韦纳史密斯写了一整本书来探讨这个主题——《火星上的城市》——他们非常怀疑我们目前的做法是否正确。我同意他们的观点。
马斯克和他的同行者似乎完全忽视了这些问题的深度（他确实倾向于把复杂问题极度简化）。相反，他们只是一心想要行动起来。
但如果一件事值得做，那就值得做好，这需要质疑所有核心假设并证明我们有合理的答案。而当谈到马斯克攀登卡尔达肖夫阶梯的愿望——以及卡尔达肖夫指数是否根本有效的问题时——答案尚未明确。该指数没有涵盖诸如加深我们对自身、社会、艺术以及更多构成人性的事物的理解等方面。将其作为太空探索的一句轻率口号，只会推动看似为了扩张而扩张的指数级增长——我要补充的是，这种增长在自然界中通常既不持久也不可取：比如蝗灾和转移性癌症。这些类比虽然刺耳，但并非完全不恰当。
需要明确的是，我完全支持探索太空和拓展人类的生存空间，但我们要确保以正确的目标、恰当的方式来做这件事。归根结底，卡尔达肖夫指数是衡量文明的一种方式，但并非有说服力的方式，更绝非唯一方式。要警惕那些将其视为终极标准的科技圈人士，这种对宇宙和人类的看法极具局限性，也会束缚发展。
相关知识
卡尔达肖夫指数是苏联天文学家尼古拉卡尔达肖夫提出的衡量文明技术发展水平的指标，依据文明可利用的能量规模划分等级。最初分为三级：I型可利用母星全部能量，II型能利用所在恒星系的全部能量，III型可掌控整个星系的能量。该指数常被用于科幻作品及天体物理学研究，探讨文明的发展潜力与可能路径。
BY: Phil Plait
FY: AI
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://www.scientificamerican.com/article/what-is-the-kardashev-scale-and-can-we-climb-it/
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