卡尔达肖夫指数

卡爾達肖夫指數（，，又譯卡爾達肖夫尺度）是根據一個文明所能夠利用的能源量級，來量度文明層次及技術先進程度的一種假说。1964年苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫首先提出用能量级把文明分成三个量级：I型、II型和III型。I型文明使用在它的故鄉行星所有可用的能量，II型文明利用它的行星所围绕的恆星所有的能量，III型文明則利用它所處星系的所有能量。一般认为人类文明现在接近但尚未达到I型文明，經過其公式換算目前大約在0.73型左右。

 定義 
在1964年由蘇聯天文学家尼古拉·卡爾達肖夫首先提出定義文明的三個層次，根據各個文明使用能源功率數量的量級：

 I型 — 文明對行星可以駕馭的能量大約是1016 W。實際的數字是有很多變數的，地球的特定變數為 1.74×1017 W。（此处存疑）卡爾達肖夫指數原定義為 4×1016 W。.
 II型 — 文明對一个恒星所可以駕馭的能量大約是 1026 W。同樣地，實際的數字是有很多變數的，太陽輸出的指數約為3.86×1026 W。卡爾達肖夫指數原定義為 4×1026 W。
 III型 — 文明對一個星系所駕馭的能量大約是 1036 W。這個數字是有極多變數的，因為星系的體積在變化中。卡爾達肖夫指數原定義為 4×1037 W。

在現階段，上述文明類別純為假定。但是卡爾達肖夫指數被搜尋地外文明計畫研究人員、科幻小說作家和預言家用來作理論基礎。


 人類文明的現狀 


加來道雄認為，人類可能在100到200年左右達到I型狀態，在幾千年後達到II型狀態，而約在10萬至100萬年後達到III型狀態。

卡爾·薩根建議定義中間值（不考慮在卡尔达肖夫的原指数），由類型I（1016 W），類型II（1026 W）和類型III（1036 W）的值來做內插和外插，得出下面的公式：

,

其中的K是一個文明的卡爾達肖夫指数，P 是它使用的電力，以瓦特爲單位。他計算出人類文明類型指數（在1973年）是0.7左右，用外推法（顯然1970年代人類使用了10太瓦（TW）的數值）。

2012年，總世界能源消耗量為553艾焦（=153,661 TWh），相當於平均功耗為17.54太瓦（ ，或0.724上的卡爾達肖夫指数）。从1973年到2012年该指数每年平均增长0.0008左右。

是大約1500至2250TW之間，或每年47,300-71,000艾焦（EJ），相當於0.9卡尔达肖夫指数。

對分類的批評
不相關的假設
威廉·I·纽曼和卡尔·萨根认为，单靠能源消耗的增长无法描述文明的演变；还需要考虑人口增长，特别是人口增长会受到星际旅行方式的运输能力的限制。他们得出结论，银河系维度上不可能存在古代文明，也不可能存在银河帝国，尽管存在殖民世界网络（约 5 至 10 个行星）的可能性很大。

卡尔达肖夫提出的规模理论诞生于冷战的地缘政治背景，在这种背景下，能源具有至高无上的价值。布宜诺斯艾利斯大学物理学家 Guillermo A. Lemarchand 认为，有四个论点反对卡尔达肖夫分类：

 长距离全向发射器的能源消耗非常大。使用定向或间歇性设备，每个设备指向不同的方向，所需的能量就会少得多。因此，II 或 III 文明可能不是通过指数能源消耗来定义的。
 能源消耗呈指数增长的假设肯定是错误的，因为如果我们分析人类历史上的人均能源消耗，它会形成一系列的逻辑曲线，每一次技术创新都会有一个饱和点。因此，更有可能出现稳定状态或有限的增长。
 1966 年，萨根和什克洛夫斯基在约翰·理查德·戈特的计算基础上，将平庸原理应用于寻找地外文明，根据这一原理，比我们更重要的文明一定非常稀有，以至于它们没有可能占据主导地位并被人们看到。
 最后，哈佛大学和布宜诺斯艾利斯（Horowitz 和 Sagan 在 1993 年或 Lemarchand 等人在 1997 年）的研究和监听计划都没有提供任何人造源存在的科学证据，无论是在银河系，还是在附近的星系（ M33 、 M81 、涡状星系或半人马座 A ），甚至在室女座星系团中。

对于英国气象学家刘易斯·弗赖伊·理查森——一项关于死亡率的统计研究的作者（发表于1960年的《致命争吵的统计》）来说，人类的攻击性不允许我们预测人类能够达到更进化阶段的寿命。他估计，人类的暴力冲动将在1000年的时间里破坏社会秩序。而且，最多几百年，人类就可能被大规模杀伤性武器毁灭。

超人类主义者保罗·休斯和约翰·斯马特解释了类型信号的缺失 III 型文明有两种假设：要么它已经自我毁灭，要么它没有遵循卡尔达肖夫所描述的轨迹。能源消耗的增长将导致气候危机， Yvan Dutil和Stéphane Dumas将这一设定为地球每平方米 1瓦或整个地球 127 TW。如果以每年 2% 的增长率来计算，工业文明应该在其历史上很早就停止增长（几个世纪之后）。总之，无法可持续地保障能源资源，可能解释了类型 II 和 III 型文明。

对于佐尔坦·加兰泰来说，不可能想象一个跨越几个世纪（如戴森球）甚至数百万年的文明项目，除非有人想象一种不同于我们的、在祖先文明范围内的思想和伦理。因此，他建议根据文明长期开展大规模文明项目的能力对文明进行分类。

最后，对于弗里曼·戴森来说，在一个拥有有限能量的开放宇宙中，通信和生命可以永远持续下去；因此，智力是一个文明长期生存的唯一基本参数，而能量不再是决定文明的因素，这是他在文章《无尽的时间：开放宇宙中的物理学和生物学》中阐述的论点。

註釋

 參考文献 

 Кардашёв Н. С. Космология и цивилизации // Древняя астрономия, небо и человек: тезисы докладов международной научно-методической конференции. — М., 1997. 
Holdren J. P. Environmental Change and the Human Condition // Bulletin of the American Academy of Arts and Sciences. — 2003. — Iss. Fall 2003. — P. 24—31.

延伸閱讀

 Dyson, Freeman J. Energy in the Universe Article in September 1971 Scientific American magazine (Special September Issue on Energy)

 Wind Powering America 
 Clean Energy for Planetary Survival: International Development Research Centre
 LBL Scientists Research Global Warming 
 E³ Handbook
 Clarke H2 energy systems


 Shkadov Thruster 


 Supercivilizations as Possible Products of the Progressive Evolution of Matter: also by Kardashev
 Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation, by Freeman J. Dyson
 The Radio Search For Intelligent Extraterrestral Life, by Frank Drake



 参见 

 克拉克基本定律
 德雷克公式
 戴森球
 卡爾·薩根
 加來道雄
 数量级 (能量)
 可持續性
 技術奇異點

 KIC 8462852

 外部链接 

 Kardashev civilizations 
 Astrobiology: The Living Universe
 Detectability of Extraterrestrial Technological Activities
 Flash Animation on Civilizations 
 After Kardashev: Farewell to Super Civilizations
 Exotic Civilizations: Beyond Kardashev
 Description of civilization types from Dr. Michio Kaku
 Search for Type III civilizations

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Category:永續發展度量及指標