卡尔达肖夫 文明的三个层次

 卡尔达肖夫指数（英语：Kardashev Scale，俄语：Шкала Кардашёва，又译卡尔达肖夫尺度）是根据一个文明所能够利用的能源量级，来量度文明层次及技术先进程度的一种假说。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乡行星所有可用的能量，II型文明利用它的行星所围绕的恒星所有的能量，III型文明则利用它所处星系的所有能量。一般认为人类文明现在接近但尚未达到I型文明，经过其公式换算目前大约处在0.75级左右。

目录

定义编辑

在1964年由苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫首先提出定义文明的三个层次，根据各个文明使用能源功率数量的量级：

• I型 — 文明对行星可以驾驭的能量大约是10¹⁶ W。实际的数字是有很多变数的，地球的特定变数为 1.74×10¹⁷ W。（此处存疑）卡尔达肖夫指数原定义为 4×10¹⁶ W。^[1]

• II型 — 文明对一个恒星所可以驾驭的能量大约是 10²⁶ W。同样地，实际的数字是有很多变数的，太阳输出的指数约为3.86×10²⁶ W。卡尔达肖夫指数原定义为 4×10²⁶ W。^[1]

• III型 — 文明对一个星系所驾驭的能量大约是 10³⁶ W。这个数字是有极多变数的，因为星系的体积在变化中。卡尔达肖夫指数原定义为 4×10³⁷ W。

（W，瓦特=J/s，焦耳每秒，即I型文明在一秒即可输出亿亿焦耳的能量，相当于两千万吨TNT当量——大型核弹）

在现阶段，上述文明类别纯为假定。但是卡尔达肖夫指数被搜寻地外文明计划研究人员、科幻小说作家和预言家用来作理论基础。

卡尔达肖夫指数的能源消耗估计三种类型文明的定义

人类文明的现状编辑

主条目：世界能源消耗量

世界的全年初级能源消耗的总量。

加来道雄认为，人类可能在100到200年左右达到I型状态，在几千年后达到II型状态，而约在10万至100万年后达到III型状态。^[2]

卡尔·萨根建议定义中间值（不考虑在卡尔达肖夫的原指数），由类型I（10¹⁶ W），类型II（10²⁶ W）和类型III（10³⁶ W）的值来做内插和外插，得出下面的公式：

${\displaystyle K={\frac {\log _{10}P-6}{10}}}$,

其中的K是一个文明的卡尔达肖夫指数，P 是它使用的电力，以瓦特为单位。他计算出人类文明类型指数（在1973年）是0.7左右，用外推法（显然1970年代人类使用了10太瓦（TW）的数值）。^[3]

2012年，总世界能源消耗量量为553艾焦（553×10¹⁸ J=153,661 TWh），相当于平均功耗为17.54太瓦（1.504×10¹³ W ，或0.724上的卡尔达肖夫指数）。从1973年到2012年该指数每年平均增长0.0008左右。^[4]

地球的总光合生产力（英语：Photosynthetic_efficiency#Worldwide_figures）是大约1500至2250TW之间，或每年47,300-71,000艾焦（EJ），相当于0.9卡尔达肖夫指数。

注释