卡尔达肖夫指数

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卡尔达肖夫指數英语Kardashev Scale)是用技術先進程度來量度文明層次的指標的一種方法,根據一個文明所能夠利用的能源數量。它是在1964年由苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫首先提出。它的指標有三個類別,I型,II型和III型。主要量度一個文明對於能源的使用率,所謂文明是有它的消耗及增長率。一個I型的文明使用在它的故鄉行星所有可用的資源,II型的利用它的恆星所有的能源,和III型的利用它的星系的所有能源。量度指標僅供參考,而對於一個的真實文明,量度指標是高度猜測性的,但是,它把整個文明的能源消費放在了宇宙的角度來看待。

定義[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 — 文明對行星可以驾驭的能量大約是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。[1]
  • II型 — 文明對一个恒星所可以驾驭的能量大約是 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。[1]
  • III型 — 文明對一個星系所驾驭的能量大約是 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。

(w=j/s,即I型文明 一秒即可输出亿亿焦耳的能量,相当于两百万吨TNT当量——大型核弹)

在現階段,上述文明類別純為假定。但是卡尔达肖夫指數被搜寻地外文明计划研究人員、科幻小說作家和預言家用來作理論基礎。

人類文明的現狀[编辑]

加來道雄認為,人類可能在100〜200年左右達到I型狀態,在幾千年後達到II型狀態,而約在10萬至一百萬年後達到III型狀態。[2]

卡爾·薩根建議定義中間值(不考慮在卡尔达肖夫的原指数),由上面給出的值的類型1,2和3的內插和外插,使用下面的公式:

K = \frac{\log_{10}{MW}} {10},

其中的K是一個文明的卡尔达肖夫指数,和 MW 是它使用的電力,以MW爲計。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)。[3]

2008年,總世界能源消費量為474艾焦(474×1018 J=132,000 TWh),相當於平均功耗為15太瓦(1.504×1013 W ,或0.717上的卡尔达肖夫指数)。[4]

地球的總光合生產力是大約 1500至2250TW之間,或每年47,300-71,000艾焦(EJ),成爲一個0.9卡尔达肖夫指数的文明。

參考文献[编辑]

参见[编辑]