怎么划分银河里的各种文明?
在前面的章节中,我们已经介绍过了德雷克公式,它能够帮助我们预估银河系中可能存在的发达文明的数量。接下来,我们要进一步探究如何对这些文明进行划分。
事实上,早在1964年,苏联天体物理学家尼古拉·卡尔达肖夫就已经指出:文明的层次可以通过它所能利用的能量来衡量,这种指标也被称为“卡尔达肖夫指数”。卡尔达肖夫将所有文明划分为以下三个量级:
I型:这种文明能够利用其所在行星上所有可用的能量。
II型:这种文明能够利用其所在行星系中所有可用的能量。
III型:这种文明能够利用其所在星系中的所有可用的能量。
想象力对于科学家来说尤为重要,而卡尔达肖夫先生恰好是这样一位想象力丰富的人。由于我们尚未能够利用地球所提供的全部资源,浅薄的人类文明至今远没能达到I型(2017年时地球文明才达到0.72级,也就是说我们现在依旧处于0型文明)。此外,II 型和III型文明需要离开它们所在的星球,并且完成对周围空间的殖民,而我们显然尚未做到这一点。不过,为什么卡尔达肖夫在进行层次划分时,只关注文明所消耗的能量,而不关注其他因素呢?这是因为对能源的支配能够展现一个文明的科技水平。
据推测,人类文明会在一到两个世纪内达到I型,几千年后达到II 型状态,并在10万到100万年间达到III型状态。然而,正如我们在德雷克公式的例子中所看到的,发达文明也可能还没来得及经历如此漫长的时间跨度,便已经自我毁灭。
每类文明的能量来源各是什么呢?我们应该很熟悉I型文明的能量来源—我们目前已知的有可再生能源、化石燃料(当然,它们总有一天会消耗殆尽),以及尚未被成功开发的能源,如核聚变能源,因为核聚变反应应当将原子干净地融合起来,而目前核电站所能做的只是裂变原子。
流行小知识:尽管对于沃卓斯基姐妹而言,《黑客帝国》才是她们创作生涯中的最佳影片,但《木星上行》的剧本设定确实新颖而令人不安:在宇宙中,一个强大的外星家族需要一种血清,使他们达到“完美的达尔文主义状态”,从而长生不老,人类和其他行星上的生命恰恰是生产血清所需要的原料。
如果你们感兴趣的话,顺便说一下,这部电影的许多场景都取自西班牙毕尔巴鄂市的古根海姆博物馆附近。
II型文明可以采用地球上已经使用的方法(不过是应用于太阳系的其他行星上),也能够发展新的方法,获取我们已经想象到的以及无法想象到的各种能量。最引人注目的方法便是戴森球—因纪念于1960年提出该概念的科学家弗里曼·戴森而得名。
戴森球实际上是一个包裹着恒星并捕获其释放的所有能量的大型球体。例如:使用戴森球,我们可以捕获太阳向各个方向发射的所有能量,而不仅仅是我们在地球上接收到的一小部分—尽管,正如你所能想象的,建造像戴森球这样庞大的结构并不容易。它确实出现在一些科幻小说、电子游戏和漫威的漫画中。
可以确定的是,戴森球并不是一个实心球体,它承受不了巨大的压力。比如说,戴森球可能是一群尽可能收集辐射的卫星,而它最简单的形式便是戴森环,类似土星环,不过是由能量收集卫星形成。
当戴森提出他的球体概念后,他鼓励天文学家寻找戴森球向宇宙发出的辐射,以寻找可能存在的外星先进文明。当然,带有戴森球的恒星并不会被直接检测到,但由于其温度,球体会发出红外线。
科学逸事:自2015年以来,科学家们一直在试图解释Tabby行星(或称KIC 8462852行星)所经历的奇特变化。这颗行星位于银河系天鹅座和天琴座之间。尽管科学家目前正在寻找其他解释,但存在这样一种可能—尽管这种可能性很低—这颗行星周围或许存在着戴森球。因此,人们也称它为“宇宙中最神秘的恒星”。多迷人啊!
最后,从整个星系中获取能量的III型文明,类似于科幻小说中出现的银河帝国,如《星球大战》中的银河帝国,或《星际迷航》中的博格文明。这种文明能够使用什么能源呢?这种文明已经先进到能够利用宇宙中能量最大的物体,如超大质量黑洞、白洞(类星体)或伽马射线暴。
物理学家、科普家加来道雄认为:III型文明甚至能够打开虫洞或通往其他宇宙的大门,从我们的星球中,也可能观测到另一星系的III型文明的存在。因此,一些研究小组对它们进行了跟踪,但没有成功—显然,它们并不存在于我们星系的“附近”。类星体是一种现象,当位于星系中心的一个“巨大黑洞”开始吸收其附近的所有物质时,就会产生类星体,但我们至今仍不知道原因是什么。当这一切发生的时候,由于吸积盘的高速旋转,类星体会产生巨大的能量,并以无线电波、光、红外线、紫外线和X射线等形式释放出来,使得类星体成为目前已知的宇宙中最耀眼的天体。
科学逸事:虫洞也被称为“爱因斯坦-罗森桥”。我从未见过虫洞,它的存在也未曾被证明过,但爱因斯坦和罗森都相信宇宙中存在连接两个遥远时空的点甚至两个平行宇宙的隧道,能够使人从一处瞬移至另一处。这就比方说一条蠕虫没有选择从苹果表面爬到另一端,而是直接穿过内核到达了另一端。因此,“虫洞”这个名字用来描述多维空间中可能存在的隧道—由时间和重力的扭曲产生的维度。不管虫洞是否存在,这种假设都给科幻小说带来了很多乐趣,我敢说,《星际迷航》的粉丝们肯定会为它的存在振奋不已。
加来道雄称最微妙的时刻便是当下—人类正在从0型文明走向I型文明的当下,因为我们装备了极其危险的生化武器和核武器,同时有着某种野蛮又狂热、**而又偏执的心态。加来道雄还将恐怖主义定义为对I型文明的反抗。幸运的是,他也承认行星文明往往是包容、合作、先进的。也许这样的说法乐观了点,但我们或许正朝着这样的设想迈进,互联网、欧盟、全球流行音乐或英语作为一种全球性语言都是例证。根据加来道雄的说法,一旦我们的文明达到I型时,我们就会是坚不可摧的了。我很欣慰地看到人类现在已经开始关心我们的地球,学习倾听、宽容与和平相处。