卡尔达肖夫指数：外星文明会如何演化？

北京时间 2 月 23 日消息，据国外媒体报道，在长达数万年、乃至数百万年的时间线上，拥有发达技术的外星文明究竟是如何进化的？这个问题一直困扰着致力于寻找外星文明"技术痕迹"的研究人员们。既然"长寿"的文明被我们探测到的概率最大，如果我们能对它们的进化轨迹有所了解，或许能找到更好的搜索策略。但除了弄清搜索哪些对象之外，研究人员还想知道，外星文明在进化了这么长时间后会发生什么？会拥有哪些能力？又会变成什么模样？

早在 1964 年，俄罗斯的 SETI（系外智慧文明搜索）先驱尼古拉・卡尔达肖夫就问过自己这些问题，而他的答案就是如今著名的"卡尔达肖夫指数"。他是第一位试图定义文明不同进化阶段的科学家，但并不是最后一位。研究这些不仅对外星文明技术痕迹的搜索至关重要，对预测人类突破瓶颈后的未来发展也有重大意义。

卡尔达肖夫指数

卡尔达肖夫的问题可以换一种方法来表述。在文明技术水平不断进步的过程中，会遇到哪些普遍存在的障碍呢？这里有一个基本假设：所有（或者至少大部分文明）在进化过程中都会经历若干可以量化的阶段。虽然卡尔达肖夫最感兴趣的是发现来自系外文明的信号，但他发明的指数体系为我们提供了一条清晰的思路，有助于我们对外星文明的演化进行思考。

卡尔达肖夫指数的分类方式并非以社会道德体系为基础，因为我们完全无法预测外星文明的道德体系会是什么模样。相反，其基础为能量，任何一个上过物理课的人想必都对这个词耳熟能详。能量使用或许就是所有文明演化的基础，因为一个文明不可能在不使用能量的情况下建立起来。因此，卡尔达肖夫考察了处于不同阶段的文明能够利用的能量来源，并以此为基础，建立了自己的指数体系。

在卡尔达肖夫看来，一个文明在进步过程中，对能量的收集方式会经历三个等级、或者说三种类型。

1 型：文明可利用所在行星上的所有能量来源，包括该行星接收到的来自宿主恒星的全部光能。这点很合理，因为在大多数可能孕育生命的行星上，恒星提供的能量都将是最主要的能量来源。地球每秒从太阳那里获得的能量相当于成百上千颗原子弹。这种能量相当可观，而且属于第 1 类的物种应当能将其完全用于文明建设。

2 型：这类文明可以利用宿主恒星的全部能量。诺贝尔物理学奖得主弗里曼・戴森就曾预测过，先进的外星文明也许会建造一个巨大的球体、将恒星整个包裹起来，这种结构名为"戴森球"，可能会有整个行星系那么大，可以充分捕获恒星发出的光子和能量。

3 型：这类超级文明可以利用其所在星系中所有恒星产生的全部能量。一个星系所包含的恒星一般可达几千亿之多，能量总和相当惊人。如果外星文明用戴森球将每颗恒星都包裹起来，或许可以做到这一点；但外星人也许还有比这更令人惊异的方法。

卡尔达肖夫指数的意义

从 1 型文明到 3 型文明，相当于从"可以想象"一步步变成"如有神力"。比如说，我们不难想象在太空中布置大量巨型卫星、用来收集太阳能，再通过微波将这些能量传送到地球上。能够实现这一点，我们便成为了 1 型文明。但我们何时才能造出戴森球呢？为此我们需要做出哪些改变？而一旦我们达到了 3 型文明的水平，就仿佛真的拥有了上帝之力，能够对整个星系进行改造。

这在一定程度上正是卡尔达肖夫指数的意义所在。促使我们思考如何探测外星技术痕迹固然重要，但更可贵的是，这套指数还为我们的想象指明了方向。如果让我们凭空想象出数十万年、乃至数百万年间发生了什么，大脑可能会一片空白，所以我们需要这样的"工具"、或者说"指南"，提供一个专注的焦点。这也许是我们了解生命变得足够先进后、将变成什么模样的唯一机会。