四級文明究竟有多可怕?為什麼科學家從來不提四級文明?

2024年03月15日18:55:33 科學 1810

宇宙是如此的浩瀚,如果說人類是唯一的智慧文明,估計是沒有人會相信的,實際上,科學家們也普遍認為,宇宙中應該存在着其他的智慧文明,並且他們的數量應該還不少。

為了能夠準確地描述和比較宇宙中不同文明的先進程度,科學家還提出了“宇宙文明等級”的概念,將宇宙中可能存在的智慧文明劃分成了三個等級,即一級、二級和三級文明,這三種文明等級分別對應了行星級、恆星級和星系級的智慧文明。

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可以看到,根據這樣的定義,等級越高的文明,實力就越可怕,所以從這方面來講,應該還有比三級文明實力更可怕的四級文明,然而在相關的研究領域中,科學家討論的範圍最多也就是三級文明,至於四級文明,卻從來不提。

那麼,四級文明究竟有多可怕?為什麼科學家從來不提四級文明呢?下面我們就來聊一下這個話題。

從我們人類文明的發展歷程來看,能量的掌控和利用是推動文明進步的基礎力量,從最開始的基本生存需求到後來科技發展,能量的使用貫穿了人類文明的各個階段,文明的平均總功率越大,文明的先進程度就越高。

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所以在劃分“宇宙文明等級”時,科學家使用的指標其實就是文明的平均總功率,這樣的好處在於,它提供了一個具體的、可量化的指標,並且對不同發展階段的智慧文明都適用。

最早提出“宇宙文明等級”的是前蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達舍夫(Nikolai Kardashev),他將三個文明等級的功率分別定義為2 x 10^17瓦特、4 x 10^26瓦特、4 x 10^37瓦特,為什麼要這樣定義呢?其實三種功率分別就是地球接收到的太陽輻射功率,太陽的總功率,以及銀河系總功率的近似值。

在此之後,美國天體物理學家卡爾·薩根(Carl Sagan)又對此進行了一定程度的修正,他認為宇宙中的行星、恆星和星係為數眾多,彼此之間存在的差異通常都很大,所以他採用了觀測數據的中間值,將三個文明等級的功率分別定義為10^16瓦特10^26瓦特和10^36瓦特。

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他還指出,為了更精確地描述不同文明階段的差異,我們還可以用一個簡單的公式來進行計算(如上圖所示),其中的K和P分別是“文明等級”和智慧文明的平均總功率。

比如說我們人類文明目前的平均總功率大約為2 x 10^13瓦特,根據該公式就可以計算出,人類目前的文明等級約為0.73級,連一級文明都沒有達到。

卡爾·薩根的理論提出後,逐漸得到了科學界的廣泛認同,時至今日,科學家們討論的“宇宙文明等級”,其實也是按照這個理論來劃分的,所以根據該理論我們可以得出,四級文明的平均總功率就是10^46瓦特。

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為了方便理解10^46瓦特是什麼概念,我們可以用銀河系來作為參照物,前文已經提到了,銀河系的總功率大約為4 x 10^37瓦特,簡單計算一下可知,四級文明的平均總功率,大約是銀河系的2.5億倍!

可以看到,對於我們人類來講,四級文明可以說是相當可怕的存在,以他們的功率,毀滅整個銀河系都可以說是輕而易舉。那麼,如此強大的文明,真的有可能在宇宙中存在嗎?

對於這個問題,一個簡單的推理就是,既然四級文明的平均總功率是如此巨大,那他們就會在宇宙中製造出極大動靜,如此一來,我們就可以輕易地發現他們的蹤跡,然而我們並沒有任何發現,而這也就意味着,至少我們可以觀測的宇宙里,這樣的文明是不存在的。

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另一方面來講,功率如此巨大的智慧文明,其使用的能量實在是太過龐大,以至於遠遠超出我們的科學理論和認知範圍。

儘管我們可以發揮想象,去猜測四級文明可能會是什麼樣的存在,但對於嚴謹的科學家來講,在研究工作中,他們需要基於科學理論和觀測數據去進行合理的推理和預測,由於現有的科學理論和觀測數據都不支持四級文明的存在,因此在相關的研究中就將其排除在外了,而這也就是科學家從來不提四級文明的原因。

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