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卡尔达肖夫指数

时间:2013-10-06来源:机器视觉网http://shixinhua.com 作者:石鑫华机器视觉网 点击:

卡尔达肖夫指数

石鑫华机器视觉网:卡尔达肖夫指数(英语:Kardashev Scale)是用技术先进程度来量度文明层次的指标的一种方法,根据一个文明所能够利用的能源数量。它是在1964年由苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫首先提出。它的指标有三个类别,I型,II型和III型。主要量度一个文明对于能源的使用率,所谓文明是有它的消耗及增长率。一个I型的文明使用在它的故乡行星所有可用的资源,II型的利用它的恒星所有的能源,和III型的利用它的星系的所有能源。量度指标仅供参考,而对于一个的真实文明,量度指标是高度猜测性的,但是,它把整个文明的能源消费放在了宇宙的角度来看待。
 

定义

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量的,地球的特定变量为 1.74×1017 W。(此处存疑)卡尔达肖夫指数原定义为 4×1012 W。
  • 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量的,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。
  • 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量的,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=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。
 

人类文明的现状

加来道雄认为,人类可能在100200年左右达到I型状态,在几千年后达到II型状态,而约在10万至一百万年后达到III型状态。
卡尔·萨根建议定义中间值(不考虑在卡尔达肖夫的原指数),由上面给出的值的类型1,2和3的内插和外插,使用下面的公式:
K,
其中的K是一个文明的卡尔达肖夫指数,和 MW 是它使用的电力,以MW为计。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)。
2008年,总世界能源消费量为474艾焦(474×1018
 J=132,000 TWh),相当于平均功耗为15太瓦(1.504×1013
 W ,或0.717上的卡尔达肖夫指数)。
地球的总光合生产力是大约 1500至2250TW之间,或每年47,300-71,000艾焦(EJ),成为一个0.9卡尔达肖夫指数的文明。
 
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