【人类距离I型文明并不遥远,可能只差300多年】

//新浪探索 2022-05-08 12:15
//以下文章来源于环球科学 ,作者环球科学

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卡尔达舍夫等级将能利用整个行星、恒星和星系能量的文明分别分为I型、Ⅱ型和Ⅲ型文明。目前人类是0.728级文明,按照以往的能量增长速率,我们大概能在2347年左右成为I型文明。但是,盲目地利用能源可能是个陷阱,野蛮发展带来的气候危机可能是宇宙所有文明的“大过滤器”,为了让人类文明长久发展,我们必须转换自己的能源结构。在这种情况下,我们又将在何时成为I型文明呢?

撰文 | 王昱
审校 | 二七

一个文明的发展是多方面的,人口、经济、军事、文化、科技等都可以作为衡量文明等级的准绳。但这些方面所代表的往往只是文明的冰山一角,并且难以量化对比。对物理学家这群不想关注细节的“懒人”而言,整个文明的能耗便成了最方便的参数。一方面,它反映了整个文明利用能源的能力,这与整个文明的人口、经济与技术实力息息相关;另一方面,它又是一个非常具体的数字,可以量化分析。

这就是卡尔达舍夫等级(Kardashev Scale)诞生的逻辑。苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫(Николай Кардашёв)在1964年提出了这个概念,他用能量级将文明分为3个等级:I型、Ⅱ型和Ⅲ型,这些文明分别可以利用一颗行星,一颗恒星和一个星系的能量。

图片来源:wikipedia

I型文明是行星级文明。这种文明可以充分利用宿主恒星(对人类而言,是太阳)传递到其母星(地球)上的能量,也能充分利用这颗行星自身包含的能量(化石能源、核能等),对应的能耗为10¹⁶W。

Ⅱ型文明是恒星级文明。恒星主要通过发光的方式向外传递能量,太阳向外辐射能量的总功率为4×10²⁶W,Ⅱ型文明对应的能耗指标就为10²⁶W。根据E=mc²计算,相当于每11秒,这个文明就能消耗掉西湖水总质量对应的能量。为了收集这么多能源,Ⅱ型文明可能会建造一些能源巨构,比如戴森球。戴森球上可能还有计算功能,为了充分利用能量,这样的结构甚至可能是多层的,一层戴森球的废热可以为下一层戴森球提供能量,形成俄罗斯套娃脑(matryoshka brain)。Ⅱ型文明应该已经掌握了一些非常遥远的科幻级技术,比如正反物质湮灭引擎、制造小型黑洞等。

Ⅲ型文明是星系级文明。银河系的总亮度为4×10³⁷W,考虑到整个星系实在太过庞大,只要整个文明的能耗达到银河系总亮度的2.5%,也就是10³⁶W,我们就能将它称为Ⅲ型文明。对于这种级别的文明,或许连时空本身都能随意操控,它们或许能制造虫洞或超大质量黑洞。这种文明的技术实力应该已经完全超出了我们的认知,我们应该无法想象他们拥有的技术。

卡尔达舍夫等级并不是离散、分立的,它其实可以通过一个对数公式表示。如果一个文明的全部能源消耗为P,那么这个文明对应的卡尔达舍夫等级K可以表示为:

根据国际能源署的数据,2018年全球能源消费为14 281 889千吨油当量(能量单位,kTOE,kilo ton oil equivalent),大约为1.90×10¹³W。再由上述公式计算可得,地球上的人类文明目前属于0.728级文明。

过去,人类能源消费大约是按照指数增长的——每年增长的能源消费制造了更多机器,能让我们在下一年消耗更多能源。如果仅仅按照以往的增长率简单粗暴地进行拟合,就能发现我们大约能在2347年左右成为I型文明,在几千年后成为Ⅱ型文明,在几十万年后成为Ⅲ型文明。

能源的陷阱

不过,这只是一个很粗略的估计。它只是根据过去人类能源增长率来估计未来,并没有考虑实际的限制,过于乐观。而且,国际能源署所使用的这个单位让我们不由得想起一些不妙的事情——化石能源的环境威胁。虽然只是用石油来等效,但是化石能源现在确确实实给整个地球的环境带来了很多危害。正如美国生物学家艾德华·威尔森(Edward Osborne Wilson)曾说的:“人类真正面对的问题是:我们拥有旧石器时代的情感,中世纪的制度和宛若神明的技术。”我们的文明也正在面临严峻的气候危机。甚至有人认为,文明在向I型文明发展的过程就是一个“大过滤器”(Great Filter),增长的能源消费会带来剧烈的气候变化,从而导致文明灭亡。因此,没有文明能达到更高的等级——这可能就是“费米悖论”的解释,也是还没有外星人和我们建立联系的原因。

现在,意识到气候危机的人类正在尝试限制自身的碳排放。比如,我国就提出,到2030年全国二氧化碳排放量达到峰值;到2060年非化石能源消费比重达到80%以上,全国实现碳中和。而欧盟诸国和美国等发达国家则计划到2050年实现碳中和目标。未来的几十年,人类整体的能源结构也许将面临巨大的转型。

在这种背景下,我们必须重新审视各种能源的变化,重新计算人类成为I型文明的时间。最近,一个国际研究团队在预印本网站上公布了他们的研究结果,他们根据《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)的政策和建议,以及国际能源署(IEA)对未来几十年能源消耗的预测,开发了一个更详细的影响模型,估计人类在此框架下成为I型文明的时间。他们的结论是,如果人类将主要能源转换为清洁能源,大概能在2371年左右成为I型文明。

转型的考验

模型显示,如果全球各国都履行自己的承诺,那么在2040年代,人类将会快速降低对化石能源的依赖。到2050年左右,化石能源的消耗会迅速降低到相对很低的水平。

(a)、(b)、(c)分别为人类对煤炭、天然气和原油的消费,黑色为指数模型,红色为影响模型,蓝色为国际能源署历史数据。
图片来源:原论文

在化石能源快速衰减的同时,太阳能、风能、水力、地热等可再生能源将会基本维持指数发展模式,甚至会加速发展弥补减少化石能源带来的漏洞。

而还有一种不容忽视却颇受争议的能源——核能。国际能源署表示:“从历史上看,核电一直是全球无碳电力的最大贡献者之一,并且具有帮助电力行业脱碳的巨大潜力。”过去50年中,核能减少了550亿吨二氧化碳排放,几乎相当于人类2年二氧化碳排放的总和。

从1971年到2018年全球核电供应量。
图片来源:原论文

但在多数人心中,核电始终是可怕的存在。1986年的切尔诺贝利核事故和2011年的福岛核事故让所有人都心有余悸,1986年后,全球核电增速减缓,2011年全球核电发电量甚至出现了明显的倒退。就算核电是非常安全的能源,发展速度也不得不受此影响而放缓。按照国际能源署安全数据表(Safety Data Sheet,SDS)的最理想估计,未来核电的年平均增长率大约为2.47%。

不同条件下的核能发展情况。黑线为已有数据、红色虚线为不再建设新的核电站、蓝色虚线为只建设规划中的核电站、绿色虚线为按照国际能源署安全数据表规划、建设核电站。
图片来源:原论文

在这种限制下,可再生能源总量将达到核电的两倍左右。

红色为可再生能源、黑色为核能。图片来源:原论文

在这样的估计下,全人类的能源消耗反而可能会在2030年左右下降,在2050年左右到达最低值。这是能源转型的阵痛,但却是我们阻止全球变暖,不让人类陷入“大过滤器”的唯一办法。之后,或许人类的能源消费能回归指数级别增长,在用20~30年完成能源转型的情况下,在2371年左右,我们或许能就能安全地成为I型文明。

对人类文明等级的预测。图片来源:原论文

虽然卡尔达舍夫等级是个非常直截了当的限制,但它只是故事的一半。我们固然需要大量能源,但能源的使用效率同样重要。在倡导绿色节能的今天,越来越多低能耗的技术被开发了出来,用更少的能源,实现同样、甚至更好的效果。或许,只有当我们不需要仅仅依靠支配的能源来评判文明的标准时,我们的文明才能得到真正的进步。

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《楞严经》圆满菩提不生灭性
(第四十段)
【阿难!如彼众生,别业妄见,瞩灯光中,所现圆影,虽现似镜,终彼见者,目眚所成。眚即见劳,非色所造。然见眚者,终无见咎。例如今日,以目观见,山河国土,及诸众生,皆是无始,见病所成。见与见缘,似现前境,原我觉明,见所缘眚,觉见即眚。本觉明心,觉缘非眚。觉所觉眚,觉非眚中。此实见见,云何复名,觉、闻、知、见?是故汝今,见我及汝,并诸世间,十类众生,皆即见眚,非见眚者。彼见真精,性非眚者,故不名见。
阿难!如彼众生,同分妄见,例彼妄见,别业一人。一病目人,同彼一国,彼见圆影,眚妄所生。此众同分,所见不详,同见业中,瘴恶所起,俱是无始,见妄所生。例阎浮提,三千洲中,兼四大海,娑婆世界,并洎十方,诸有漏国,及诸众生。同是觉明,无漏妙心,见闻觉知,虚妄病缘,和合妄生、和合妄死。若能远离诸和合缘,及不和合,则复灭除诸生死因,圆满菩提,不生灭性。清净本心,本觉常住。】
佛说:阿难!有些众生,因别业所生妄见,如同得了眼病的人,看灯光就有圆影,就像真实境界一样,这是因为得了眼病才有这种情况的出现,是眚病造成的错觉,眚病即眼病,是“见劳”所致,不是色影造成的。
“见”是所见、“劳”即烦恼。意为幻相是生于无明烦恼的所见中,不是物质世界和色尘外境造成的。眼病所见之彩色圆影,比喻为五阴十八界,五阴十八界总括为身心内外世界,这身心内外世界犹如彩色圆影,层层叠叠,五花八门,使人眼花缭乱,这眼花缭乱的东西本就虚幻,若误以为实,即是非正确的凡夫知见或外道的邪知邪见。这些妄见,也不能责怪得眼病的人,因他确实不知自己的所见是因眼病所生的妄见。
佛对阿难说:如你今日,以眼观看这山河国土及诸多的众生,这些都是你无始以来就像得了眼病者所看见的幻相,能见之功能与所见之缘,相互作用,就现出了当前这些山河众生等境象。这些境象的出现是因原有的“觉明本性”“心”,被妄见攀缘于病眼,“觉见”就成了眚眼“病眼”,所见一切就都是幻相了。
而原有的“本觉明心”,“本觉”即菩提、“明心”是菩提之用。这本觉明心虽然起了攀缘,但它仍然是觉明心,而不是眚病“病眼”。这比喻众生虽然迷惑颠倒,流转生死,但那不生不死的常住真心却依然存在,存在的真心不是病眼,也并未迷惑。
觉明心虽然生了眚病“眼病”,而此“觉明心”并不在病眼中。此实为真见与妄见,觉明为真、病眼为妄。为什么又称这些真妄名叫:“觉、闻、知、见”呢?“觉”:是感觉、“闻”:是闻听、“知”:是知道、“见”:是能所二见。这些都是妄心所生。妄心所在之处,是因为你而今见到我和你自己,并诸多世间中的,如:胎生、卵生、湿生、化生、有色生、无色生、非有色生、非无色生、有想生、无想生等十类众生时,当你还没有明白“众生别业妄见”和“众生同分妄见”的道理时,你就会认为这些都是真实的,其实这些都是你病眼中的圆影幻相,这些所见名为“见眚”,见眚”就是妄见,妄见见到的自然都是幻相。
如果离开病眼所见的幻相,自性“真精”就显现了。“真精”之“真”为一真、“真精”之“精”为一真之体。此体即真如自性、故名“真精”。这时就会明白,真精不是“眚”,因“眚”是病;所以也不名“见”,因“见”是妄。真精不是病、也不是妄,是本来就有的菩提心。
佛说:阿难!如他处众生同分妄见中,有别业妄见,仅限于一人或一患眼病的人,同于一国都生眼病的人,所见圆影皆是眚病所生,他们所见的种种不祥,与同分妄见一样,只有多寡之分,没有所见不同,即一个人与一国人的妄见是一样的。这些妄见都是因宿世“瘴恶”所起。
“障”有“二障”、“恶”有“十恶”;“二障”指烦恼障与所知障。二障是《瑜伽师地论》行派与《法相宗》对贪、嗔、痴等诸惑,就其能障碍成就佛果之作用所作的分类。即:
1、烦恼障:由我执“人我见”而生。以贪嗔痴等一切诸惑,发业润生,烦扰有情众生身心,使在三界五趣的生死中,而障涅槃之果,故称烦恼障。
2、所知障:由法执“法我见”而生。以贪嗔痴等诸惑为愚痴迷闇,其用能障菩提妙智,使不能了知诸法之实相及实性,故称所知障,又作智障。
“十恶”:由身体行为、语言行为、思想行为所造。恶者逆常理而行,真妄颠倒,放纵感情于身口意,动则与真理相背,而成此十恶,即:
一、杀生:杀害生命、贪食众生肉。二、盗:偷盗、抢盗、盗取公私财物。三、淫:邪淫。四、妄语:虚诳不实之语。五、绮言:杂秽不正之语。六、恶口:骂詈恼人之语。七、两舌:挑拨离间之语。八、悭贪:悭吝贪着。九、嗔恚 :嗔恚愤怒。十、邪见:暗昧迷理。此“二障十恶”简称为“障恶”。
佛说:这些障恶,从无始劫以来由妄见而生。如阎浮提三千洲中,兼四大海,及娑婆世界,并“洎”十方。“洎”拼音“ji”:作“及”解。此为并及十方之意。
佛说:娑婆世界及十方充满烦恼的国家和一切众生,本来同是觉明无漏妙心,只因“见(所见)、闻(所闻)、觉(感觉)、知(知见)”这些见闻觉知,缘于色尘而分别生出的虚妄相,在这虚妄幻相中,和合妄生、和合妄死。如果能远离这些虚妄的“和合缘”与不和合缘,就能灭除生死之因,而圆满菩提道果。
“和合缘”指外尘六境,即:色(物质世界及天地万物等一切众生相)、声(一切从口而出的声及流水等发出的物理之音)、香(香臭等各种气体)、味(酸甜苦辣等各种味道)、触(接触和触摸等感觉)、法(意识形态)。能和合之因是六根,即:“眼睛、耳朵、鼻子、舌头、身体、意识。”和由六根而产生的六个识,即“眼耳鼻舌身意“各一识。六尘是六根六识的“和合缘”;“不和合”是与心王不相应之二十四不相应法,即:
一、得:于一切法造作成就(指有为法)。二、命根:第八识种子,并出息、入息、暖气三者,连持不断。三、众同分:如人之类,其形相似。四、异生性:众生之妄性不同。五、无想定:心想俱灭,外道所修之定。六、灭尽定:受想之心灭尽,诸识不起。七、无想报:外道修无想定,命终生无想天,寿命五百劫,想心不行,如冰夹鱼。八、名身:依事立名,众名联合称为名身。指一个单名如太阳,叫名词;三个以上的名词如太阳、月亮、星星,叫名身。
九、句身:积言成句,众句联合称为句身。指一句话如:我正在工作,叫单句;三句话以上如:我正在工作,忙得很,分不开身,这叫句身。十、文身:文即是字,众字联合称为文身。指构成名词名句的各类字母和文字,可形成文章,称为文身。十一、生:诸法生起。十二、住:诸法未迁。
十三、老:诸法渐衰。十四、无常:今有后无。十五、流转:因果相续,流转不断。十六、定异:善恶因果,决定不同。十七、相应:因果和合,不相违背。十八、势速:诸法迁流,不暂停住。十九、次第:编列有序。二十、时:即时节。二十一、方:即方所。二十二、数:即数目。二十三、和合:不相乖违。二十四、不和合:互相违背。
此二十四法,又名无体,是指离开了自性本体,若人用这些离开自性本体之法,最精进者,可成为高级外道,能证得无想定或无色界定,但这两种定只能延长寿命,不能得究竟佛果。由于其不与色法、心法、心所法、无为法相应,故名不相应行法,是“不和合”之缘。
佛说:“和合”是因缘法,因缘是生灭法;“不和合”是与心王(第八识)不相应法,不与心王相应,就不能成为心王,心王就是佛,如此则永远都成不了佛。如能远离这些“和合缘”与“不和合缘”,就能灭除自己根本上的生死之因而圆满自性菩提,从而回归无生灭性,此无生灭性即是清净本心,是常乐我净本觉常住的清净本位。


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