卡尔达肖夫量表：对外星文明进行分类

我们可能会发现什么：小绿人还是微生物？我们如何找到它们：无线电波或地球大气中的奇怪化学物质？甚至还没有人想到的事情？

几十年来，科学家们一直在思考这种生命可能是什么样子，人类如何能够从远处识别它，以及两个世界之间的通信是否可能。

这种想法包括开发准备填充外星人的分类系统。其中一个系统被称为卡尔达肖夫量表，以1964年提出它的苏联天文学家的名字命名，并根据外星文明可以利用的能量对其进行评估。

什么是卡尔达肖夫量表？

卡尔达肖夫量表是假设的外星文明的分类系统。该量表包括三个类别，具体取决于一个文明使用了多少能量。

卡尔达肖夫将I型描述为”接近目前地球上达到的技术水平”，将II型描述为”能够利用自己恒星辐射的能量的文明”，将III型描述为”拥有自己星系规模的能量的文明”。

每种类型还包括所涉及的能量的数字截止值，但这些都不是任意的截止值。”他使用了易于可视化的东西，”欧洲南方天文台的天文学家瓦伦丁·伊万诺夫（Valentin Ivanov）告诉 Space.com。”我几乎忍不住说这是一种宣传噱头，他用这些比较让人们更容易理解。

卡尔达肖夫的量表被收录在1964年发表的一篇五页的论文中，名为”外星文明的信息传递”。（该论文最初以俄语出版，但同年出版了英文译本。

虽然这个尺度引起了人们的想象，但”外星文明的信息传输”专注于计算来自宇宙任何一点的光信号对于当时的无线电科学家探测到它需要多大的功率。这个值也是II型文明能源使用的数值截止值。

卡尔达肖夫是谁？

尼古拉·卡尔达肖夫（Nikolai Kardashev）是苏联和俄罗斯的天体物理学家，于2019年去世。卡尔达肖夫与早期寻找外星智能（SETI）的领导者大致相同，如弗兰克·德雷克，他在卡尔达肖夫的论文发表前三年发表了他著名的方程;朱塞佩·科科尼（Giuseppe Cocconi）和菲利普·莫里森（Philip Morrison），他们预测了外星信号可能是什么样子;弗里曼·戴森（Freeman Dyson）思考了外星文明如何超越行星的极限。

除了他的天平之外，卡尔达肖夫还开发了一种称为超长基线干涉测量（VLBI）的技术，该技术使用全球无线电天线网络作为地球大小的射电望远镜。也许最着名的是，事件视界望远镜使用VLBI来观察黑洞，包括产生2019年发表的第一张黑洞图像。

卡尔达肖夫还提议用天基望远镜补充地球网络VLBI天文台，以进一步提高其观测能力。根据对VLBI发展的回顾，他主张2011年发射的俄罗斯任务RadioAstron能够完成这项工作。

卡尔达肖夫量表上的人类在哪里？

如果只在基本类别中工作，人类是卡尔达肖夫尺度上的I型文明（具有工作戴森球体结构的文明收集其恒星的光将有资格成为II型）。从字面上看，由于人类没有利用相当于地球全部的能量，其他科学家也说过，人类的排名更像是0.7。

卡尔达肖夫量表与SETI有何关系？

几十年来，科学家和科幻小说家都参考了卡尔达肖夫的规模，他们都赞扬和批评了这个系统。

卡尔达肖夫天平的一个好处是，它关注的是人类对文明的可探测性，而不是其技术进步，其中大部分可能以天文学家无法观察到的方式出现。

然而，它也被稱為過於簡單，既只考慮一個特徵，也考慮到其少數的，廣泛的類別。（标志性的天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan）认为，卡尔达肖夫的类别代表了能源消耗的巨大飞跃，并建议将每个类别划分为更小的类别 – 类型1.1，类型1.2等。

卡尔达肖夫量表对无限增长的关注，作为衡量进步的尺度，也变得难以下咽。伊万诺夫说，它植根于当时射电天文学家对SETI的统治地位。”对于射电天文学家来说，越大越好，”他说。”直观地说，对他们来说，更多的权力意味着更先进的文明。然而，几十年来，随着人类开始经历我们利用化石燃料造成的全球混乱，将持续的能源饥饿理想化的风险已经变得清晰起来。

卡尔达肖夫的论文还谈到了寻找地球以外生命的持续核心张力：寻找生物特征，改变一个只有从微生物到海牛的某种规模的生命才能导致的行星，或者对于技术特征，像无线电波这样的信号，不仅依赖于生命，而且依赖于精通明显技术的智能生命，这是更有价值的吗？”目前有一个争论，两者中哪一个更重要，”伊万诺夫说。

但是，尽管Kardashev的工作完全集中在技术签名上，但它也承认生物签名方面，并表明每次搜索都可以通知对方。”即使是在火星上发现最简单的生物，也会大大增加银河系中存在许多II型文明的可能性，”他写道。”射电天文搜索当然可以在解决这个问题方面发挥决定性作用。

卡尔达肖夫量表的遗产

尽管如此，包括卡尔达肖夫规模在内的论文的真正核心是关于SETI的更广泛陈述。”人们经常忘记，他所做的是估计星际通信的技术可行性，”伊万诺夫说。”他想出的分类几乎是那篇论文的事后想法。

在论文的结论中，卡尔达肖夫认为，即使计算不成立，星际通信的潜在现实也应该成立。

“我们想指出的是，这里得出的估计无疑只不过是试探性的，”卡尔达肖夫写道。”但它们都证明了这样一个事实，即如果陆地文明不是整个宇宙中的独特现象，那么通过当今的无线电物理能力与其他文明建立联系的可能性是完全现实的。

回顾这篇论文发表50年后，一位研究人员写道，卡尔达肖夫的量表”旨在代表SETI搜索过程中可以预期的实用指南，而不是对外星智能本质的深刻理论见解。

伊万诺夫说，即使科学家质疑卡尔达肖夫的想法，规模仍然是SETI工作的一个重要方面。”他的名字会留下来的。”