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二級文明的标配,能包裹太陽發電的戴森球,可能已經出現了

作者:甜甜愛科普

導語

“文明”是一個抽象的概念,但是我們可以從“能源”的角度看待這個問題。

文明的發展程度與其能源等級密切相關:大陸古代的瓷器和汝窯的陶瓷人們可以通過觀察到是比柴草時期更高的時代,進而推斷出中國古代曾經以煤為主要的能源。

同樣,化石燃料的時代高于柴草的時代,而在燃煤之前也有用水力和風力作為驅動力,這表明當時人類的能源等級也并不低。

文明的發展到底需要多高的能源,才能實作包括主播太陽在内的太陽系内所有資源的開發利用,又需要多少時間?

一、文明等級。

英國實體學家尼古拉斯·戴森(Nicolas Dyon)在1960年提出了“戴森球”的概念,這個概念是一個巨大的結構,有一個直徑與地球軌道差不多的外殼,這個結構是一種以恒星為中心的巨型建築物。

戴森認為,文明的發展需要能源,使用一顆恒星的能量可以遠遠超過地球和人造能源的總量,是以,一個文明能控制多少能源可以代表其文明的等級。

在戴森看來,一個文明如果隻能利用其行星上的能源,那麼它隻是0級文明,比如地球上的人類;如果一個文明能利用整顆行星的能量,那麼它是1級文明,在地球上,煤礦和石油礦都被用于作為火化燃料,但是能和整個能源進行比拼的可能隻有陽光了。

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如果一個文明能利用整顆恒星的能量,那麼它是2級文明,而宇宙大規模的能量利用者則是3級文明。

就我們人類而言,文明的等級大約是0.73級,因為我們不是一級文明,但是我們又不是0級文明,是以我們是0.73級文明。

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當然,我們也可以将文明的能源等級定義的更細緻一些:一個文明如果能夠馴化火,那麼它就是0.1級文明,而馴化工業革命之後的電力、煤炭和石油等化石燃料就能讓人類達到0.7級,而利用核能的文明則是0.8級文明,0.9級則是持續進行太陽能利用的文明。

戴森球就是讓文明變得更加進階的一種手段,如果能建造一個半徑約為地球軌道半徑一半的戴森球,那麼它就擁有一個10倍太陽亮度的光輻射表面。

而這個光輻射表面圍繞着太陽公轉,進而太陽就會不斷為戴森球内部提供能量。

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是以,在戴森球内部可以利用太陽提供的能量,進而解決人工太陽在沒有太陽能源的星系中發電的問題,也可以為外太空的定居點提供能源。

而建造戴森球需要大量材料,這些材料可以從行星或者是小行星上面獲得,是以,戴森球可以說是一個讓人類終極社會的支撐系統。

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二、人口與能源。

随着全球能源需求不斷增長,種增長導緻化石燃料的存貨很可能在本世紀中樞耗盡,是以人類社會正面臨能源問題。

無論是為了維持人類社會的運作,還是因為能源被用于生活和工業活動,能源都是人類社會的重要支撐。

是以,嚴重的能源匮乏會直接影響人類社會發展,那麼我們需要什麼樣的技術才能夠解決能源問題呢?

技術的發展不止是一個垂直的過程,它還會帶動社會的其他領域往前發展,而社會的進步需要能源作為支撐。

在過去,人類文明的發展的主要動力是從動物和植物的身上獲得的能源,随着人口的增加,能源定人口的數量增長。

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在太陽能和其他能源耗盡之前,曾經有一段時間,人口增長受到能源的限制,但是人類找到了解決這個問題的辦法:發現了新的能源資源。

在18世紀工業革命之前,水力和風力逐漸成為人們在生活中的主要能源,而化石燃料則接替了這兩個能源成為主要能源。

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在1798年,經濟學家馬爾薩斯就預測到了人口爆炸的危機,認為人口的增長速度遠遠超過了糧食的增長速度。

在那個時候,已經有人意識到能源和人口之間的關聯,是以有人提出通過科技解決人口問題的方法。

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事實上,化石燃料解決了人類生産力的增加,人類社會是以也擺脫了能源的問題,可以說,工業革命之後的人類社會已經是一個科技和能源高度發達的社會了。

由此,我們可以看出,能源和人口不僅在曆史上存在關聯,在當今社會中,能源和人口之間也存在關聯,是以,科技是人類社會發展的主要動力。

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在20世紀,人類首先利用核能技術,這是一種非常強大的能源,它可以用核能燃料控制核裂變,是以核裂變被用于制造核彈,并成為大規模産生電能的一種方式。

美國人第一次将核裂變用于發電是在1951年,1939年,意大利人費米克耳斯在發現了核裂變這個實體現象的時候就提出将核裂變用于發電。

在二戰之後,美國在核技術領域非常強大,是以,人們更加關注核技術的和平用途。

第一個商業化的核反應堆是1954年在蘇聯建成的,那麼核能在當時的能源系統中占據了重要的地位,因為核反應堆和化石能源不同,它不會産生二氧化碳,是以比燃煤等能源更環保。

三、太陽能能源。

在70年代,世界各地的學者開始關注一種能源:太陽能,人們開始嘗試将太陽能利用在生活中,但是這一嘗試的結果并不好。

在一定程度上,太陽能的能量在人類社會的能量體系中被忽視,是以,許多人認為這種能源沒有利用價值。

然而,戴森認為太陽能是解決能源問題的理想選擇:太陽的能量來自于核聚變過程,這是非常安全的過程,因為它不會産生放射性廢料,同時,太陽在我們的生命期中還不會耗盡。

戴森還對太陽能進行了一個簡單的計算:在1950年,每年全球能源消耗大約為1020瓦特,而太陽能輻射在當時大約13.6萬倍于全球能源消耗,是以,可以說,太陽能可以解決能源問題。

戴森的這個想法引起了全球能源界的反響:美國著名實體學家弗裡曼·戴森認為太陽能能源是永續能源的一種,它可以為人類社會提供數十億年的能源;美國新墨西哥州大學的科學家在1978年開始研究戴森球的理論,認為這個理論是可行的。

然而,這個計劃完全的實作是非常困難的:為了建造一個半徑約為地球軌道半徑一半的戴森球,需要大約60個天體品質的材料。

在近距離開采的材料還要用于支撐戴森球自身的重力,是以需要更多的材料,這是非常大的一個問題。

是以,現在人們計劃在離太陽比較近的地方開采材料,這個方案的一部分是拆解水星。

然而,就現有的技術和資源來看,建造戴森球可能需要4.25萬年,那麼我們如何進行太陽系的開發利用呢?

在2014年,就有天文學家聲稱在距離地球1470光年的地方發現了一個不規則的星光,這個星光變暗和亮的原因是不确定的。

美國宇航局的科學家提出,這個星光變化可能是因為有一個戴森球在圍繞着這顆恒星發電,進而導緻其不規則的星光變化。

結語

戴森球技術的實作将對人類曆史和未來産生深遠影響,這可能會改變我們對能源和其他星系的認知,但是同時也會帶來新的道德和倫理問題。

建造戴森球可能會加劇國際競争和地緣政治,戴森球技術的發展也可能催生新的産業鍊和經濟模式,為人類社會帶來全新的發展機遇。

二級文明的标配,能包裹太陽發電的戴森球,可能已經出現了

是以,如何平衡科技進步、資源利用和環境保護之間的關系是未來發展的重要議題。

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