Шкала Кардашёва
Шкала Кардашёва — метод измерения технологического развития цивилизации, основанный на количестве энергии, которое цивилизация может использовать для своих нужд; был предложен советским радиоастрономом Николаем Кардашёвым в работе «Передача информации внеземными цивилизациями», опубликованной в «[англ.]» СССР в 1964 году.
Шкала определяет три категории, называемых соответственно тип I, II и III: цивилизация I типа использует все доступные энергетические ресурсы, имеющиеся на своей родной планете; цивилизация II типа использует всю энергию своей звезды; III типа — своей галактики.
Шкала является гипотетической и, с точки зрения современной науки, крайне спекулятивной. Вместе с тем, она отражает энергопотребление цивилизации в космической перспективе. Шкала использовалась для поиска астрономами цивилизаций в соседних галактиках.
Предложены также расширения шкалы до ещё более гипотетических цивилизаций типа IV, способных использовать ресурсы целой вселенной, и типа V, управляющих произвольным множеством вселенных (мультиверсумом). Также было предложено дополнить количественный критерий энергопотребления такими качественными показателями, как, например, «владение в совершенстве» планетой, системой или галактикой (достижение полного контроля над происходящими в них процессами), либо же (дополнение классификации Карлом Саганом) рассматривать помимо количества утилизируемой энергии количество контролируемой цивилизацией информации.
Описание типов
Тип 1
Цивилизация, энергопотребление которой сравнимо с мощностью, получаемой планетой от центральной звезды и энергетических источников самой планеты. Для Земли полная энергия, получаемая от Солнца, составляет 1,74·1017 Вт. Обычно в качестве оценки энергопотребления для цивилизации типа I берётся диапазон 1016—1017 Вт. (В оригинальной статье Кардашёва для цивилизации типа I был предложен значительно меньший уровень, равный текущему потреблению энергии человечеством и составлявший на тот момент ≈4·1019 эрг/с = 4·1012 Вт.)
Тип 2
Цивилизация, энергопотребление которой сравнимо с мощностью (светимостью) центральной звезды планетной системы. Для Солнца оценка энергопотребления составляет L⊙ = 3,828·1026 Вт. Одна из гипотетических форм цивилизации второго типа — цивилизация, построившая сферу Дайсона вокруг своей звезды (также возможно строительство других астроинженерных сооружений). Другой вариант — цивилизация освоившая несколько планетных систем вокруг своей родной планетной системы.
Тип 3
Цивилизация, энергопотребление которой сравнимо с мощностью галактики. Оценка светимости для нашей галактики Млечный Путь составляет 2·1010солнечных светимостей или примерно 8·1036 Вт (в оригинале у Кардашёва 4·1037 Вт).
Не входящий в теорию тип 4
Цивилизация, энергопотребление которой сравнимо с мощностью всей вселенной. Оценка энергопотребления — 1049—1050 Вт.
Текущее состояние человеческой цивилизации
Человеческая цивилизация в настоящее время ещё не достигла типа I, так как способна использовать только часть энергии, которая имеется на Земле. Текущее состояние человеческой цивилизации, таким образом, можно назвать типом 0. Оригинальная версия шкалы Кардашёва не предусматривала промежуточных значений, однако Карл Саган предложил интерполяцией и экстраполяцией расширить применимость шкалы, превратив её из ранговой в абсолютную.
Саган использовал следующую формулу :
где К — рейтинг цивилизации, P — её энергопотребление в ваттах.
По состоянию на 2010 год значение по шкале Кардашёва, рассчитанное по формуле Сагана, составляет примерно 0,72. Это значение соответствует тому, что человечество использует около 0,16 % от общего объёма энергетического бюджета планеты (1016 Вт).
| Год | Производство энергии | Значение по шкале Кардашёва | ||
|---|---|---|---|---|
| эксаджоулей/год | P, ТВт | тонн нефтяного эквивалента/год | ||
| 1900 | 21 | 0,67 | 500 000 000 | 0,58 |
| 1970 | 190 | 6,0 | 4 500 000 000 | 0,67 |
| 1985 | 290 | 9,2 | 6 900 000 000 | 0,69 |
| 1995 | 360 | 12 | 8 700 000 000 | 0,70 |
| 2000 | 420 | 13 | 10 000 000 000 | 0,71 |
| 2010 | 510 | 16 | 12 100 000 000 | 0,72 |
| 2030 (прогноз) | 680 | 22 | 16 300 000 000 | 0,73 |
Более детальные сведения о текущем энергопотреблении человечества можно найти в статье «Мировое потребление энергии».
Шкала Каутца
Переработанная шкала, включающая новые типы, предложенная писателем-фантастом [нем.]:
- Цивилизация 0 типа. Цивилизации 0 типа являются пред-индустриальными или, в лучшем случае, цивилизациями на первом этапе космической экспансии. Данный тип использует большую часть доступных энергетических ресурсов планеты. Наиболее близким аналогом будет человечество в начале XXI века. Возможно, многие цивилизации этого типа самоуничтожаются в процессе перехода на новый уровень развития.
- Цивилизация I типа. Планетарная цивилизация использует ресурсы своей планеты полностью. Планеты её звёздной системы колонизируются, становясь частью ресурсной базы. Очень часто данный этап становится для цивилизации ловушкой. Она входит в состояние самодостаточности, направляя ресурсы на виртуальное развитие, вместо дальнейшей экспансии. Многие цивилизации данного типа прекращают своё существование вследствие катастрофических изменений родной звезды — например, превращения её в новую или сверхновую звезду.
- Цивилизация II типа. Такие цивилизации очень редки. Как правило, они существуют уже минимум несколько тысяч лет. Они используют всю доступную энергию их звёздной системы и уже смогли осуществить межзвёздные путешествия и колонизацию планет в других звёздных системах. Цивилизации II типа пережили свою юность, преодолели неспокойное время. В этой точке резко возрастают шансы продолжить своё развитие.
- Цивилизация III типа. Определяется как цивилизация, которая способна использовать энергию всей галактики. Такие цивилизации существуют минимум несколько миллионов лет. Они редко встречаются даже на вселенском масштабе. Даже по чрезмерно либеральной оценке их число во всех известных галактических кластерах не будет превышать сотни. Этот уровень практически считается недостижимым для одного разумного вида. Чтобы достичь такого уровня развития, требуется объединение в единое целое многих видов разумных существ. Пример — Галактическая Империя (или Республика) из «Звёздных войн».
- Цивилизация IV типа. Данный тип цивилизации может использовать весь объём доступной энергии галактических сверхскоплений.
- Цивилизация V типа. Цивилизация, получившая доступ ко всей доступной энергии Вселенной.
- Цивилизация Vb типа. Такая цивилизация будет способна изменять некоторые аспекты физики Вселенной.
- Цивилизация VI типа. В настоящее время пока полностью гипотетическая цивилизация, которая может использовать энергию нескольких вселенных, изменять их физику и даже предотвратить тепловую смерть родной вселенной, чтобы существовать вечно[источник не указан 3830 дней].
Критика
Утверждалось, что, поскольку мы не можем понять развитые цивилизации, то мы и не можем предсказать их поведение. Таким образом шкала Кардашёва, возможно, не будет отражать то, что реально происходит с передовой цивилизацией. Этот аргумент был, в частности, представлен в книге об астробиологии «[англ.]» за авторством учёного-биолога [англ.] и математика Иэна Стюарта.
Также шкала Кардашёва, связывая уровень цивилизации с энергией, которую она способна использовать, де-факто является общим количественным макроэкономическим показателем цивилизации, не учитывающим качественный (в частности, технологический) уровень развития цивилизации. Например, возможен казус, когда цивилизация по количественному объему энергопотребления будет попадать в тип I или II, но при этом качественно соответствовать типу III.
Венгерский футуролог [венг.] предложил альтернативную шкалу, основанную не на энергопотреблении, а на способности цивилизациий (ранжированных от типа I до V).
Интересный факт
В юбилейном издании «Наука и техника СССР в 1917—1987. Хроника» классификация Кардашёва указана как одно из важнейших достижений советской науки в 1964 году.
См. также
- Будущее
- Технологическая сингулярность
- Сфера Дайсона
- Пик нефти
- EROEI
Литература
- Кардашёв Н. С. Космология и цивилизации // Древняя астрономия, небо и человек: тезисы докладов международной научно-методической конференции. — М., 1997.
- Holdren J. P. Environmental Change and the Human Condition (англ.) // Bulletin of the American Academy of Arts and Sciences. — 2003. — Iss. Fall 2003. — P. 24—31.
Примечания
- Кардашёв Н. С. Передача информации внеземными цивилизациями // Астрон. журн. — 1964. — Т. 41, вып. 2. — С. 282—287. — . Архивировано 31 марта 2022 года.
- Jonathan H. Jiang and etc. Avoiding the Great Filter: Predicting the Timeline for Humanity to Reach Kardashev Type I Civilization (англ.) // Galaxies. — 2022. — Vol. 10, iss. 3. — ISSN 2075-4434. — doi:10.3390/galaxies10030068. Архивировано 8 мая 2024 года.
- Galantai, Zoltan (2006). After Kardashev: Farewell to Super Civilizations. Contact in Contex. 2 (2). Архивировано 18 августа 2024. Дата обращения: 8 августа 2023.
- Скрябин Г. К., Волков В. А.,. Наука и техника СССР, 1917—1987: хроника / Координационный совет по информации о достижениях науки, Институт истории естествознания и техники (Академия наук СССР). — М.: «Наука», 1987. — С. 185. — 758 с. — ISBN 5020066079.
Ссылки
- Бережной С. В. Толкование сверхцивилизаций (неопр.) // «Мир фантастики». — 2012. — May (т. 105).
- Астрономы ищут гигантские сооружения в космосе. Всё началось с русского учёного // Лента. Ру, 11 августа 2019
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Шкала Кардашёва, Что такое Шкала Кардашёва? Что означает Шкала Кардашёва?
Shkala Kardashyova metod izmereniya tehnologicheskogo razvitiya civilizacii osnovannyj na kolichestve energii kotoroe civilizaciya mozhet ispolzovat dlya svoih nuzhd byl predlozhen sovetskim radioastronomom Nikolaem Kardashyovym v rabote Peredacha informacii vnezemnymi civilizaciyami opublikovannoj v angl SSSR v 1964 godu Tri shematicheskih izobrazheniya Zemlya Solnechnaya sistema i Mlechnyj put Potreblenie energii ocenivaetsya v tryoh tipah civilizacij opredelyonnyh po shkale Kardashyova Shkala opredelyaet tri kategorii nazyvaemyh sootvetstvenno tip I II i III civilizaciya I tipa ispolzuet vse dostupnye energeticheskie resursy imeyushiesya na svoej rodnoj planete civilizaciya II tipa ispolzuet vsyu energiyu svoej zvezdy III tipa svoej galaktiki Shkala yavlyaetsya gipoteticheskoj i s tochki zreniya sovremennoj nauki krajne spekulyativnoj Vmeste s tem ona otrazhaet energopotreblenie civilizacii v kosmicheskoj perspektive Shkala ispolzovalas dlya poiska astronomami civilizacij v sosednih galaktikah Predlozheny takzhe rasshireniya shkaly do eshyo bolee gipoteticheskih civilizacij tipa IV sposobnyh ispolzovat resursy celoj vselennoj i tipa V upravlyayushih proizvolnym mnozhestvom vselennyh multiversumom Takzhe bylo predlozheno dopolnit kolichestvennyj kriterij energopotrebleniya takimi kachestvennymi pokazatelyami kak naprimer vladenie v sovershenstve planetoj sistemoj ili galaktikoj dostizhenie polnogo kontrolya nad proishodyashimi v nih processami libo zhe dopolnenie klassifikacii Karlom Saganom rassmatrivat pomimo kolichestva utiliziruemoj energii kolichestvo kontroliruemoj civilizaciej informacii Opisanie tipovTip 1 Civilizaciya energopotreblenie kotoroj sravnimo s moshnostyu poluchaemoj planetoj ot centralnoj zvezdy i energeticheskih istochnikov samoj planety Dlya Zemli polnaya energiya poluchaemaya ot Solnca sostavlyaet 1 74 1017 Vt Obychno v kachestve ocenki energopotrebleniya dlya civilizacii tipa I beryotsya diapazon 1016 1017 Vt V originalnoj state Kardashyova dlya civilizacii tipa I byl predlozhen znachitelno menshij uroven ravnyj tekushemu potrebleniyu energii chelovechestvom i sostavlyavshij na tot moment 4 1019 erg s 4 1012 Vt Tip 2 Civilizaciya energopotreblenie kotoroj sravnimo s moshnostyu svetimostyu centralnoj zvezdy planetnoj sistemy Dlya Solnca ocenka energopotrebleniya sostavlyaet L 3 828 1026 Vt Odna iz gipoteticheskih form civilizacii vtorogo tipa civilizaciya postroivshaya sferu Dajsona vokrug svoej zvezdy takzhe vozmozhno stroitelstvo drugih astroinzhenernyh sooruzhenij Drugoj variant civilizaciya osvoivshaya neskolko planetnyh sistem vokrug svoej rodnoj planetnoj sistemy Tip 3 Civilizaciya energopotreblenie kotoroj sravnimo s moshnostyu galaktiki Ocenka svetimosti dlya nashej galaktiki Mlechnyj Put sostavlyaet 2 1010solnechnyh svetimostej ili primerno 8 1036 Vt v originale u Kardashyova 4 1037 Vt Ne vhodyashij v teoriyu tip 4 Civilizaciya energopotreblenie kotoroj sravnimo s moshnostyu vsej vselennoj Ocenka energopotrebleniya 1049 1050 Vt Tekushee sostoyanie chelovecheskoj civilizaciiRost obshego energopotrebleniya chelovechestvom Chelovecheskaya civilizaciya v nastoyashee vremya eshyo ne dostigla tipa I tak kak sposobna ispolzovat tolko chast energii kotoraya imeetsya na Zemle Tekushee sostoyanie chelovecheskoj civilizacii takim obrazom mozhno nazvat tipom 0 Originalnaya versiya shkaly Kardashyova ne predusmatrivala promezhutochnyh znachenij odnako Karl Sagan predlozhil interpolyaciej i ekstrapolyaciej rasshirit primenimost shkaly prevrativ eyo iz rangovoj v absolyutnuyu Sagan ispolzoval sleduyushuyu formulu K lg P 610 displaystyle K frac lg P 6 10 gde K rejting civilizacii P eyo energopotreblenie v vattah Po sostoyaniyu na 2010 god znachenie po shkale Kardashyova rasschitannoe po formule Sagana sostavlyaet primerno 0 72 Eto znachenie sootvetstvuet tomu chto chelovechestvo ispolzuet okolo 0 16 ot obshego obyoma energeticheskogo byudzheta planety 1016 Vt God Proizvodstvo energii Znachenie po shkale Kardashyovaeksadzhoulej god P TVt tonn neftyanogo ekvivalenta god1900 21 0 67 500 000 000 0 581970 190 6 0 4 500 000 000 0 671985 290 9 2 6 900 000 000 0 691995 360 12 8 700 000 000 0 702000 420 13 10 000 000 000 0 712010 510 16 12 100 000 000 0 722030 prognoz 680 22 16 300 000 000 0 73 Bolee detalnye svedeniya o tekushem energopotreblenii chelovechestva mozhno najti v state Mirovoe potreblenie energii Shkala KautcaPererabotannaya shkala vklyuchayushaya novye tipy predlozhennaya pisatelem fantastom nem Civilizaciya 0 tipa Civilizacii 0 tipa yavlyayutsya pred industrialnymi ili v luchshem sluchae civilizaciyami na pervom etape kosmicheskoj ekspansii Dannyj tip ispolzuet bolshuyu chast dostupnyh energeticheskih resursov planety Naibolee blizkim analogom budet chelovechestvo v nachale XXI veka Vozmozhno mnogie civilizacii etogo tipa samounichtozhayutsya v processe perehoda na novyj uroven razvitiya Civilizaciya I tipa Planetarnaya civilizaciya ispolzuet resursy svoej planety polnostyu Planety eyo zvyozdnoj sistemy koloniziruyutsya stanovyas chastyu resursnoj bazy Ochen chasto dannyj etap stanovitsya dlya civilizacii lovushkoj Ona vhodit v sostoyanie samodostatochnosti napravlyaya resursy na virtualnoe razvitie vmesto dalnejshej ekspansii Mnogie civilizacii dannogo tipa prekrashayut svoyo sushestvovanie vsledstvie katastroficheskih izmenenij rodnoj zvezdy naprimer prevrasheniya eyo v novuyu ili sverhnovuyu zvezdu Civilizaciya II tipa Takie civilizacii ochen redki Kak pravilo oni sushestvuyut uzhe minimum neskolko tysyach let Oni ispolzuyut vsyu dostupnuyu energiyu ih zvyozdnoj sistemy i uzhe smogli osushestvit mezhzvyozdnye puteshestviya i kolonizaciyu planet v drugih zvyozdnyh sistemah Civilizacii II tipa perezhili svoyu yunost preodoleli nespokojnoe vremya V etoj tochke rezko vozrastayut shansy prodolzhit svoyo razvitie Civilizaciya III tipa Opredelyaetsya kak civilizaciya kotoraya sposobna ispolzovat energiyu vsej galaktiki Takie civilizacii sushestvuyut minimum neskolko millionov let Oni redko vstrechayutsya dazhe na vselenskom masshtabe Dazhe po chrezmerno liberalnoj ocenke ih chislo vo vseh izvestnyh galakticheskih klasterah ne budet prevyshat sotni Etot uroven prakticheski schitaetsya nedostizhimym dlya odnogo razumnogo vida Chtoby dostich takogo urovnya razvitiya trebuetsya obedinenie v edinoe celoe mnogih vidov razumnyh sushestv Primer Galakticheskaya Imperiya ili Respublika iz Zvyozdnyh vojn Civilizaciya IV tipa Dannyj tip civilizacii mozhet ispolzovat ves obyom dostupnoj energii galakticheskih sverhskoplenij Civilizaciya V tipa Civilizaciya poluchivshaya dostup ko vsej dostupnoj energii Vselennoj Civilizaciya Vb tipa Takaya civilizaciya budet sposobna izmenyat nekotorye aspekty fiziki Vselennoj Civilizaciya VI tipa V nastoyashee vremya poka polnostyu gipoteticheskaya civilizaciya kotoraya mozhet ispolzovat energiyu neskolkih vselennyh izmenyat ih fiziku i dazhe predotvratit teplovuyu smert rodnoj vselennoj chtoby sushestvovat vechno istochnik ne ukazan 3830 dnej KritikaUtverzhdalos chto poskolku my ne mozhem ponyat razvitye civilizacii to my i ne mozhem predskazat ih povedenie Takim obrazom shkala Kardashyova vozmozhno ne budet otrazhat to chto realno proishodit s peredovoj civilizaciej Etot argument byl v chastnosti predstavlen v knige ob astrobiologii angl za avtorstvom uchyonogo biologa angl i matematika Iena Styuarta Takzhe shkala Kardashyova svyazyvaya uroven civilizacii s energiej kotoruyu ona sposobna ispolzovat de fakto yavlyaetsya obshim kolichestvennym makroekonomicheskim pokazatelem civilizacii ne uchityvayushim kachestvennyj v chastnosti tehnologicheskij uroven razvitiya civilizacii Naprimer vozmozhen kazus kogda civilizaciya po kolichestvennomu obemu energopotrebleniya budet popadat v tip I ili II no pri etom kachestvenno sootvetstvovat tipu III Vengerskij futurolog veng predlozhil alternativnuyu shkalu osnovannuyu ne na energopotreblenii a na sposobnosti civilizaciij ranzhirovannyh ot tipa I do V Interesnyj faktV yubilejnom izdanii Nauka i tehnika SSSR v 1917 1987 Hronika klassifikaciya Kardashyova ukazana kak odno iz vazhnejshih dostizhenij sovetskoj nauki v 1964 godu Sm takzheBudushee Tehnologicheskaya singulyarnost Sfera Dajsona Pik nefti EROEILiteraturaKardashyov N S Kosmologiya i civilizacii Drevnyaya astronomiya nebo i chelovek tezisy dokladov mezhdunarodnoj nauchno metodicheskoj konferencii M 1997 Holdren J P Environmental Change and the Human Condition angl Bulletin of the American Academy of Arts and Sciences 2003 Iss Fall 2003 P 24 31 PrimechaniyaKardashyov N S Peredacha informacii vnezemnymi civilizaciyami Astron zhurn 1964 T 41 vyp 2 S 282 287 Bibcode 1964SvA 8 217K Arhivirovano 31 marta 2022 goda Jonathan H Jiang and etc Avoiding the Great Filter Predicting the Timeline for Humanity to Reach Kardashev Type I Civilization angl Galaxies 2022 Vol 10 iss 3 ISSN 2075 4434 doi 10 3390 galaxies10030068 Arhivirovano 8 maya 2024 goda Galantai Zoltan 2006 After Kardashev Farewell to Super Civilizations Contact in Contex 2 2 Arhivirovano 18 avgusta 2024 Data obrasheniya 8 avgusta 2023 Skryabin G K Volkov V A Nauka i tehnika SSSR 1917 1987 hronika rus Koordinacionnyj sovet po informacii o dostizheniyah nauki Institut istorii estestvoznaniya i tehniki Akademiya nauk SSSR M Nauka 1987 S 185 758 s ISBN 5020066079 SsylkiBerezhnoj S V Tolkovanie sverhcivilizacij neopr Mir fantastiki 2012 May t 105 Astronomy ishut gigantskie sooruzheniya v kosmose Vsyo nachalos s russkogo uchyonogo Lenta Ru 11 avgusta 2019
