暢想人類文明升級換代：Ⅰ型和Ⅱ型文明有多厲害，何時能實現(xiàn)？

人類文明升級到Ⅰ型和Ⅱ型的場景，現(xiàn)在還屬科幻范疇。作為為生存而奮斗的吃瓜群眾們來說，科技文明升級換代后的未來是什么樣子，似乎離我們很遙遠，講這些似乎沒有多大意義，甚至有人說這是閑得D疼。

但時空通訊以為，勞累了一天拖著疲憊的身軀躺在床上，入睡前幻想一下未來，然后沉沉睡去，做一個好夢，第二天能夠有更充沛的精力去勞作，也沒什么不好的。這些科學幻想，很可能是我們子孫后代們要過上的日子，我們現(xiàn)在的勞作除了養(yǎng)活自己和家人，也是為了子孫后代能夠享受更高層次文明的好處，這樣，我們今天的勞作就有了更為特別的意義和動力。

所以，時空通訊以現(xiàn)在科技發(fā)展狀態(tài)及未來趨勢和走向為基礎(chǔ)，在這里暢想推演一下人類文明Ⅰ型和Ⅱ型是個什么樣子，以及可能實現(xiàn)的時間，與各位讀者朋友們分享。

先說說宇宙文明等級的由來和標準

將宇宙文明分成不同等級，是上世紀六十年代，前蘇聯(lián)科學家尼古拉·卡爾達舍夫提出的。他將宇宙文明劃分為三個等級，即Ⅰ型文明、Ⅱ型文明、Ⅲ型文明。這三個等級的文明，Ⅰ型是最低等，Ⅲ型是最高等，后人將這種宇宙文明劃分稱為“卡爾達舍夫等級”。

Ⅰ型文明又稱為母星文明，Ⅱ型文明又稱為行星系文明，Ⅲ型文明又稱為恒星文明。我把這三種類型的文明，從低到高稱為宇宙初級文明、中級文明、高級文明。

后來又有人將文明等級進一步增加，分出四等、五等甚至七等。我們今天只說說卡爾達舍夫等級。卡爾達舍夫認為，在廣袤的宇宙，可能存在著三個等級的文明，這些文明的等級是以文明主體，即智慧主體消耗利用的總能量為標志的。在太陽系文明中，智慧主體則是人類。

也就是說，能源消耗利用量越大，文明程度就越高。這個等級并不是隨意認定的，而是可以通過一個對數(shù)公式表示，即卡爾達舍夫等級K，可以通過文明當時的全部能源消耗量P計算得出，表示為：K=log10(P)?6/10。
他標定了不同等級文明所能控制消耗的能量總和：Ⅰ型文明達到文明發(fā)源地行星接收到本恒星輻射能量的總和；Ⅱ型文明達到文明所在恒星輻射能量總和；Ⅲ型文明達到文明所在星系輻射能量總和。

三個等級文明智慧主體的能力為：Ⅰ型可以完全控制和利用文明發(fā)源地行星的全部能源和資源，本行星的氣候和自然災(zāi)害已經(jīng)完全被征服，活動范圍可達本星球任何角落，以及太空軌道和本恒星系統(tǒng)附近的其他星球；Ⅱ型能夠收集利用文明所在恒星整個系統(tǒng)的全部能源和資源，能夠控制和防止來自整個恒星系的災(zāi)害，活動范圍達到臨近恒星的行星系統(tǒng)；Ⅲ型可以利用和控制文明所在整個星系的全部能源和資源，防控來自整個星系的災(zāi)害，活動范圍達到整個星系以及周邊星系，乃至本星系群（團）。

人類文明發(fā)源地為地球，因此，Ⅰ型文明就是相對于地球而言，Ⅱ型文明就是相對于太陽系而言，Ⅲ型文明就是相對于銀河系而言。地球每秒接收到太陽的輻射能量約為1.75*10^17J（焦耳），太陽每秒的輻射總量約為3.86*10^26J，銀河系每秒的輻射總量約為4*10^37J。這就是說，人類文明要升級到不同等級的文明，就需要達到上述相對的能源利用消耗總量。

根據(jù)國際能源署統(tǒng)計，2023年全球能耗總量，包括各種化學能源、太陽能、風能等所有能源利用折算成電力為6.2*10^20J，也就是每秒消耗總量約為2*10^13J，距離達到Ⅰ型文明能源消耗1.75*10^17J的水平，還相差上萬倍。根據(jù)卡爾達舍夫提出的公式計算，目前人類的文明等級指數(shù)只有0.73級。

人類實現(xiàn)文明躍遷的條件和時間預測

一、Ⅰ型文明

從目前人類文明程度來看，要達到Ⅰ型文明差距還巨大。主要表現(xiàn)在能源利用率僅達Ⅰ型標準的0.0001%，物質(zhì)循環(huán)利用率不足Ⅰ型文明的15%，全球性災(zāi)難響應(yīng)體系還很微弱，人工對氣候的影響還極小，全球治理結(jié)構(gòu)和信用體系還處于原始階段等等。

人類達到Ⅰ型文明的時間節(jié)點和可能出現(xiàn)的標志性事件

通過與AI的討論，我們得到的預測是，從現(xiàn)在起，人類文明達到Ⅰ型文明的時間還需要約200年。其階段性進程和標志性事件大致為：

本世紀末

可控核聚變基本實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型基本完成。具體表現(xiàn)為核聚變反應(yīng)堆廣泛分布，能源危機消除，全球?qū)崿F(xiàn)清潔能源；化石燃料使用降至10%以下，碳排放量接近零；能源儲存技術(shù)（如固態(tài)電池、氫能存儲）成熟，解決可再生能源的間歇性問題。

通用人工智能（AGI）接近人類智能水平，全面融入社會生產(chǎn)。具體表現(xiàn)為自動駕駛、智能醫(yī)療、自動化工廠成為基礎(chǔ)設(shè)施；就業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，新興職業(yè)集中在AI監(jiān)管、數(shù)據(jù)倫理和虛擬現(xiàn)實設(shè)計；社會倫理框架建立，規(guī)范了AI權(quán)利與責任。

基因編輯與再生醫(yī)學普及，人類平均壽命突破100歲。具體表現(xiàn)為基因療法治愈遺傳性疾病，干細胞技術(shù)實現(xiàn)器官再生；抗衰老藥物廣泛應(yīng)用，延緩衰老進程；個性化醫(yī)療成為主流，疾病預防能力顯著提升。

開啟了系內(nèi)星際殖民時代。具體表現(xiàn)為月球基地支持科學研究和資源開采（如氦-3）；火星殖民地實現(xiàn)部分自給自足，開展生態(tài)圈試驗；小行星采礦技術(shù)成熟，為地球提供稀有金屬和水資源；太空資源開發(fā)常態(tài)化。

全球?qū)崿F(xiàn)碳中和，氣候變化與生態(tài)修復工程初見成效。具體表現(xiàn)為碳捕獲與封存技術(shù)（CCS）大規(guī)模應(yīng)用，大氣二氧化碳濃度穩(wěn)定下降；極端天氣事件減少，海平面上升速度減緩；生物多樣性保護計劃成功實施，瀕危物種數(shù)量回升。

社會結(jié)構(gòu)與全球治理體系優(yōu)化，跨國合作成為常態(tài)。具體表現(xiàn)為聯(lián)合國改革，強化應(yīng)對氣候變化、網(wǎng)絡(luò)安全等全球性問題的能力；基本收入制度普及，緩解自動化帶來的失業(yè)壓力；教育體系重構(gòu)，終身學習和跨學科能力成為核心。

文化與技術(shù)、虛擬現(xiàn)實（VR）與增強現(xiàn)實（AR）深度融合，元宇宙融入生活空間。具體表現(xiàn)為工作、教育、社交在虛擬與現(xiàn)實間無縫切換；文化遺產(chǎn)數(shù)字化保存，全球文化多樣性增強；藝術(shù)創(chuàng)作與AI協(xié)作，產(chǎn)生全新藝術(shù)形式。

為應(yīng)對倫理與安全挑戰(zhàn)，建立起全球性科技倫理監(jiān)管框架，防范技術(shù)濫用。具體表現(xiàn)：國際公約規(guī)范基因編輯和AI發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)安全防御體系升級，抵御高級持續(xù)性威脅（APT）；生物安全實驗室全球聯(lián)網(wǎng)，實時監(jiān)控病原體變異。

當然，本世紀人類文明也存在重大潛在風險與不確定性，主要有技術(shù)瓶頸~核聚變商業(yè)化能否如期實現(xiàn)，將影響能源轉(zhuǎn)型速度；氣候威脅~碳排放控制失敗，全球氣溫持續(xù)上升，引發(fā)滅絕性氣候災(zāi)難；社會不平等~技術(shù)紅利分配不均可能加劇貧富差距；地緣沖突~資源爭奪或太空軍事化可能引發(fā)國際緊張；倫理失控~基因編輯或AI濫用可能導致不可逆后果。

總之，本世紀是人類文明升級的最關(guān)鍵階段，人類自身必須做好自我調(diào)控和防范，克服技術(shù)、倫理和治理挑戰(zhàn)，才有可能渡過危機實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。這樣，到2100年，人類文明就有望在能源、健康、太空和AI領(lǐng)域取得劃時代突破，為實現(xiàn)Ⅰ型文明奠定基礎(chǔ)。

后續(xù)重要節(jié)點

22世紀中葉，核聚變能源進一步突破和成熟，月球氦-3采集站投產(chǎn)，至22世紀下半葉，全球網(wǎng)絡(luò)完成整合，可控核聚變發(fā)電量占比將達到99.7%，能源價格暴跌至煤炭時代的0.03%。

22世紀末，地球生態(tài)修復指數(shù)（ERI）首次突破0.98（滿值1.0），撲滅臺風改變氣候的技術(shù)取得成功，人類完全能夠防控和扭轉(zhuǎn)氣候災(zāi)害，并且將氣候能量轉(zhuǎn)化為電力。

23世紀上半葉，量子互聯(lián)網(wǎng)覆蓋率達100%，意識上傳成功，并實現(xiàn)了倫理立法，克服了濫用危機；23世紀中葉，月球、火星殖民常態(tài)化，近地軌道太空城容納500萬人，無人探測器抵達奧爾特云，量子方舟啟航，攜帶地球全部基因庫的探測器駛向比鄰星，地球物種得以系外傳承。

人類達到Ⅰ型文明的標志

主要標志在于能源利用達到1.75*10^17J/s（焦耳/秒），能源結(jié)構(gòu)實現(xiàn)完全可控核聚變（氘氚/氦-3反應(yīng)堆普及），地熱開發(fā)率超90%（利用地核能量），大氣層能量捕獲系統(tǒng)（颶風、雷電等自然現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化率超80%），物資回收重利用率穩(wěn)定到99%以上。核心標志見下表：

二、Ⅱ型文明

Ⅱ型文明最重要的標志是能源消耗量達到太陽輻射總量，是Ⅰ型文明的22億倍，人類現(xiàn)在用能的19萬億倍。與此同時，人類的科技能力達到能夠全面利用控制太陽系各類能源和資源，預防和抵御來自太陽系的各種災(zāi)難，人類的活動范圍已經(jīng)遍布太陽系各個角落以及周邊恒星系統(tǒng)，社會管理和人類本體都實現(xiàn)了更高層次的升級換代，存在方式和壽命將大大改變。

實現(xiàn)跨度和文明躍遷標志性事件

人類躍遷到Ⅱ型文明所需的巨大的能量，除全面攫取太陽輻射的巨大能量外，太陽系內(nèi)的其他能源已經(jīng)遠遠不能滿足，因此，建設(shè)戴森球包裹太陽，將太陽輻射全部收集起來為人類所用，曾經(jīng)是科學界認為躍遷到Ⅱ型文明的唯一途徑。

至今，科學界找尋中級以上外星文明采用的手段，還是用望遠鏡掃描太空，希望找到有戴森球包裹跡象的恒星。

但事實是戴森球理論有重大缺陷和風險，是以對太陽系整體環(huán)境破壞和太陽能量的貪婪汲取為前提的，后果是毀滅太陽系所有行星，可能導致太陽能量失衡爆發(fā)，并縮短太陽壽命。而巨大的太陽包圍結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性幾乎難以實現(xiàn)，能量轉(zhuǎn)化率卻只能達到60%甚至更低水平，太陽能量失衡導致的爆發(fā)很可能會摧毀地球。

由此要獲得升級Ⅱ型文明的能量，只有尋求新的技術(shù)。目標只能還是釘在太陽上在，只是獲取的方法應(yīng)該更有持續(xù)性和穩(wěn)定性。有一種設(shè)想，進入太陽光球?qū)影惭b光子虹吸裝置，采用量子糾纏傳輸技術(shù)，直接獲取太陽核心的能量，可以穩(wěn)定的得到Ⅱ型文明所需的全部能量。

這種技術(shù)被稱為是與恒星共生，構(gòu)建恒星與生命的共鳴場，這樣的Ⅱ型文明才是真正的恒星文明。

時間跨度和發(fā)展階段

人類升級到Ⅱ型文明的時間曾經(jīng)被認為需要3000~5000年，但從近年來的科技發(fā)展呈現(xiàn)幾何數(shù)量級爆發(fā)的趨勢來看，這個時間可能會大大縮短。因此我們更積極大膽的預測，在Ⅰ型文明基礎(chǔ)上，只需要約300年時間就能夠跨越到Ⅱ型文明。具體歷經(jīng)階段和時間跨度猜想如下：

23世紀中葉到24世紀中葉屬于技術(shù)積累期，主要解決能源傳輸與恒星控制基礎(chǔ)理論；24世紀中葉到25世紀中葉屬于文明陣痛期，關(guān)鍵技術(shù)爆發(fā)引起的社會結(jié)構(gòu)變革可能引發(fā)社會動蕩；25世紀中葉到26世紀中葉屬于文明躍遷沖刺期，量子虹吸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與星際殖民爆發(fā)。

文明躍遷標志性事件（見下表）

實現(xiàn)Ⅱ型文明需要達到的技術(shù)條件（見下表）

人類達到Ⅱ型文明的標志

人類文明達到Ⅱ型等級，最重要的標志是消耗利用的種能量達到約3.86*10^26J/s，人類殖民已經(jīng)遍布太陽系，并擴展到附近的恒星系，具備操控整個太陽系全部資源和能源的能力，預防和控制來自太陽系的任何災(zāi)害。其核心標志（見下表）

Ⅰ與Ⅱ型文明人類生存狀態(tài)和社會組織結(jié)構(gòu)的等級差異比較

本章節(jié)以一系列表格將Ⅰ型文明與Ⅱ型文明進行比較，讀者朋友們請通過表格，仔細研究兩種文明的差異。

由于Ⅰ型文明與Ⅱ型文明的人類生存形態(tài)發(fā)生了飛躍性改變，因此，人口分布也發(fā)生了重大變化，地球表面以傳統(tǒng)土著形態(tài)生存的人口越來越稀少，太空移民逐步向更遠恒星際擴散。

人類本體升級換代從Ⅰ型過渡到Ⅱ型。如果說Ⅰ型文明人類新陳代謝還需要攝入部分生物能量的話，Ⅱ型文明的人類則完全依靠恒星虹吸能量了，飲食文化完全改變；人類已經(jīng)脫身肉體凡胎，從三維認知升級到了四維認知。

人類治理結(jié)構(gòu)和社會體系隨著文明升級不斷轉(zhuǎn)化，價值體系和信用體系將完全出乎現(xiàn)在的想象。

地外文明對地球的觀測，將發(fā)現(xiàn)Ⅰ型文明與Ⅱ型文明具有明顯不同的特征。

至于Ⅲ型文明，距離我們還太過遙遠，憑著人類現(xiàn)在掌握的理論和文明狀態(tài)還難以理解和預測，今天就不展開說了。

一直想說的是，許多科幻作品中描述的未來中高等級文明，完全忽略了人類以及智慧生物本身的升級換代。即便描述億萬年后的科技，智慧體也還是以肉體凡胎的形態(tài)出現(xiàn)。而所謂的高科技以及戰(zhàn)斗場景，裝備則常常處于很低級可笑的水平，甚至有些還不如現(xiàn)在或已經(jīng)可預期的智能裝備。如此科幻令人唏噓。

科幻必須具有科學的內(nèi)核，應(yīng)該建立在已知科技發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，否則就成了玄幻。我們今天的文明幻想，就是建立在這樣一些科學硬核基礎(chǔ)上的，歡迎廣大讀者朋友們批評和討論。

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