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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。
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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。
参考文献：
https://www.sciencealert.com/astrophysicists-estimate-when-humanity-could-become-a-type-i-civilization
https://arxiv.org/abs/2204.07070
https://www.iea.org/data-and-statistics
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不代表中科院物理所立场
2、养生方法
养生方法
养生一词最早出自于《管子》。《辞海》这样解释养生：“摄养身心，以期保健延年为之养生。”养生分为养生之道和养生之术，最终目的无非就是达到“康、乐、寿”的境地。
很多人认为，养生一定要吃点什么，所以经常吃这个药，那个药。又或者，养生一定要做点什么，买跑步机，买健身器材等等，这都是对养生的误解。实际上，最好的养生是顺其自然。不要过分强调外因的作用，而是按照自己本身生命运行的规律，去做好身边的事情。小孩、年轻人、中年人、老年人，各有各的规律，各有各的自然之道。
其实养生说难也难，说简单也很容易，养生的最大好处在于强身健体、益寿延年，因此被众多人追捧，不过大多数复杂的养生方法，并不适合普通人。今天，掌门师兄就为大家推荐几个简单的养生方法，让大家轻轻松松就能养生！
1、每天喝水不耽误
人体中水的含量约占65%，可以说人就是水做的，中医认为水能补阴、养阴是滋阴生津的第一天然食材，并将喝水视为人的第一养生法。
中医不提倡不渴也喝水，主张顺应需求，喝水太多反而可能伤肾。人的年龄、体质、气候及所处地理位置都会影响对水的需求，比如冬季寒冷，人体所需的水自然少些；夏季炎热，人需要多喝水。
另外，喝水也要注意方法，提倡小口慢慢喝，尽量喝白开水和淡茶水，少喝饮料等，这样的话不仅可以补充体液，还可以改善血液循环，预防血液黏稠度等！
2、早睡早起不熬夜
睡眠是调节人体各项机能的保障之一，可以说是生命的“营养品”。
中医理论认为，人与大自然是一个整体，应该顺应自然的四时变化，合理安排起居休息。当太阳升起时，人体生物钟就会发出指令，交感神经开始兴奋，这就意味着你该起床了。这个时候，阳气渐渐恢复，马上起床再锻炼身体才是真正的养生之道！
虽然不能保证每天都能早早入睡，但是现如今的很多疾病的根源，大多与睡得晚有很大的关系。长期晚睡，不仅会伤及肝肾，还会引发多个器官的机能失调。
不过看过《黄帝内经》的也可能会指出：古人也并不总是提倡早睡的---在春天和夏天都要晚睡才有利于养生。其实大家有所不知，古人的作息时间跟我们有很大的不同，他们所谓的“晚睡”其实指的是晚上9点左右，这个时间被称之为亥时初，而古人说的“早睡”其实是晚上7点钟左右。因此在现代社会，我们能在秋冬两季的晚上10点多入睡，春夏能在10点半以前入睡，就基本符合“早睡”的条件了。
3、每天万步能保持
最初，“日行万步”的概念大约是在19 64年的东京奥运会上由日本一家研发计步器的公司提出的。在我国，这个口号是由卫生部门提出的，但这个“一万步”与平时以提高心肺功能、耐力、力量等身体素质为目的的体育锻炼还是有所不同的。
每天走一两万步，需要保证一定的强度，如果没有速度和强度，它对健身的作用并不大。在运动训练学中有个“超量恢复”的概念，不管是心肺功能还是力量的提高，前提都需要先增加负荷，再经过适当休息，并在体质尚未回到原来的水平前，继续进行锻炼，这样就可以在已经提高的基础上再提高一步。
走路锻炼也是如此，步行时的快慢因人而异，但太慢没有效果，至少中等强度，即年轻人每分钟步频在130到135次左右，中年人每分钟步频在120次左右，60岁以上者每分钟在100步左右，连续走上30分钟。
4、坚持艾灸不放弃
艾灸又称为艾灸疗法，是用艾叶制成的材料产生艾热，刺激体表穴位，借灸火的温和热力及药物作用，通过经络的传导，达到治疗疾病、防病保健、养生美容的功效。银针、艾灸和中药，并列为中医的三大法宝。艾灸在中国已有3000年 的历史，人于无病者常灸可益寿延年。
长期坚持艾灸调理能够让人体脏腑阴阳平衡、气血正常运行，所谓正气存内，邪不可干！长期艾灸，你会发现体能状态一点不输年轻人，气血充足，眼睛清澈明亮、神采奕奕，精气神十足!此时，你的身材体型、仪表姿态、体能水平、精神状态较之同龄人更年轻。
养生灸的选穴方法：大椎穴、命门穴、关元穴、气海穴、三阴交穴、足三里穴、太溪穴、涌泉穴、中脘穴，这几个穴位都是人的长寿大穴，经常艾灸，可以养生保健、益寿延年。
5、笑颜常开不烦恼
企盼健康，希冀长寿，凡人皆有此愿。为此，有人坚持锻炼身体，有人讲究饮食营养，有人则不惜高价买补品进补。但是不少人在锻炼、营养、进补的同时，忘记“服用”心理养生保健的良药一处世乐观，笑口常开。
中医认为，人有喜、怒、忧、思、悲、恐、惊七情。七情过度，皆可致病，而其中“怒”尤为甚。当人处于愤怒状态时，不畅之气可致体内各器官发生一系列生理变化：心率加快、呼吸急促、血压升高、食欲不振、消化不良，久而久之，必将导致生理功能紊乱，严重影响身心健康。
笑能增加心脏血流量、促进血液循环。美国马里兰大学医疗中心心脏病研究所研究发现，笑声对于预防心脏病的发作有极大作用。但是凡事过犹不及，对于有心脑血管健康问题的人群，笑要适度。如果笑得上气不接下气，反而会增加心脏负担，诱发冠心病、心绞痛等不适。
养生方法
人的自然寿命应当在百岁以上。然而，活到百岁的人少之又少。当今社会，快节奏的生活、高压的`社会现状，不合理的饮食习惯和行方方式，使人们的健康受到危胁。越来越多的人处于亚健康状态，或过早遭受疾病的困扰。下面给大家分享中医10大经典延寿秘方，只要抽出一小点时间，就可改善身体健康状况。
1、起床后排便
中医主张“天人合一”的整体观，生活习惯应该符合大自然规律。早晨5至7时是人体大肠经最旺盛的时候，要养成早起排便的习惯。如果不能早起，大肠就无法很好地完成排浊功能，毒素会停留在体内而引发便秘、痤疮等疾病。上午7至9时是阳气最旺的时候，吃早餐也是最易消化。一顿优质的早餐可以让人思考敏锐，反应灵活，提高记忆力和工作效率，且不容易发胖。
2、多吃谷物
《内经》早就指出“五谷为养，五菜为充，五畜为益，五果为助”的膳食结构。谷类是滋养身体的主要食物，肉类是补益身体的食物，蔬菜是补充维生素和矿物质的主要食物，水果是营养素补充的辅助食物。
注意各类食物的相互配合，不能相互取代。有些人为了减肥不吃肉及谷类而以蔬果取代，会使营养失去平衡，因而损伤脾胃、肝肾功能。
3、根据体质吃药膳
不同的食疗适合不同的体质，不可滥补。如阴虚体质，就用滋阴食物(海参、鸭肉、鲍鱼、西红柿、甘蔗、芹菜、梨、菠菜等)与中药(北沙参、玉竹、西洋参、麦冬、黄精、百合、玉竹、石斛、山药、地黄等)作为食疗。
如果用温热的食疗(如十全大补鸡汤)，就会加重阴虚，反而降低免疫力而出现咽痛、口疮等。但有外感伤风咳嗽，皮肤化脓者不可进补。
4、每天运动30分钟
运动最好的时间是上午，可增长体内的阳气，提高机体免疫功能。运动要视个人的体质、年龄而定，不可过量；宜选择运动量较小或适中的运动方式，如散步、慢跑、打太极拳、练气功等。每天运动30分钟可以预防心脏病、糖尿病、骨质疏松、肥胖、抑郁症等疾病。
5、戒烟酒
抽一根烟会产生超过4000种化学物质，其中四十几种会致癌。戒除吸烟，不仅对自己健康有利，也是对家人爱的表现。过量饮酒则易引起酒精性肝病等。
6、掌握好室内温度
居住环境需要空气流通，使用空调时，将空调温度控制在26摄氏度即可，环保节能的同时，对身体机能的调节也有好处。
呆在空调房中，身体不要直接对着风口长时间吹，老年人和有关节疾病的人最好穿长裤，或者带上护膝。
7、经常静坐
长时期的压力容易出现抑郁、焦虑、紧张的状态，以致耗伤精气，损害心神，早衰多病。所以保持畅达乐观的心情，争取时间宁心静坐，使大脑得以充分休息。当情绪不佳时，可对亲朋好友倾吐苦闷，或参加社区活动，使不良情绪释放，缓解心理压力。
8、培养爱好
在工作、学习之余，应积极培养一些爱好，如听音乐、浇花养鱼、绘画练字等，以振奋精神，增添生活乐趣；多与大自然亲近，可减轻压力。
9、早晚梳头
中国历代养生家都把梳头护发健脑的养生方法，看作是长寿的重要措施。勤梳头可疏通血脉，有助于脑部血液循环，增强记忆力及中枢神经系统的平衡协调功能，也有利于降低高血压、预防脱发、脑血管疾病如失智症、中风、帕金森症等。
10、睡前泡脚及按揉穴位
泡脚又称足浴，可在水中加上一些药物(姜汁、米酒、醋、艾叶等)，能对一些疾病起到辅助治疗的作用，是中医外治法的一种方式。泡脚的容器、水量、水温、时间等都有要求。一般只用热水保健泡脚可选择电子足浴盆。如果用药物泡脚，则以木桶为佳。
时间通常为10至30分钟左右，以觉周身微热，后背感觉有点潮湿，或额头微微出汗效果最佳，如果大汗淋漓则容易造成头晕虚脱。泡脚时可按揉足三里穴、脚心和脚趾。
养生方法
静神养生
静神养生 静神养生在传统养生学中占有重要地位。古人认为，神是生命活动的主宰，保持神气清静，心理平衡，可以保养天真元气，使五脏安和，有助于预防疾病、增进健康和延年益寿。反之则怒伤肝、喜伤心、思伤脾、忧伤肺、恐伤肾，以至诱发种种身心疾患。
动形养生
古人认为“人欲劳于形，百病不能成”;诗人陆游说“形要小劳之”，都说明古人认识到适度运动对健康的积极作用。古人在实践中摸索形成了如按摩、气功、太极拳、八卦掌、五禽戏等动形方式，以强身延年。人若贪图安逸，运动不足，或是劳累过度，则容易引起“劳伤”，也称“五劳所伤”，即久视伤血、久卧伤气、久坐伤肉、久立伤骨、久行伤筋。
饮食养生
合理饮食可以调养精气，纠正脏腑阴阳之偏，防治疾病，延年益寿。饮食要以“五谷为养，五果为助，无蓄为益，五菜为充”，还要重视五味调和，否则，会因营养失衡、体质偏颇、五脏六俯功能失调而致病。
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