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人类的未来—用卡尔达肖夫指数(kardashev scale)解读
"卡尔达肖夫指数" 是一般的分类文明的发展水平。这是首次在1964年由前苏联天文学家尼古拉Kardashev提出。其规模有三个指定的类称为一型,第二和第三。这些都是基于大量的可用能源的文明已在其处置,以及一定程度的空间殖民化。从总体上看,一个I型文明已掌握其星球的资源, II型的太阳系, III型的星系。
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* I型-一个文明,能够利用所有可用的能量在一个星球-大约10^16W或1 0^17W可用。地球可提供的电力1.74 × 1017瓦( 174 petawatts )。Kardashev的原始定义为4 × 10^12W 全体委员会-一个“技术水平接近目前的地球” (目前的代表当年1964年)。
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* II型-一个文明,能够利用所有可用的能量从一个单一的恒星,大约有4 × 1 0^26W,这个数字是可变的;太阳产出约3 .86× 1 0^26W Kardashev的最初定义是4 × 10^26W
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* III型-一个文明,能够利用所有可用的能量从一个单一的星系,大约有4 × 1 0^37W 这个数字是非常可变的,因为不同的星系间有很大的差异;声明的数字是近似的输出功率的。 Kardashev原来的定义还4 × 10^37总统
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然而,有人认为,因为我们无法理解先进的文明,我们无法预测他们的行为,因此, Kardashev的可视化可能不能反映实际发生的一种先进的文明。
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(文明水平和其技术特点
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0型早期
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了解与开发农业,懂得取火,开始使用工具(从石材至金属).他们生活在小部落社会上.他们有了语言和宗教。
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0型中期
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学习生理学,自然科学,艺术与哲学,火药,指南针的发明,使用帆船航行,他们其他的文明交流与贸易。
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0型晚期
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工业革命,出现政治和社会权利的思想。许多现代国家的成形 。
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电子时代,能进行远距离通信.有能力建造高楼大厦。
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原子时代,巨大的杀伤性武器核武原子能,发明了计算机,化学火箭.人造卫星,洲际导弹,人类太空首航,登月,行星际探测器。深切地了解物理学,人类幻想开始变得丰富。
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信息革命(现在人类文明所处的位置),互联网,卫星通信系统,人工智能机械.全球化.发生多起恐怖主义事件.实施搜寻地外文明等计划程序。
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1型早期(在一百年内,甚至几十年内,地球文明达到此水平)
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-太空电梯,海上城市,行星社会,行星际旅行,控制自然灾害,疾病与天气.月球基地,空天飞机,轨道旅游业,太空军事,工业和空间太阳能.实现可控核聚变.利用核能等离子体推进系统的宇宙飞船.SETI计划成功,成功与其他外星文明的联络,基因与超导计算机问世,人类食用基因改造食品,无人农场与工业区。
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1型中期
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-恒星际探测器,深海底城市,在整个太阳系各类地行星中建立永久性的基地,量子计算机实用化,仿生与超高智能机械人,基因治疗大幅度延长人类寿命,人类向近地空间殖民。
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1型晚期
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-人类恒星际旅行开始,接近光速航行,行星际殖民地,人类服用营养丸,物理学接近完全知道,改造与绿化类地行星,仿生计算机当任地球的最高决策者。
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2型(包括所有期)
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-恒星际系统的殖民地,大量使用恒星能量(直接提取),操纵重力场,能够逃脱恒星的爆炸.反物质的能源用在空间推进系统,空间推进方式为反引力,利用一切太阳系的资源,隔空传物与移物现实化,原子重排技术 可造出不可能的形状的物体。
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3型(包括所有期)
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-星河系际旅行与殖民地,利用黑洞和提取零点宇宙能,时间旅行?腾空消失?腾空造物?点石为金?大小变化自如?超空间旅行?所有科学幻想可能成真。
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人类在未来将放弃宗教,转而朝向道德理念(无神论者并非属于邪者)。这是因为宗教造成世界分化,多种教派系的斗争,人们花太多的时间用在宗教仪式上,以迷信看待自然现象与"超自然现象"(人类还未了解的现象),灵魂学(可能是客观存在另一维空间的生物,却被当成鬼魂)。但因果是存在的,因果是宇宙最正常的公式,所以一加一等于二,同样的在社会里,善有善报,恶有恶报,从未有"无辜者"而只不过是错了A,却被当错了B的,这种法律形式比全球最公平的还要公正的多,它是全宇宙最公平的法律制度。
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空虚时,花费时间在宗教仪式上还不如作科学研究这类有用的东西,可以不断有惊喜与新发现,还可以收益于世界人类,改变生活方式。
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人类长生不老是不太可能的,但大幅度延长是有科学技术上肯定的,科学家至今都有不少成果了。从哲学的角度来看,毕竟我们人类是为了繁殖后代而不给予长寿的,但到了人类智慧高度发达与人体进化时,人类最终可以决定自己的“命运”。
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如果人类一直互相对立的话,恐怕实现大统一是不可能的或需要第三者来化解,我们身为爱好和平的人类时常要洁身自爱,爱自己与爱别人,爱护自然。
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第一宇宙速度(轨道)
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第一宇宙速度又称为环绕速度,是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度。要作圆周运动,必须始终有一个力作用在航天器上。其大小等于该航天器运行线速度的平方乘以其质量再除以公转半径,即F=mv2/R,其中v2/R是物体作圆周运动的向心加速度。在这里,正好可以利用地球的引力,在合适的轨道半径和速度下,地球对物体的引力,正好等于物体作圆周运动的向心力。第一宇宙速度的计算公式是:
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G\frac{Mm}{R^2} = m\frac{v_1^2}{R}
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v_1 = \sqrt{\frac{GM}{R}} = 7.9 km/s
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或者:
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mg = m\frac{v_1^2}{R}
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v_1 = \sqrt{gR} = 7.9 km/s
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实际上,地球表面存在稠密的大气层,航天器不可能贴近地球表面作圆周运动,必需在150千米的飞行高度上,才能绕地球作圆周运动。在此高度下的环绕速度为7.8千米/秒。
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第二宇宙速度(行星系)
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第二宇宙速度又称为脱离速度,是指在地球上发射的物体摆脱地球引力束缚,飞离地球所需的最小初始速度。
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\frac12mv_2^2 - G\frac{Mm}{R} = 0
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v_2 = \sqrt{\frac{2GM}{R}} = \sqrt{2gR} = 11.2 km/s
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同样,由于地球表面稠密的大气层,航天器难以这样高的初始速度起飞,实际上,航天器是先离开大气层,再加速完成脱离的(例如先抵达近地轨道,再在该轨道加速)。在这高度下,航天器的脱离速度较小,约为10.9千米/秒。
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第三宇宙速度(恒星系)
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第三宇宙速度又称为逃逸速度,是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度。本来,在地球轨道上,要脱离太阳引力所需的初始速度为42.1千米/秒,但地球绕太阳公转时令地面所有物体已具有29.8千米/秒的初始速度,故此若沿地球公转方向发射,只需在脱离地球引力以外额外再加上12.3千米/秒的速度。即物体所需的总动能为:
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\frac12mv_3^2=\frac12mv_2^2+\frac12m \Delta v^2
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v_3=\sqrt{11.2^2+12.3^2}=16.7 km/s
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