尋找外星人的銀河帝國

倚天屠龍記裡的乾坤大挪移有分好幾層，層數越高就越厲害，在江湖上大家也會更敬畏三分。

其實外星人也有分等級，倒不是說外星人到阿里山隨意大小便就是低級，而是級數越高科技就越厲害，打從心底讓人肅然起敬。

最常用的「外星文明分級制」是1964年蘇聯科學家卡爾達肖夫（Nikolai Kardashev）所設定的「卡爾達肖夫指數」（Kardashev Scale）。這個分級法利用宇宙中最重要的資源：能源的生產力作為指標。能源和科技實力息息相關，掌握能源越多等級就越高。

還在等外星人送電波訊號到地球嗎？外星人未必會想給地球人打電話嗎。現在最熱門的是探測外星文明的科技特徵（Technosignature），凡走過的必留下痕跡，越高度的文明留下的痕跡越深。（圖片來源：The Allen Telescope Array， SETI）

卡爾達肖夫分級法這樣的：

第一型（K1）：一個科技文明能夠利用整個行星的能源。比如說：當地球文明不斷發展，石化燃料不夠用，核能被抗議不能用，最後不得不充分利用地球表面、甚至在環繞地球的太空軌道上面佈滿太陽能板，就是K1的文明。地球接收太陽光的功率大約是10¹⁶瓦，目前全人類產生的功率不到這個數字的2%，是K＝0.73級的文明，低得有點丟臉。依照目前人類科技經濟的指數型爆炸增長，估計人類文明可能在三、四百年後達到K1。

第二級（K2）：一個文明能夠駕馭整顆恆星散發出的能源，這樣的文明將擁有速度接近光速的星艦，可以探訪其他的星系。擷取恆星能源最直接的辦法就是建造「戴森球」（Dyson Sphere），由美國科學家弗里曼戴森提出，可以包圍恆星的巨大球形太陽能結構。我們的太陽的功率是4×10²⁶瓦，估計人類得再花1400年才能生產這麼大的能量，進入K2。維持上千年的爆炸成長？噗哧，對不起我笑了。

以地球軌道為半徑的「戴森球」，把太陽包在裡面，吸收太陽光為能量，從戴森球外面看不到太陽光，卻可以看到戴森球散發出的紅外線。不要問戴森球怎麼建造的這種技術性問題，相信外星人有辦法就對了。即使外星文明不是用戴森球來吸取恆星能量，地球上看到的結果也差不多：可見光黯淡，但紅外線增加。（圖片來源：維基百科）

第三級（K3）：能夠掌握整個銀河系裡每一顆星星的能源。我們所處的銀河系功率是10³⁷瓦。這樣的文明的能力遠超人們的想像，或許可以在銀河系內建造完善的蟲洞公路網，星際旅行易如反掌。現在看來我們自己的銀河系內應該還沒有這個等級的文明，起碼太陽還沒有被戴森球包著。人類文明若能再持續發展2、3000年，也許可以到達這個水準。

第四級（K4）：能駕馭整個宇宙的能源，這快要變成神了吧？接下來的K5、K6級太科幻，就不說了。

藍色的點是近四百年來美國地區生產的能量，基本的趨勢是這條紅線：每一百年放大十倍。（圖片來源：Do the Math, UCSD）

如果人類文明的經濟及科技保持過去數百年的成長趨勢，地球將在約三百年後成為K1文明，1400年後成為K2文明，2500年後成為K3文明。當然這是非常、非常樂觀的估計，外插法不應該這麼用。（圖片來源：Do the Math, UCSD）

這樣看起來建立一個笑傲銀河系的文明要花很多時間、好像遙不可及，但其實沒有這麼難，幾千年對宇宙來說轉眼即逝。這麼想吧：如果六千五萬年前那一顆小行星沒有撞地球，搞不好恐龍就能進化成有智慧的「恐龍人」，甚至有充分的時間在銀河系建立K3文明，今天的整個銀河系是恐龍帝國的範圍！

我們的宇宙估計有一千億個銀河系，每一個銀河系又有一千億顆恆星，他們裡面只要有一個有智慧的外星人種，宇宙裡就該充滿K3文明。算一算…可能性太大了，應該舉頭一望，就可以找到這樣的銀河系！

一組美國賓州州立大學的科學家也這麼琢磨：如果一個銀河系中恆星的能量都被取走了，它發出的光線應該與正常銀河系有顯著的差異！根據熱力學，任何的機器都會讓亂度增加，將剩下的熱量變成紅外線散發出去，高等的外星文明應該也會遵守這個定律吧。他們利用NASA的紅外線太空望遠鏡（WISE，Wide-field Infrared Survey Explorer）觀察離地球最近的一億個銀河系，再挑選其中十萬個資料比較清晰的，看看裡面有沒有紅外線成份特別高的銀河系。

他們的結論是：這些銀河系裡面看不出什麼特別，沒有K3文明的跡象。不過外星人的粉絲們還不用放棄希望，這十萬個銀河系裡面有50個有較高的紅外線比例，雖然應是自然現象，但是仍值得更深入觀察。此外這也可能代表外星人厲害到了能突破熱力學第二定律，完全吸收恆星能量，沒有廢熱，把整個銀河系黑掉了，地球人無法觀察（這違反熱力學第二定律——代表他們可以做出永動機！還要能源嗎？）。還有，天外有天，WISE太空望遠鏡只能看到宇宙中的千分之一的銀河系，誰知道外面的世界如何？

但是更簡單的解釋是：卡爾達肖夫第三型的文明是鳳毛麟角。外星人可能存在，但是要發展到K3太難了，智慧文明要不是停滯不前，就是發展到K3前就消失了。難道這就是宇宙裡每一個文明的宿命嗎？是不是「人」性總是導致毀滅，論是地球人或是外星人？尋找外星人的意義不僅是滿足人們的好奇心，更是探索自己文明的出路。也許地球人在看到別人的例子之後，能夠避免前車之鑒，甚至脫穎而出變成一個K3文明，也許…

參考資料：

• “A Scan Of 100,000 Galaxies Shows No Sign Of Alien Mega-Civilizations.” 2015. io9.
• Dyson, Freeman J. 1960. “Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation.” Science 131 (3414): 1667–68.
• Wright, J. T., B. Mullan, S. Sigurdsson, and M. S. Povich. 2014. “The Ĝ Infrared Search for Extraterrestrial Civilizations with Large Energy Supplies. I. Background and Justification.” The Astrophysical Journal 792 (1): 26.