Nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày càng tăng. Hy vọng rằng, trong tương lai, chúng ta sẽ sử dụng năng lượng sạch, như nguồn photon hữu ích từ Mặt Trời. Khi có nguồn năng lượng sạch vô hạn, mức tiêu thụ năng lượng của chúng ta sẽ tăng lên không ngừng, cho đến khi tất cả mọi người trên Trái Đất sử dụng năng lượng tương đương một quốc gia nhỏ. Chúng ta sẽ vượt qua các nấc thang sử dụng năng lượng trên thang Kardashev, từ Loại I, Loại II đến Loại III. Nền văn minh Loại III, liệu chúng ta có thể hình dung được điều gì sẽ xảy ra tại thời điểm đó?
Thang Kardashev được phát triển bởi nhà thiên văn học người Liên Xô Nikolai Kardashev vào năm 1964. Ông xem xét sự tiến bộ trong nhu cầu năng lượng của nhân loại, và sau đó ngoại suy nhu cầu năng lượng trong tương lai của chúng ta sẽ như thế nào và cách chúng sẽ được đáp ứng. Ông chia chúng thành ba loại: nền văn minh Loại I, có toàn quyền sở hữu và sử dụng năng lượng của hành tinh mẹ; nền văn minh Loại II, làm chủ tất cả năng lượng do ngôi sao địa phương tạo ra; và nền văn minh Loại III, sở hữu toàn bộ năng lượng trong thiên hà địa phương. Đây là một cách thông minh để phân loại các khả năng to lớn của các nền văn minh tương lai, và nó đã thúc đẩy trí tưởng tượng của nhiều nhà văn khoa học viễn tưởng.
Nền văn minh của chúng ta đang nhanh chóng tiến đến điểm tới hạn. Con người cần chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch không tái tạo sang các nguồn năng lượng tái tạo. Nếu không, chúng ta sẽ phải đối mặt với khủng hoảng năng lượng, bất ổn chính trị và xung đột kinh tế. Chúng ta cần công nghệ mới, nhưng không có một hệ thống kinh tế và chính trị phát triển, chúng ta không thể trở thành một nền văn minh Loại I. Dựa trên hiệu quả sử dụng năng lượng vào năm 1973, nhà thiên văn học Carl Sagan ước tính rằng Trái Đất đại diện cho nền văn minh Loại 0.7 trên thang điểm từ 0 đến 1 (các đánh giá gần đây cho rằng chúng ta ở mức 0.72).
Thang Kardashev là một thang logarit, nơi bất kỳ sự gia tăng nào trong mức tiêu thụ năng lượng cũng đòi hỏi một bước nhảy vọt lớn trong sản xuất điện. Nhiên liệu hóa thạch sẽ không đưa chúng ta đến đó. Các nguồn năng lượng tái tạo như mặt trời, gió và địa nhiệt là một khởi đầu tốt, cùng với năng lượng nhiệt hạch, có thể đưa chúng ta đến Loại I. Tuy nhiên, các rào cản không chỉ, hoặc thậm chí chủ yếu, là các rào cản công nghệ. Chúng ta có một lịch sử lâu dài về việc đạt được các giải pháp khoa học đáng chú ý cho các vấn đề, miễn là các yếu tố chính trị và cơ hội kinh tế cho phép các giải pháp phát triển.
Các Giai Đoạn Phát Triển Của Nền Văn Minh Theo Thang Kardashev
Nói cách khác, chúng ta cần một thể chế và nền kinh tế Loại I, cùng với công nghệ, để trở thành một nền văn minh Loại I. Nếu chúng ta sử dụng thang Kardashev để đánh dấu sự tiến bộ của loài người, nó cho thấy chúng ta đã đi được bao xa trong lịch sử lâu dài của loài mình từ Loại 0, và nó giúp chúng ta thấy một nền văn minh Loại I có thể như thế nào:
- Loại 0.1: Các nhóm người sống ở Châu Phi, sử dụng công cụ đá thô sơ. Xung đột trong nhóm được giải quyết thông qua hệ thống phân cấp thống trị, và bạo lực giữa các nhóm là phổ biến.
- Loại 0.2: Các nhóm săn bắt hái lượm hình thành các nhóm thân tộc, với hệ thống chính trị chủ yếu là theo chiều ngang và một nền kinh tế cân bằng.
- Loại 0.3: Các bộ lạc liên kết với nhau thông qua quan hệ thân tộc, nhưng có lối sống định cư và nông nghiệp. Sự khởi đầu của hệ thống phân cấp chính trị và sự phân công lao động kinh tế sơ khai.
- Loại 0.4: Vương quốc bao gồm một liên minh các bộ lạc thành một đơn vị chính trị, có thứ hạng riêng với một nhà lãnh đạo thống trị ở trên cùng, và với sự khởi đầu của sự bất bình đẳng đáng kể, nền kinh tế và sự phân công lao động, trong đó các thành viên của các tầng lớp thấp hơn sản xuất lương thực và các sản phẩm khác, được tiêu thụ bởi các thành viên của giới tinh hoa không có năng suất.
- Loại 0.5: Nhà nước với tư cách là một liên minh chính trị, có quyền tài phán đối với một lãnh thổ địa lý được xác định rõ ràng, và những người dân tương ứng của nó, với nền kinh tế thương mại, tìm cách tìm một cán cân thương mại thuận lợi trong một trò chơi có lợi nhuận.
- Loại 0.6: Các đế chế mở rộng quyền kiểm soát của họ đối với những người không thuộc nền văn hóa, dân tộc hoặc địa lý trong phạm vi quyền hạn bình thường của họ, với mục tiêu thống trị kinh tế các quốc gia đối thủ.
- Loại 0.7: Các quốc gia phân chia quyền lực giữa một số thể chế, được điều hành bởi các quan chức được bầu, được phê duyệt bởi một số công dân. Sự khởi đầu của nền kinh tế thị trường.
- Loại 0.8: Các quốc gia tự do cấp quyền bỏ phiếu cho tất cả công dân. Các thị trường bắt đầu chấp nhận một trò chơi kinh tế khác, có lợi cho cả hai bên thông qua thương mại tự do với các nước khác.
- Loại 0.9: Sự kết hợp giữa dân chủ tự do và thị trường tự do, lan rộng trên toàn cầu phát triển thành các khối thương mại lớn như Liên minh Châu Âu.
- Loại 1.0: Toàn cầu hóa, bao gồm truy cập Internet không dây trên toàn thế giới, với tất cả kiến thức được số hóa và có sẵn cho tất cả mọi người. Một nền kinh tế toàn cầu hoàn toàn, với thị trường tự do, nơi mọi người có thể giao dịch với bất kỳ ai khác mà không có sự can thiệp từ các quốc gia hoặc chính phủ.
Trong hàng ngàn năm, chúng ta tồn tại trong một thế giới bộ lạc có tổng bằng không, trong đó lợi ích của một bộ lạc, quốc gia hoặc đất nước tương đương với sự mất mát của một bộ lạc, quốc gia hoặc đất nước khác, và các hệ thống chính trị và kinh tế của chúng ta được thiết kế để sử dụng trong thế giới thắng-thua đó. Nhưng chúng ta có cơ hội sống trong một thế giới đôi bên cùng có lợi và trở thành một nền văn minh Loại I trong một môi trường thương mại tự do. Lợi ích khoa học và công nghệ sẽ phát triển. Vậy sẽ mất bao lâu để chúng ta mở khóa mỗi cấp độ văn minh tiếp theo?
Tiến Tới Nền Văn Minh Loại II và Loại III
Điều quan trọng đầu tiên là chúng ta phải tồn tại trước đã. Kardashev ước tính rằng tổng năng lượng sử dụng của một nền văn minh Loại I dựa trên lượng ánh sáng mặt trời chiếu đến Trái Đất. Hành tinh của chúng ta nhận được khoảng 2×10^17 watt điện từ Mặt Trời. Nghe có vẻ nhiều, nhưng năm 2013, tổng mức tiêu thụ điện của con người là 12.3 terawatt. Chúng ta chỉ sử dụng khoảng 1/14.000 tổng tiềm năng điện mà mặt trời chiếu trên Trái Đất.
Tuy nhiên, chúng ta đang trong giai đoạn tăng trưởng theo cấp số nhân. Freeman Dyson, nhà vật lý nổi tiếng, ước tính rằng sẽ chỉ mất khoảng 200 năm để tận dụng hoàn toàn năng lượng từ mặt trời chiếu xuống Trái Đất. Điều đó có vẻ đáng kinh ngạc, nhưng khi bạn xem xét rằng riêng nước Đức đã có thể sản xuất 25 gigawatt điện vào tháng 4 năm 2015, điều đó không còn quá khó tưởng tượng.
Kardashev ước tính mức sử dụng năng lượng tăng gấp đôi là 1% mỗi năm. Nếu ngoại suy từ mức sử dụng năng lượng hiện tại của chúng ta, ông tính toán rằng sẽ mất khoảng 3.200 năm để đạt được trạng thái Loại II, nơi chúng ta đang khai thác 100% năng lượng từ Mặt Trời, tất cả 4×10^26 watt. Có thể bằng cách sử dụng một quả cầu Dyson hoặc các đa giác khác liên quan đến Dyson. Chúng ta có thể phải tháo dỡ tất cả các hành tinh để làm điều đó, nhưng đó chỉ là những gì chúng ta sẽ phải làm để đáp ứng nhu cầu năng lượng đang đói khát.
Khi năng lượng rẻ và sạch, tất cả những ý tưởng tưởng chừng như không thể sẽ trở nên hợp lý. Kardashev nhận ra rằng, với mức tăng trưởng năng lượng 1% mỗi năm, chúng ta sẽ sử dụng hết năng lượng của thiên hà chủ trong vòng vài trăm nghìn năm, khoảng 10^37 watt. Điều đó chủ yếu là do thời gian di chuyển đến các ngôi sao để khai thác. Dải Ngân Hà của chúng ta rộng khoảng 120.000 năm ánh sáng, vì vậy việc tiếp quản toàn bộ thiên hà không thể xảy ra nhanh hơn thế, trừ khi có cách di chuyển nhanh hơn. Hãy tưởng tượng, toàn bộ thiên hà với mọi hệ mặt trời đều bị phá hủy hoàn toàn và tất cả các ngôi sao đều được bao phủ trong các quả cầu Dyson, để khai thác năng lượng từ các ngôi sao.
Kết Luận
Sự tăng trưởng liên tục này, chắc chắn có thể dự đoán được. Với nền văn minh tương lai, với nhiều năng lượng trong tay, sẽ có thể mở rộng ra ngoài với tốc độ ánh sáng, cuối cùng tiếp quản mọi thứ mà các định luật vật lý cho phép họ làm. Cuối cùng, sự giãn nở của vũ trụ, được tăng tốc bởi năng lượng tối, sẽ khiến quá trình thuộc địa hóa của họ dừng lại. Các thiên hà sẽ rơi vào chân trời vũ trụ, mãi mãi ngoài tầm với.
Nhờ Kardashev, chúng ta có một cách tuyệt vời để nhìn thấy vị trí của mình trong Vũ trụ. Giả sử chúng ta không tự hủy diệt mình, chúng ta có một tương lai tươi sáng phía trước.