编按：说到星际文明的发展程度，科幻爱好者必定会提到“卡尔达肖夫指数”，以使用的能源多寡，来区分文明发达程度。然而，除了从能源来评断文明进程，其实还有其他的评判方式。
“宇宙文明演化史”系列，将在上篇回顾“卡尔达肖夫指数”，下篇介绍较少讨论的“资讯量”与“微观尺度”的评断观点。
资讯量的掌握层级
卡尔达肖夫指数是以“能量”作为文明分级的依据。同时，萨根（Carl Sagan）也有提出不同的分类法。他将文明所拥有的“资讯含量”作为依据，将文明分出“A — Z 级”。这些资讯量的定义很广泛，语言、文字、影像都属于资讯量的一部分。
在萨根的分类法中，“A 级”文明能掌握 106 位元的资讯，但目前人类史上的任何一个文明所掌握的资讯量都比这个数目还多。要超越一个 A 级文明相当简单，比如：你只需要用“二分法”试探，例如判断这个文明“是存在还是消亡的”。探问过二十次这样的问题后，相当于掌握了 220 种可能性，这个数字刚好略大于 106。
也就是说，这已然囊括了一个 A 级文明的所有资讯，一旦通过了这个二分法测试，就可以被判定为 B 级文明。以此类推，当人类所拥有的资讯量每增加十倍、便对应到不同的字母分级，因此，在这个分类中最为先进的是“Z 级”文明、相当于能掌握 1031 位元的资讯量。
资讯量的爆炸最早可以追溯至文字发明开始，书面文字使得人类得以记载当下、乃至于过去发生的一切历史。古希腊时代所有的书面文物加总起来大概对应于 109 位元的资讯量，相当于萨根笔下的 C 级文明。1970、80 年代，萨根从全世界所有藏书馆数以千万计的藏书总量、页数进行统计，我们人类从历史上至当代所拥有的文字、语言、图像等资讯含量总计大约是 10¹⁵ 位元，因此被归类为“0.7 H”类文明。
而资讯量的第二次大爆炸莫过于网际网络的诞生。当网络普及后，无论是科学、经济、政治、医疗、娱乐、艺术等包罗万象的事物，都装载在网际网络之中。2016 年，全球网络所涵括的总资讯量大概是 1.3 ZB （zettabytes），大约相当于 1022 位元，对应于 Q 级文明。根据国际资讯公司（IDC）预测，人类所拥有的数据库资讯总量在 2025 年可以达到 175 ZB，相当于 1024 位元——也就是说，当前人类正在往“S 级文明”迈进。
有趣的是，萨根推测人类初次接触到的外星文明应当是 1.5 J 到 1.8 K 类的文明，通常他们已然克服恒星际旅行的瓶颈。至于卡尔达肖夫的第 II 型文明，大约对应于 Q 类文明;而得以掌控可观测宇宙大部分星系的 III 型文明，则可以达到 Z 类文明的水平。毕竟掌握时空旅行需要相当复杂的计算与模拟，需要远超越当今的人类设备所拥有的一切运算能力。
然而，从目前的角度来看，显而易见地——我们早已超越了他所预测的第 II 型文明等级。这是因为萨根在当时提出这个分类法时，尚未预测到数十年后的今天资讯量会随着网络的出现而剧增。即使在萨根指数定义的资讯量必须是“单一而不重复的”（比如 A 网站的图片是从B网站引用来的、同时 C 网站也使用了该图片，我们只能将该影像视为一组位元、而非三组），但这些资讯在枝繁叶茂的网络时代已然是几乎不可能被估算的。
因此，萨根的这个分级法在网际网络出现后便可能无法作为合适的指标，但卡尔达肖夫指数目前依然能适用;换言之，资讯量急速暴增似乎也侧面反映了“能量”对于人类而言比“资讯量”更难驾驭的事实。
2000
年代之后，网际网络的发轫造就了资讯量呈指数成长。图/Statista
微观尺度的操作层级
另一个有关文明的分级是由英国宇宙学家约翰.巴罗（John D. Barrow）所提出的，是基于人类对于“微观尺度”的“操作程度”。他发现，科学史上人类似乎不断朝着微小尺度的事物进行探索，从生活中随处可见的宏观机械装置、显微镜下的分析、到分子原子尺度的研究，某种程度上，“探测尺度”似乎与文明发达程度成正比。他将文明发达程度区分为下列等级：
负 I 型文明（机械文明）：
该文明能操控与个体同等尺度的一切物件，比如采矿、建筑楼房、使用机械装置等等。
负 II 型文明（生物工程文明）：
该文明能操控基因序列，或者藉由移植组织、器官来改变生命体的特性。
负 III 型文明（化学工程文明）：
该文明能操控分子，比如透过改变分子键结创造新物质。
负 IV 型文明（纳米文明）：
该文明得以操控个别原子，实现纳米科技在原子尺度的应用，并可能透过科技创造出复杂的人造生命体。
负 V 型文明（核子文明）：
该文明得以操控原子核，并能自由改造组成原子核的质子、中子。
负 VI 型文明（粒子文明）：
该文明将能操控夸克、轻子等组成万物的基本粒子，并且能随心所欲聚集粒子、驾驭高能量。
负 Ω 型文明（时空文明）：
该文明将能操控普朗克尺度（10-35 米）下的事物，比如量子泡沫（quantum foam）等微观时空结构;他们将有能力透过负能量或者奇异物质控制、放大随机涨落的虫洞，从而具备实现时空旅行的能力。
显而易见地，人类距离负 Ω 型文明依然来日方长。目前，人类能够自由操控与我们相同尺度的机械物件，可以建筑、采矿，也可以完成一些简单的基因工程;在近一个世纪内，我们掌握了相对论、发明了人造卫星与 GPS，同时也因为量子力学的发迹，打造出各式各样的电子产品。但我们尚未能够自由改变分子键结、发明新物质的能力也是局限的、更无法随心所欲操控并改变原子结构，因此目前人类大概落在负 I 型文明与负 II 型文明之间。
尺度的数量级：愈先进的文明可能可以探测到愈微观的结构。图/笔者绘制
从物理学的角度来看，“探测尺度”和卡尔达肖夫指数的“能量”其实也是可以呼应的。由于相对论告诉我们宇宙中万物都有一个速限，也就是光速，这意味着无论是能量、温度、尺度、甚至时间单位都有一个极限值，也就是“普朗克单位”。在历史上各种对撞机实验告诉我们一个事实：当对撞机的能量愈高，人类所能探测的尺度就愈小。
事实上，普朗克能量（约 1.96x109 焦耳，相当于一辆车中 16 加仑汽油槽所提供的能量——貌似普通，然而这个值在微观尺度下是相当大的，“焦耳”这单位在微观世界大概相当于用“光年”换算人类尺度的距离）对应于一个普朗克质量黑洞的史瓦西半径（约 10-35 米，亦即普朗克尺度）;用通俗的语言来说就是：一旦对撞机能量值大于普朗克能量，相当于把对应的质量压缩到了小于史瓦西半径的尺度，从而产生“黑洞”——即使是微型黑洞，也意味着我们的探测将被黑洞视界所设限。
换句话说，普朗克能量相当于我们能探测普朗克尺度的所需能量;一旦超越了这个值，我们的探测将因为黑洞的产生而不再精确。因此，即使是一个无限发达的文明，普朗克长度将会成为探测尺度的最终极限，小于普朗克尺度的事物便不再具有物理意义——要注意的是，这些事实是基于目前“已知的物理理论”，假设未来文明已经掌握了结合量子场论与广义相对论的万有理论，这些极限值并不是没有被推翻的可能性。
对于未来文明的展望
从最基本有机分子、形成碳基生命体、再演化成为人类这样的智慧生命，这样的机率可以说是趋近于零，也因为如此，才有“地球殊异假说”、甚至是“创造论”这些争辩。我们必须刚好躲过演化史上的大灭绝事件，并且在安稳的自然环境下演化为智人。这段过程还要大概经过一、两百万年后，才开始有文明的诞生;而纵观整个人类史，科学正式发迹至今其实也就只有几百年。
把地球 46 亿年的历史浓缩在一份年历上，人类进入旧石器时代大概对应于 12 月 31 号晚上 11 点，大概跨年前 25 秒才进入新石器时代，而从文艺复兴、大航海时代、科学革命至今，在这年历的尺度下其实根本还不到一秒钟。这还仅仅只是地球史的尺度——如果考量到 137 亿年的宇宙史尺度，科技文明的兴起根本是连一瞬间都还不到的事，可见人类的科技目前还算是相当稚嫩的。
科幻作品中那些搭乘星舰、遨游星际空间的剧情，大多数便是 II 型文明;至于可以利用曲速引擎穿越时空的，或许是 III 型文明才能实现的。对于 II 型文明而言，他们或许能够透过“戴森球”（Dyson sphere）控制恒星能量的输出。当一个文明的工业发达到一个程度，便能够驾驭恒星能量，搭建一系列能源板或人造卫星，从而环绕着恒星本体、调控能量的输出，这种大规模的人造结构便称为“戴森球”。
要建造这类型的结构，目前所知的方法大概就是藉由太空梭或者人造卫星在行星轨道上搭建一圈能源板，并可能需要碳纤维或者更坚韧且轻便的材料。
最基本的构造大概是建构一圈“戴森环”，再来是更多戴森环组装成的“戴森云”，或者可以透过光压与重力的平衡打造出更完整的“戴森泡”;如果科技更发达，则有机会建造出完整且均匀的球壳包覆着恒星以及周围的行星，也就是“戴森壳”，这类型结构基本上可以完全驾驭母恒星的能量、并且可以将球壳内层表面改建为太空殖民地——但这以目前人类科技水平、或者资金限制等各层面而言，数百年内是不太可能实现的。
先进文明所建造的“戴森球”想象图。图/space.com
2015 年，恒星 KIC 8462852 的光变曲线一度成为天文学界的谜团，因为当时天文学家们观测到该恒星的光谱有异常，且这一异常用传统模型（比如周边小行星带、彗星云气等理论）是无法解释的，因此，有一部分天文学家猜测该恒星的光度变化可能源于“人造巨型结构”;也就是说，能造成光谱像观测结果那样异常变化的原因，唯一合理的可能性就是“戴森球”的环绕与掩蔽。
这项研究吸引了当时不少外星爱好者的兴趣，毕竟这颗恒星很可能正被高等外星文明所搭建的一系列巨大人工建筑围绕着!然而，根据 2019 至 2021 年的最新研究，发现了这颗恒星其实有一颗“伴星”在外围，而系外卫星的残骸大规模地遮蔽了恒星、致使光度出现异常。因此，目前并没有证据指出戴森球这种人工结构真实存在。
综上所述，人类文明目前还算是新生儿，也或许，宇宙中还没有更先进的文明出现。但在跃升为第 I 型文明之前，我们恐怕会经历各种挑战，而有些已经发生过、有些则或许正在酝酿，例如——宗教战争、粮食危机、核武威胁、气候灾难等等。
从目前看来，气候变迁便是当务之急：人类过度排放温室气体，温室效应导致了海平面上升、全球暖化，间接引发了各地气候的异常、热浪、饥荒，并一再落入恶性循环。此外，在二战期间人类发明并使用了核子武器，其毁灭性更是不容轻忽的。我们尚不需考虑火山、地震这些自然灾害，若无法摆脱上述这些境况，人类很有可能会在蜕变为 I 型文明前便自取灭亡。
人类文明虽然已有一定的科技水平，然而在卡尔达肖夫指数中，目前仍处于第 0.7 型文明。在跃升成为I型文明之前，有可能面临生态危机、核子战争而自取灭亡。上图为正在排放温室气体的工业烟囱。图/Economist Intelligence Unit
因此，在未来数十年内，除了科技的提升以外，人类的当务之急是避免气候灾害与核武战争的发生。而人类对于星系文明的好奇与向往从未间断，诚如 1977 年发射至太空的航海家金唱片中、美国总统吉米.卡特所提及的：
“我们正迈步度过我们的年月，好让我们得以共生于你们的时代。我们期望有朝一日，能够共同解决彼此所面临的难题，并且联合组成一个星系文明共同体。”
