Czytaj dalej

Jest kilka takich haseł, które obowiązkowo muszą wybrzmieć podczas każdej debaty na temat życia pozaziemskiego. Obok równania Drake’a i paradoksu Fermiego, bez wątpienia należy do nich skala Kardaszewa.

Spytajmy samych siebie – tak dumnych z własnych osią­gnięć – jakie jest nasze miejsce w kosmicz­nej per­spek­ty­wie życia?

Robert Jastrow

Jak ocenić cywilizację?

Przy­pu­śćmy, że nie jesteśmy sami we wszech­świe­cie. Co więcej, rozważmy sce­na­riusz, wedle którego kosmos pozo­staje usiany pokaźną liczbą cywi­li­za­cji tech­nicz­nych, zamiesz­ku­ją­cych tysiące planet w każdej galak­tyce. To nie­zwy­kle eks­cy­tu­jąca per­spek­tywa. Ozna­cza­łaby bowiem, że praw­do­po­dob­nie istnieją gdzieś istoty stojące na poziomie naukowym, tech­no­lo­gicz­nym, a być może również kul­tu­ro­wym – jaki znamy wyłącz­nie z powieści science-fiction. Takie, które podró­żują statkami napę­dza­nymi anty­ma­te­rią, pozbyły się głodu i chorób, mani­pu­lują czasem i prze­strze­nią, czy nawet pojęły odpo­wiedź na wielkie pytanie o życie, wszech­świat i całą resztę. Z punktu widzenia takiej rasy, ludzie byliby co najwyżej bar­ba­rzyń­cami lub cie­ka­wostką przy­rod­ni­czą.

Ale w zasadzie, skąd wiemy, że jedna cywi­li­za­cja jest bardziej zaawan­so­wana od drugiej? Oczy­wi­ście czasem różnica aż bije po oczach, jednak poważne roz­wa­ża­nia wymagają czy­tel­nej miary. Teo­re­tycz­nie mogli­by­śmy przy­zna­wać punkty za poszcze­gólne odkrycia i wyna­lazki, lecz na dłuższą metę taka metoda byłaby to dość kar­ko­łomna i dys­ku­syjna. No bo jak uczciwie ocenić wartość poszcze­gól­nych osią­gnięć? Poza tym, jeżeli zechcemy skon­fron­to­wać ze sobą dwie super­no­wo­cze­sne cywi­li­za­cje, ich osią­gnię­cia mogą wymykać się poza nasze poj­mo­wa­nie. A nie możemy przecież ocenić i porównać czegoś czego nie rozu­miemy. Chcąc podejść do sprawy z naukowym zacię­ciem, musimy zatem skroić kla­sy­fi­ka­cję opartą o klarowne, obiek­tywne i możliwe do zmie­rze­nia kry­te­rium. Takie, które praw­do­po­dob­nie dotyczy każdej cywi­li­za­cji tech­nicz­nej i pozwoli na prze­pro­wa­dze­nie jasnych linii podziału.

Na prze­strzeni dekad pojawiło się kilka pro­po­zy­cji hie­rar­chi­zo­wa­nia poten­cjal­nych cywi­li­za­cji poza­ziem­skich, ale pod strzechy trafiła tylko jedna, autor­stwa Nikołaja Kar­da­szewa (część opra­co­wań używa formy Kar­da­szowa). Była to zaska­ku­jąco prosta, ale rozsądna i prak­tyczna kla­sy­fi­ka­cja sfor­mu­ło­wana w 1964 roku przez sto­ją­cego u progu wielkiej kariery absol­wenta Uni­wer­sy­tetu Moskiew­skiego. 32-latek dokonał podziału hipo­te­tycz­nych cywi­li­za­cji na trzy typy (cztery, jeżeli doli­czymy typ “zerowy”), gdzie za kry­te­rium przyjął ilość gene­ro­wa­nej energii. Bardzo proste, prawda? Kar­da­szew wyszedł od słusz­nego zało­że­nia, że tym co nie­zmien­nie, w każdych warun­kach będzie odróż­niało cywi­li­za­cję roz­wi­niętą od pry­mi­tyw­nej – są jej potrzeby ener­ge­tyczne.

Nikołaj Sie­mio­no­wicz Kar­da­szew, zmarły w sierpniu 2019 roku.

Widać to dosko­nale na naszym własnym przy­kła­dzie. W ciągu ostat­niego pół­wie­cza ludzkość zde­cy­do­wa­nie posze­rzyła granice nauki – m.in. dobie­ra­jąc się do poten­cjału drze­mią­cego w jądrze atomu oraz roz­po­czy­na­jąc eks­plo­ra­cję Układu Sło­necz­nego – jed­no­cze­śnie potra­ja­jąc podaż energii. To bardzo natu­ralna kore­la­cja. Większa wiedza oznacza dostęp do nowych źródeł energii, z kolei większa energia sty­mu­luje nowe odkrycia (akce­le­ra­tory cząstek ele­men­tar­nych mogą wyglądać jak zwykłe rury, ale żrą naprawdę sporo prądu). Jeśli gdzieś we wszech­świe­cie żyją istoty znacznie inte­li­gent­niej­sze, budujące swoje światy od dzie­siąt­ków lub setek tysięcy lat – niemal na pewno kon­su­mują absur­dalne porcje energii, pozy­ski­wane ze źródeł o jakich obecnie nawet nie marzymy.

Trzy typy

Idąc tym tokiem rozu­mo­wa­nia Nikołaj Kar­da­szew wyróżnił trzy fazy rozwoju cywi­li­za­cji tech­nicz­nych. Zauważ­cie przy tym, że pomiędzy każdą z nich a kolejną zionie kolo­salna przepaść tysięcy, może nawet milionów lat tech­no­lo­gicz­nej ewolucji. Cywi­li­za­cja typu I jest więc bardzo pry­mi­tywna w zesta­wie­niu z typem II, zaś typ II to pospo­lite dzikusy na tle typu III.

Typ I
Mówiąc naj­pro­ściej mowa o cywi­li­za­cji potra­fią­cej wyko­rzy­stać całą energię, jaka jest dostępna na jej macie­rzy­stej planecie oraz energię docie­ra­jącą do jej powierzchni. Ludzkość stoi właśnie u progu typu I (o czym później), powoli racz­ku­jąc w temacie geo­ter­mii, energii pływów, wiatru i przede wszyst­kim promieni sło­necz­nych. Jak widać na naszym przy­kła­dzie, na przej­ście od spo­łecz­no­ści zbie­racko-łowiec­kiej do tego pułapu, może nie wystar­czyć 10 tysięcy lat. Dla nas to cała historia, ale z kosmicz­nej per­spek­tywy minęła zaledwie krótka chwila.

Typ II
Nawet gdybyśmy posia­dali sposób na pochwy­ce­nie 100% promieni sło­necz­nych docho­dzą­cych do Ziemi, nadal byłby to tylko mikry ułamek światła i ciepła wypro­mie­nio­wy­wa­nych przez naszą gwiazdę, podczas gdy reszta ulega zmar­no­tra­wie­niu przez roz­pro­sze­nie w prze­strzeni kosmicz­nej. Kar­da­szew założył, że gatunek, który opuści macie­rzy­stą planetę i sko­lo­ni­zuje własny układ pla­ne­tarny, prędzej czy później odnaj­dzie sposób na efek­tywne wychwy­ty­wa­nie całej lub chociaż większej części energii gene­ro­wa­nej przez swoją gwiazdę. Taka cywi­li­za­cja mogłaby korzy­stać z ogrom­nych kon­struk­cji lub zespołu urządzeń ota­cza­ją­cych jej słońce. Koncept takiej sfery przed­sta­wił jeszcze przed Kar­da­sze­wem zna­ko­mity ame­ry­kań­ski fizyk, Freeman Dyson.

Typ III
Kolejna faza to wojaże mię­dzy­gwiezdne, osie­dla­nie się w obcych układach pla­ne­tar­nych i wyko­rzy­sty­wa­nie poten­cjału wielu gwiazd. Typ III w pełnej oka­za­ło­ści dys­po­no­wałby energią porów­ny­walną z osiągami całej galak­tyki. W przy­padku Drogi Mlecznej oznacza to pano­wa­nie nad dwustoma miliar­dami (!) gwiazd. Sfery Dysona byłyby w tym przy­padku czymś pospo­li­tym, a być może powsta­łaby również jej bardziej zaawan­so­wana wersja, ota­cza­jąca galak­tyczne jądro i cen­tralną czarną dziurę. Kiedy astro­no­mo­wie odkryli pierwsze zaska­ku­jąco potężne błyski odda­lo­nych o miliardy lat świetlne kwazarów, począt­kowo upa­try­wali w nich śladów dzia­łal­no­ści super­cy­wi­li­za­cji typu III.

Chciał­bym też zwrócić waszą uwagę na jeden szczegół, który jest często błędnie inter­pre­to­wany. Aby cywi­li­za­cja osią­gnęła dany poziom, nie musi obo­wiąz­kowo korzy­stać z przed­sta­wio­nych wyżej źródeł energii – wystar­czy ich ekwi­wa­lent. Przy­kła­dowo, typ II może zaist­nieć bez sfery Dysona i wyła­py­wa­nia stu procent pro­mie­nio­wa­nia swojego słońca – jeżeli tylko odnaj­dziemy inne, ale równie wydajne sposoby pozy­ski­wa­nia mocy. Kar­da­szew odwołał się w swojej skali do gwiazd i galaktyk, tylko po to aby dobrać wygodne (zwłasz­cza dla astro­no­mów) wartości progowe. Trak­tujmy je więc jako rodzaj wzorca i przykład, a nie jako warunek.

Ale po co nam taka skala?

No dobrze, ale komu wła­ści­wie potrzebna jest taka skala i dlaczego poważni uczeni pochy­lają się nad tak nie­po­waż­nymi tematami? Jestem pewny, że w głowach części z was tlą się podobne wąt­pli­wo­ści.

Wbrew pozorom skala Kar­da­szewa nie powstała dla zgrywy czy jako efekt bez­pro­duk­tyw­nego bujania w obłokach. Kon­cep­cja sowiec­kiego astro­noma pochodzi z lat 60. – epoki wyścigu kosmicz­nego oraz począt­ków zor­ga­ni­zo­wa­nych pro­gra­mów poszu­ki­wa­nia inte­li­gen­cji poza­ziem­skiej. To właśnie wtedy Frank Drake i Carl Sagan ini­cjo­wali projekt OZMA (poprzed­nik SETI), a Józef Szkłow­ski – nauczy­ciel Kar­da­szewa – kładł pod­wa­liny pod nowo­cze­sną radio­astro­no­mię. Był to również czas pierw­szych w pełni nauko­wych sporów o stra­te­gię kosmicz­nych poszu­ki­wań. Badacze zdawali sobie sprawę, że nawet jeżeli cywi­li­za­cji tech­nicz­nych jest we wszech­świe­cie od groma, praw­do­po­do­bień­stwo nawią­za­nia kontaktu z któ­rą­kol­wiek z nich pozo­staje nie­po­ko­jąco (uspo­ka­ja­jąco?) nikłe. Rozbitek dry­fu­jący na tratwie pośrodku Pacyfiku, ma bez porów­na­nia większą szansę na przy­pad­kowe spo­tka­nie eks­klu­zyw­nego jachtu, niż ziemskie anteny na wyła­pa­nie sygnału od obcych.

Aby zapewnić sobie jakie­kol­wiek szanse powo­dze­nia, należy więc skon­kre­ty­zo­wać przed­miot badań. Czy powin­ni­śmy obser­wo­wać całe niebo i tysiące gwiazd licząc na uchwy­ce­nie wyjąt­kowo dono­śnego krzyku obcych? A może lepiej skupić się na naj­bliż­szym sąsiedz­twie, nasłu­chu­jąc naj­cich­szego szeptu? To poważny dylemat, ponieważ od odpo­wie­dzi zależy kierunek inwe­sty­cji, kali­bra­cja sprzętu i dobór obiektów badań. Inaczej poszu­kuje się słabego sygnału radio­wego dobie­ga­ją­cego z układu Alfa Centauri, a inaczej wypa­truje potęż­nego błysku, mającego źródło w odległej galak­tyce.

Konferencja w Biurakanie

Nikołaj Kar­da­szew pragnął usys­te­ma­ty­zo­wać tę dyskusję i wpro­wa­dzić do świeżej dzie­dziny nieco porządku. Jego skala była po prostu wygodna i choć nie od razu, to w końcu zyskała mię­dzy­na­ro­dową akcep­ta­cję. Stało się to podczas jednej z naj­waż­niej­szych kon­fe­ren­cji poświę­co­nych życiu poza­ziem­skiemu, zor­ga­ni­zo­wa­nej jesienią 1971 roku w Biu­ra­ka­nie w Armeń­skiej SRR. Gospo­da­rze popisali się roz­ma­chem. Poza eks­per­tami w dzie­dzi­nie badań kosmicz­nych – jak Frank Drake, Phil Morisson i Carl Sagan – Sowieci ugościli również gigantów innych dziedzin, w tym współ­od­krywcę struk­tury DNA Francisa Cricka oraz wyna­lazcę masera Charlesa Townesa.

Zgro­ma­dzeni uczeni potra­fili stanąć ponad poli­tycz­nymi podzia­łami, wymie­nia­jąc bezlik spo­strze­żeń i nawią­zu­jąc ser­deczne stosunki. Jednym z waż­niej­szych punktów programu okazało się wystą­pie­nie Franka Drake’a. Do tej pory Ame­ry­ka­nie skon­cen­tro­wali byli na obser­wa­cjach Tau Ceti i Epsilon Eridani, a więc poten­cjal­nych domach pobli­skich cywi­li­za­cji typu I. Archi­tekt pro­gra­mów badaw­czych OZMA i SETI przyznał, że sku­pia­nie się na sąsied­nich gwiaz­dach nie zdało egzaminu i zasu­ge­ro­wał prze­nie­sie­nie ciężaru badań na centrum Drogi Mlecznej. Przy tej okazji wykonał ukłon w stronę Kar­da­szewa:

Dokonana przez doktora Kar­da­szewa kla­sy­fi­ka­cja typów cywi­li­za­cji dostar­cza prze­sła­nek do roz­waż­nego wyboru stra­te­gii poszu­ki­wań. Właściwa stra­te­gia zależy bowiem od mak­sy­mal­nej ilości energii, którą dys­po­nuje cywi­li­za­cja, i od ułamka tych cywi­li­za­cji, które wypro­mie­nio­wują naprawdę duże ilości energii.

~ Frank Drake

Było to praw­do­po­dob­nie pierwsze publiczne odwo­ła­nie się do skali Kar­da­szewa przez uczonego z zachodu. Niedługo później – przy pomocy Sagana i Drake’a – kla­sy­fi­ka­cja ukuta przez sowiec­kiego naukowca obiegła cały glob, aby w końcu zacząć prze­sią­kać do popkul­tury. Wielką rolę odegrali tu mistrzo­wie pióra, na czele z wielkim Izaakiem Asimovem. Autor cyklu “Fundacja” (notabene, zary­so­wał w niej cywi­li­za­cję typu III) pokusił się nawet o roz­sze­rze­nie skali o kolejne typy. Idąc logiką Kar­da­szewa, cywi­li­za­cja typu IV pano­wa­łaby nad energią tysięcy galaktyk i swo­bod­nie prze­mie­rzała cały widzialny wszech­świat. Z kolei cywi­li­za­cje w V fazie rozwoju czer­pa­łyby energię z całych wszech­świa­tów, rzecz jasna przy zało­że­niu, że funk­cjo­nu­jemy w realiach więk­szego mul­ti­wer­sum. Oczy­wi­ście z punktu widzenia tak potęż­nych istot, ludzie byliby czymś w rodzaju insektów.

Na szczę­ście, niewiele wskazuje na to, aby cały nasz wszech­świat był zaledwie czyimś gene­ra­to­rem prądu (kto pamięta jak napę­dzany był pojazd Ricka Sancheza, ten wie co mam na myśli). Dlatego dodat­kowe poziomy skali Kar­da­szewa możemy postrze­gać jako cie­ka­wostkę i inte­lek­tu­alną zabawę.

Między zerem a jedynką

A co z miesz­kań­cami małej, błę­kit­nej kropki? Gdzie na skali Kar­da­szewa umie­ści­li­by­śmy samych siebie? Proste stwier­dze­nie, że jesteśmy cywi­li­za­cją tech­niczną typu 0 należy trak­to­wać z pewnym dystan­sem. Nie jest przecież tak, że cywi­li­za­cje dokonują nagłych skoków i po osią­gnię­ciu okre­ślo­nego pułapu ener­ge­tycz­nego doznają magicz­nego awansu na wyższy poziom rozwoju. Wszystko jest płynne, a ludzkość pokonała już sporą część drogi pro­wa­dzą­cej do upra­gnio­nej “jedynki”. Jak wiele nam jeszcze brakuje?

Spo­koj­nie, nie jesteśmy tu zdani na jałowe spe­ku­la­cje. Potra­fimy wszakże osza­co­wać ile energii dociera do powierzchni prze­cięt­nej planety, ile energii wypro­mie­nio­wuje zwykła gwiazda, a także jak wiele energii pro­du­kują wszyst­kie gwiazdy w stan­dar­do­wej galak­tyce. Wszystko to możemy wyrazić liczbowo, w dżulach, czy jeszcze lepiej w watach. A skoro tak, to kolejne progi naszej skali również można opatrzyć kon­kret­nymi war­to­ściami. Podjął się tego sam Carl Sagan, który wzbo­ga­cił kon­cep­cję Kar­da­szewa o autor­skie równanie, uwzględ­nia­jące zało­że­nie, że z czasem potrzeby ener­ge­tyczne rosną coraz szybciej. W momencie publi­ka­cji swojej pracy w 1973 roku, Sagan ocenił stopień zaawan­so­wa­nia Ziemian na 0,7 w skali Kar­da­szewa. Obecnie, w momencie gdy wszyst­kie ziemskie elek­trow­nie wytwa­rzają około 19 tera­wa­tów mocy, wskaźnik ten wynosi 0,72.

Musimy przy tym pamiętać, że nadal trochę “oszu­ku­jemy”, ponieważ, wbrew wizji Nikołaja Kar­da­szewa, wciąż polegamy na tym, co najmniej efek­tywne – wyczer­pu­jąc ogromne ilości ogra­ni­czo­nych zasobów paliw kopal­nych. Zmiany są jednak widoczne i jeżeli nic poważnie nie zachwieje naszym rozwojem, praw­do­po­dob­nie zdołamy doczła­pać do rangi cywi­li­za­cji typu I. Opty­mi­ści sugerują, że potrwa to nieco ponad dwa stulecia, bardziej realna wydaje się jednak per­spek­tywa czte­ry­stu lub pię­ciu­set lat.

Literatura uzupełniająca:
F. Drake, D. Sobel, Czy jest tam kto? Nauka w poszukiwaniu cywilizacji pozaziemskich, przeł. E. Bielicz, Warszawa 1996;
S. Dick, Życie w innych światach. Dwudziestowieczna debata nad życiem pozaziemskim, przeł. D. Czyżewska, Warszawa 2004;
M. Kaku, Wizje, czyli jak nauka zmieni świat w XXI wieku, przeł. K. Pesz, Warszawa 1997;
C. Sagan, The Cosmic Connection. An Extraterrestrial Perspective, Nowy Jork 1973;
H. Kanchwala, Kardashev Scale: How Can We Measure Technological Advancement Of A Civilization?, [online: www.scienceabc.com/nature/universe/what-is-kardashev-scale.html].
Autor
Adam Adamczyk

Adam Adamczyk

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.