Шкала Кардашёва

Цивилизация, энергопотребление которой сравнимо с мощностью, получаемой планетой от центральной звезды и энергетических источников самой планеты. Для Земли полная энергия, получаемая от Солнца, составляет 1,74·10¹⁷ Вт. Обычно в качестве оценки энергопотребления для цивилизации типа I берётся диапазон 10¹⁶—10¹⁷ Вт. (В оригинальной статье Кардашёва для цивилизации типа I был предложен значительно меньший уровень, равный текущему потреблению энергии человечеством и составлявший на тот момент ≈4·10¹⁹ эрг/с = 4·10¹² Вт^[1].)

Цивилизация, энергопотребление которой сравнимо с мощностью (светимостью) центральной звезды планетной системы. Для Солнца оценка энергопотребления составляет L_⊙ = 3,828·10²⁶ Вт. Одна из гипотетических форм цивилизации второго типа — цивилизация, построившая сферу Дайсона вокруг своей звезды (также возможно строительство других астроинженерных сооружений). Другой вариант — цивилизация освоившая несколько планетных систем вокруг своей родной планетной системы.

Цивилизация, энергопотребление которой сравнимо с мощностью галактики. Оценка светимости для нашей галактики Млечный Путь составляет 2·10¹⁰ солнечных светимостей или примерно 8·10³⁶ Вт (в оригинале у Кардашёва 4·10³⁷ Вт^[1]).

Цивилизация, энергопотребление которой сравнимо с мощностью всей вселенной. Оценка энергопотребления — 10⁴⁹—10⁵⁰ Вт.

Человеческая цивилизация в настоящее время ещё не достигла типа I, так как способна использовать только часть энергии, которая имеется на Земле. Текущее состояние человеческой цивилизации, таким образом, можно назвать типом 0. Оригинальная версия шкалы Кардашёва не предусматривала промежуточных значений, однако Карл Саган предложил интерполяцией и экстраполяцией расширить применимость шкалы, превратив её из ранговой в абсолютную.

Саган использовал следующую формулу:

${\displaystyle K={\frac {\lg _{}{P}-6}{10}},}$

где К — рейтинг цивилизации, P — её энергопотребление в ваттах.

По состоянию на 2010 год значение по шкале Кардашёва, рассчитанное по формуле Сагана, составляет примерно 0,72. Это значение соответствует тому, что человечество использует около 0,16 % от общего объёма энергетического бюджета планеты (10¹⁶ Вт).

Более детальные сведения о текущем энергопотреблении человечества можно найти в статье «Мировое потребление энергии».

Переработанная шкала, включающая новые типы, предложенная писателем-фантастом Хельге Каутцем:

• Цивилизация 0 типа: Цивилизации 0 типа являются пред-индустриальными или, в лучшем случае, цивилизациями на первом этапе космической экспансии. Данный тип использует большую часть доступных энергетических ресурсов планеты. Наиболее близким аналогом будет человечество в начале XXI века. Возможно, многие цивилизации этого типа самоуничтожаются в процессе перехода на новый уровень развития.
• Цивилизация I типа: Планетарная цивилизация использует ресурсы своей планеты полностью. Планеты её звёздной системы колонизируются, становясь частью ресурсной базы. Очень часто данный этап становится для цивилизации ловушкой. Она входит в состояние самодостаточности, направляя ресурсы на виртуальное развитие, вместо дальнейшей экспансии. Многие цивилизации данного типа прекращают своё существование вследствие катастрофических изменений родной звезды — например, превращения её в новую или сверхновую звезду.
• Цивилизация II типа: Такие цивилизации очень редки. Как правило, они существуют уже минимум несколько тысяч лет. Они используют всю доступную энергию их звёздной системы и уже смогли осуществить межзвёздные путешествия и колонизацию планет в других звёздных системах. Цивилизации II типа пережили свою юность, преодолели неспокойное время. Шансы продолжить своё развитие резко возрастают в этой точке.
• Цивилизация III типа: Определяется как цивилизация, которая способна использовать энергию всей галактики. Такие цивилизации существуют минимум несколько миллионов лет. Они редко встречаются даже на вселенском масштабе. Даже по чрезмерно либеральной оценке их число во всех известных галактических кластерах не будет превышать сотню. Этот уровень практически считается недостижимым для одного разумного вида. Чтобы достичь такого уровня развития, требуется объединение в единое целое многих видов разумных существ. Пример — Галактическая Империя (или Республика) из «Звёздных войн».
• Цивилизация IV типа: Данный тип цивилизации может использовать весь объём доступной энергии галактических сверхскоплений.
• Цивилизация V типа: Цивилизация, получившая доступ ко всей доступной энергии Вселенной.
  • Цивилизация Vb типа: Такая цивилизация будет способна изменять некоторые аспекты физики Вселенной.
• Цивилизация VI типа: В настоящее время пока полностью гипотетическая цивилизация, которая может использовать энергию нескольких вселенных, изменять их физику и даже предотвратить тепловую смерть родной вселенной, чтобы существовать вечно.

Утверждалось, что, поскольку мы не можем понять развитые цивилизации, то мы и не можем предсказать их поведение. Таким образом шкала Кардашёва, возможно, не будет отражать то, что реально происходит с передовой цивилизацией. Этот аргумент был, в частности, представлен в книге об астробиологии «Evolving the Alien: The Science of Extraterrestrial Life» за авторством учёного-биолога Джека Коэна и математика Иэна Стюарта.

Также шкала Кардашёва, связывая уровень цивилизации с энергией, которую она способна использовать, де-факто является общим количественным макроэкономическим показателем цивилизации, не учитывающим качественный (в частности технологический) уровень развития цивилизации. Например, возможен казус, когда цивилизация по количественному объёму энергопотребления будет попадать в тип I или II, но при этом качественно соответствовать типу III.

В юбилейном издании «Наука и техника СССР в 1917—1987. Хроника» (М.: «Наука», 1987) классификация Кардашёва указана как одно из важнейших достижений советской науки в 1964 году (стр. 185).