漫谈戴森球，二级恒星文明必须要如此获得能量吗?

苏联科学家将文明分成三个等级。

一类文明:可以开发利用自己所居住星球的所有自然资源。人类只能够利用73%，相当勉强的达标。

二类文明:可以利用整个恒星系的能源。例如围绕太阳这颗恒星运转的太阳系所有能量都可使用。

三类文明:可以利用整个星系的能源。就像4000亿颗恒星的银河系都归他了，想怎么用怎么用。炸几个星球没问题。

按照这个分类，著名科学家戴森提出了戴森球理论:到达二级文明之后，为保证足够的能源让文明持续发展到足够的高度，建造一个巨大的球体将恒星包围在内，这样可以最大化的获得持久的恒星能源。

他认为这样的结构在宇宙中长期存在并且是其他上升文明的逻辑必然。那么搜寻这样的智慧生物造结构就能找到外星文明。

今天，谈谈戴森球。

不知是何时，初次听到戴森球这样的说法。我觉得很对，相当有道理。太阳辐射的能量只有二十亿分之一到达地球。其余部分任其挥洒到宇宙中，实在太浪费了。

而文明的提升，人均能耗必然倍数增加。至于将来什么样，不可想象。但我知道农耕文明烧木柴就可以满足物质和精神文明的双需求了，对他们而言，完全不能想象工业文明互联网时代的能源消费标准。

现在，地球的资源已经不能支持全球所有人都达到理想水平了。2019年美国人均资源消耗是中国的13倍。这很奢侈，如果我们人均消耗达到美国，只能再来一个地球了。更别说将来了，生存，是个问题，发展，更是个问题。

而戴森球，拥有太阳这样永远在核聚变的恒星反应堆，正切合了人类对能源的恒久需求。50亿年内，人类不要为能源烦恼了，也不用到处挖地球找石油寻煤炭，挖的地球到处是洞，环境恶化生态紊乱。

基于戴森球理论，派生了几种具体设想。对这些设想，之后让我想了又想，越想越觉得离奇。就以太阳这颗恒星为例，来假象一下可行性。

①戴森壳:很多软科幻小说都有类似情节，一个无比巨大而坚固稳定包裹着恒星的壳体。这样的壳体，将恒星散发的所有光辐射能量100%吸收。

而这壳建造在那呢?地球距离太阳的尺度是适合人类生存的宜居带。就按照这个轨道建设一个硕大无比的壳，将太阳包围起来，那么这个壳无论在任意一点上，都可以接收到等同于地球的阳光照射度。人类可以直接作为新殖民地在壳内壁居住，生活，壳表面建设工厂工作。

这球的半径是一亿五千万公里，大的让人睁目结舌。经常有少年说35岁赚够钱了环游世界去，在这里，环游世界一辈子回不来了。哪怕达到第三宇宙速度的“旅行者1号”航天器，也要2千年多飞一圈。

地球再不是地球村了，是地球宇宙。如果国家按照地球位置比例分配领土，美国人我们只能通过电视，电影了解了。留学美国?半路老死在旅途上了。

闲聊一下，从科学角度来看，如此史无前例，浩瀚无边的伟大工程，55亿倍地球表面积的建筑材料，从那里来呢?太阳占太阳系总质量的99.86%，而地球占0.00029%，一个星球可以做材料的资源有限，只挖光地球还不够，就算把太阳系的其他星球，可以做成建材的资源全部提炼也不及零头。只能去太阳系外找了，飞一光年飞出太阳系，再开采提炼运载然后回程。如此反复，一代代人，不知何年。

这需要有一只蚂蚁从青藏高原背土，一定要填满太平洋的意志和决心。否则不能继续。

建造好了也活不过三天。不可能存在如此体量的绝对刚体。每一个点都要承受宇宙级别的圆形壳体压力。没有任何物质可以承受如此大的压力而不崩碎。它必然要受到自身内应力的相互作用造成变形而垮塌。

不毁于内应力，也要被太阳的巨大引力吸引而向内塌陷。一直塌陷到太阳表面，受热辐射向外的膨胀力和引力向内塌陷的重力造成的热流体静力平衡处停止塌陷。如此，人类不是要生活于太阳表面?未必，如果那时候的材料不能承受高温，人类会变成离子态。

太阳也在围绕银河系以第二宇宙速度运动，这个天文单位的空心壳不但要同步太阳公转，还要自传。除了这还有章动现象。这要多少个推进器和发动机才能让壳分毫不差的高速运动不散架呢?这技术对目前人类来说，还是天方夜谭般的神话。

万幸都克服了这些困难。壳吸收了太阳的全部能量，那么必须每秒都恰到好处的转换4*10^26焦耳的能量。否则几天内就变成了太阳表面6000度的高温，成为了戴森高炉。

这座高炉每天还要防备无数流星，彗星，乃至星球因为绕日轨道的切入而撞毁壳体。想必那时候已经装备了激光炮，动能炮了。好在能量无限了，开火！每天天空爆炸着无数灿烂烟花，无比壮观。

勉强撑到这一步，还有个最大的危险。用一层保鲜膜把枪口盖住，然后对自己脑袋一枪。被保鲜膜挡住，子弹打不出来了。谁来试一试呢?随时可能产生的剧烈太阳活动，耀斑，弓形激波，黑子等等，在它们面前，壳就是保鲜膜。瞬间烧穿，生活于壳，简直随时地狱。

戴森壳论，太多的反科学了，无法成立。

②戴森云:由无数围绕太阳运转的太阳能收集卫星和人类定居点组成。这也是戴森的本意。并不是一个以讹传讹，越传说越神奇的球体。

这样采集能量的话，将只利用很少部分的恒星能量。但是无疑将安全许多，可行许多。但是效率也低了很多。

适宜采集阳光的轨道是有限的。还要预留天体运行轨道和避免卫星间的互相扰动干扰，当数量达到一定量级，轨道预设将极复杂，互相间运行极不稳定。

这样采集的能量，并不能体现二级文明的科技优势。虽然获得能量大于输出能量，但是效率和便捷性完全没有优势可言。如此这般，还不如直接改造水星表面，让它成为一颗能量采集器方便高效。到了收获时间，一艘大型飞船就可以运载。

此外基于戴森理论还有很多变形方案，戴森泡，戴森环，戴森网络等，原理和戴森云一样。

结尾

我觉得以即将进入二级文明的科技能力来说，都有跨越恒星的能力了，不太可能用这些办法来获得能量。飞来飞去收集减去损耗没有多少富余。不如直接插根能量棒进入太阳表面收集更简单粗暴效率高。或者还有其他的能量获取方式呢?暗能量未尝不会发现和利用。

戴森球，就让它存在于科幻小说中吧，估计没有实现的一天。有这么多资源，直接改造土卫六，海卫四的气候地貌，进行行星殖民来得简单有效。无尽的地热就是天然可利用的能源。

人类总会选择最直接有效的办法来达成目的，不是嘛