带来这个话题的，是一位2020年2月28日刚刚去世的物理学家，弗里曼·戴森，享年96岁。

2、能源与文明等级
这是个古老的话题，本僧用数据重新捋一捋。
2000年，从私家车保有量看，估摸约有12亿人过着空调汽车的现代化生活，其中西方发达国家9亿，中国1亿，第三世界2亿。这一年，全球消耗了35亿吨石油，46亿吨煤炭，2.4万亿立方天然气，折合110亿吨标准煤。
2019年，全球消耗50亿吨石油，80亿吨煤炭，4万亿立方天然气，折合180亿吨标准煤。这180亿吨煤让20亿地球人过上了现代化生活。
同理，假设我们让剩下55亿人也过上同样的生活，则每年需要675亿吨标准煤。

化石燃料在能源消耗中占比一直稳定在85%左右，绝对的主力。但化石燃料毕竟只是太阳指甲缝里漏到地球的一些光，攒了几十亿年，只够人类文明卯足劲往前奔500年。
顺带说一下，有研究认为，化石燃料可能来源于原始地球的甲烷，这和太阳的关系就不大了，但主流观点还是喜欢生物遗骸变石油的故事。
砖家都搞不清楚，咱外行就不叽歪了，还是翻翻地球自己的家当吧。本僧保证下面几样家当，实打实是地球自己攒的！

地热能，80%来源于地球自身放射性元素衰变所释放的能量，没太阳什么事。因为地球到处有微量的放射性元素（如钾40），这些元素不停衰变释放热量，所以地球就像是不停发热的暖宝宝，妥妥一个低功率版的核反应堆。
整颗地球的发热功率442亿千瓦，相当于现在人类文明总功率的2倍。可喜的是，暖宝宝发热这么多年，可没浪费，都攒着呢！
凭直觉，你认为地球平均温度有多少？外层地壳，平均温度14度，薄薄一层仅占地球质量0.4%。下一层地幔，平均温度估摸1100度，占地球质量68%。最里面地核，平均温度估摸5000度，占地球质量31.5%。剩下的大气层不计。
这样算下来，整颗地球的平均温度有2300度。

没想到吧？地球其实是一颗温度高达两千多度的大球。要知道，核反应堆的最高温度也就一千多度，***就是一颗现成的核反应堆啊！
从地幔地核的成分看，比热按1计算，整颗地球蕴含的热量相当于5万亿亿吨标准煤。但是，根据热力学第二定律，你没法把所有热量都用来做功，而且你也不好意思把地热抽干了变成一颗冰球吧？
咱矜持点，砖家评估，当前可利用的地热资源只有总量的十万分之一，折合5000万亿吨标准煤，可奔小康5.5万年。
说个题外话，地球内部除了最里面的内地核，大部分是可流动的液体或熔融状态，也就是说，什么亚欧板块、美洲板块、太平洋板块之类的，都是浮在液体上的一层薄片。如果要推动地球，必须要把地热引到外界，或者往地幔里灌注特殊材料，使整个地球内部坚如磐石才行。不然发动机会把薄薄的大陆板块慢慢摁到岩浆里。
5.5万年，虽然比原先几千年多了一个数量级，但也不算富裕，咱继续。

4、潮汐能的本质
潮汐由太阳和月球引力引起，可以简单理解为月球吸着海水绕圈跑，当月球引力和太阳引力重叠时就是大潮，反之就是小潮。

很多人以为潮汐能不消耗能量，这显然是违背了能量守恒定律，潮汐能本质上是地球自转动能和月球势能。潮汐能最终会因为摩擦变成热量而消耗，导致地球自转变慢以及月球不断远离地球。
潮汐能每天定量定点供应，极为不便，但却提供了一个清奇的思路：可以利用地球自转的动能发电，这算是地球妈妈最后留给我们的能量了。
这笔压箱底的家当非常惊人！这么说吧，世界上所有的石油煤炭天然气可燃冰，100%转化成能量来阻止地球自转，那么，地球自转周期仅仅只是减少了2毫秒。
地球自转动能有2.57×10^29J，折合900亿亿吨标准煤，足够人类挥霍1亿年。
如果1亿年还嫌少的话，地球绕着太阳转的动能也不是不能考虑，公转动能是自转动能的一万倍，稍微用一点也不至于让地球掉太阳上。
开个玩笑，如果人类沦落到对地球动能、月球动能、火星动能敲骨吸髓，那还不如回到原始社会了。
其实，不管是恒星还是行星，动能都来自于早期的引力势能，比起化石能源算得上巨无霸，但在真正的土豪面前仍然是小儿科。

5、真正的能量土豪
按照当前的物理理论和宇宙模型，早期宇宙里飘荡的绝大部分物质是氢，氢原子报团组成了恒星，恒星内部引力导致氢聚变，聚变产生各种元素和能量，元素和能量演绎出丰富多彩的世界，于是就有了我们。对天体演化有兴趣的盆友，请移步前文《天体演化：黑洞修炼秘籍》，红巨星、白矮星、中子星、超新星......一次搞清楚。
也就是说，能量来源于氢聚变，氢才是背后的大土豪。所以，地球上真正算得着的能量，是地壳中占比0.76的氢。幸运的是，人类掌握聚变技术永远还需50年，因此地球上的氢几乎原封未动，咱们赶紧盘盘账。

现在搞聚变都是瞄着最容易的氘氚聚变，万一搞成了，大海里45万亿吨氘，足够我们奔小康50亿年。

50亿年也不算啥，真要急眼了，氢氢聚变也不是不可以，严谨点叫氕氕聚变。虽然技术路线不存在，但理论还是在的，搞点反物质把氕催化一下，弄出中子就能聚变形成氦核。别听到反物质就吓傻了，质子变中子叫逆β衰变，已经被实验观测到了。
这能把千分之七的质量转变成能量，终于，我们可以用到那个著名的质能方程了：E=MC^2
不过地球上四分之三的氢在水里，不能把水折腾没了，我们用剩余那四分之一做聚变，产生的能量相当于N吨标准煤，足够挥霍1亿亿年。提个醒，宇宙诞生才多少年？

即便把氢都折腾成氦，氦还能继续折腾成碳，碳还能继续折腾成氧......后面还有很多个亿亿年。
回过头看，人类诞生200万年，不过是消耗了化石能源的一个零头，化石能源不过是核能地热能的一个零头，核能地热能也不过是聚变能的零头的零头......
也就是说，人类文明连地球能源的零头的零头的零头的零头，都尚未完全发掘，科技水平有多高，各位心里有数了吧。

5、太阳系的扛把子
感叹一下，从太阳系的视野来看，尽管人类胡吃海喝数百年，消耗的能源其实微乎其微。如果按当前的生活水平过日子，光是地球上的能源就可以挥霍到天荒地老宇宙洪荒了。
但是，聚变搞定了，肯定要纵横太阳系，人均能耗必然蹭蹭涨。根据上篇《霍尔推进器》计算，月球出差相当于北京出差，按这种生活节奏，人均能耗少说增加1万倍，再加上星际探索等等，原本1亿亿年的储量，假设缩减到1亿年。
好了，1亿年后，物理学依然死亡，能源依然靠核聚变，怎么办？不用担心！
木星和土星，质量加起来是地球的413倍，而且75%以上都是氢。地球妈妈那点能源，到这儿都不好意思说零头了，只能叫误差。

木星土星的含量是地球的1000万倍，就算物理学已死，也足够人类再挥霍NN亿年了，地球如果真要流浪，千万记得把这俩燃料罐带上。
下图左边第三颗是地球，中间两颗最大的是木星土星。

6、戴森球
在卡尔达舍夫文明等级提出之前，戴森就提出了能源与文明等级的思想。他认为，就地球上那点破能源，不足以支撑人类文明发展到高级阶段。一个高度发达的文明，必然是高能耗的文明，免不了要打恒星的主意。
太阳是一个实打实的聚变反应堆，造一个大壳子把太阳围起来，就是大号的聚变发电机，这是戴森球的基本思想。

但是给太阳公公加外套可不是容易的事，力学结构不是现有理论可以解决的。于是，戴森球就演变成了戴森云，不一定把太阳裹那么紧，发射一堆能量收集器，围绕着太阳转也行。

把戴森云整合成环状，就成了戴森环，还有戴森群等各种版本。

这些结构统称“戴森球”。