戴森球的概念，源自于美国普林斯顿高等研究院的物理学家弗里曼·戴森(Dyson, Freeman J.,)的思想实验。1960年，他在发表于《科学》杂志的论文[2] “搜寻人工恒星红外辐射源（Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation）”中首次正式提出了戴森球的设想（下面文章截图）。

弗里曼·戴森。图源：Wikipedia

他在文章中指出，为当文明发展到特定阶段，如果这些文明能够生存延续足够长的时间，总有一天行星自身的能源终将无法满足需求，必然会转向恒星这一终极能源宝库。此时就有必要建立能够拦截和收集母恒星发出的所有能量的轨道结构，即戴森球(Dyson Sphere)（如下图）。“戴森球”并非科幻作品中封闭的金属球壳，而是由无数太阳能收集器构成的“戴森云”（Dyson swarm）或者 戴森泡（Dyson bubble），它们是借助太阳帆辐射压力平衡引力的悬浮结构系统，环绕母恒星运行，最大化捕获其辐射能量，核心逻辑正是对能源的极致掌控。

戴森的这一构想，与卡尔达肖夫1964年提出的宇宙文明等级划分高度契合[3]：Ⅰ型文明掌控行星能源，Ⅱ型文明掌控其母恒星能源，Ⅲ型文明掌控其母星系能源，而戴森球正是Ⅱ型文明的标志性技术。

马斯克在访谈中进一步阐释：“AI的瓶颈已从算法转向能源，未来的极限不是代码多聪明，而是你有多少瓦特可用。” 对人类而言，从依赖化石能源到规模化利用太阳能，仅是迈向Ⅰ型文明的第一步，戴森球则标志着文明突破行星桎梏、掌控恒星能源的关键跨越。

随着现代天文学的飞速进步，科学家已逐步厘清戴森球的物理可行性。牛津大学人类未来研究所研究员斯图尔特·阿姆斯特朗(Stuart Armstrong)指出[4]，实心球壳式戴森球因重力不稳定、材料强度不足难以实现，戴森云或戴森泡更具现实可能。科学家测算，构建半径1个天文单位的戴森泡仅需月球质量1/350的物质，即2.17×10²⁰ kg，这为高级文明建造此类能源结构提供了理论基础和现实可行性。

从马斯克的访谈与当今前沿天文观测的进展，正让我们对戴森球的搜寻进入更理性、更深入的阶段，也让我们对这一构想的认知愈发清晰。

2015年，天文学家塔贝莎·博亚吉安（Tabetha S. Boyajian）发现了被称为“塔比星”（Tabby’s star or Boyajian’s Star）的诡异恒星，KIC 8462852[5]。它因其异常、剧烈的亮度变化而闻名，曾经引发了全球天文界的狂欢。KIC 8462852星位于天鹅座，属于距离地球1480光年的F型恒星，专门寻找系外行星的开普勒太空望远镜观测到其亮度变化毫无周期性，变暗幅度介于几个百分点至21%之间，幅度远超行星凌日的正常范围，因此行星凌日、恒星脉动、尘云遮挡等常规成因均被排除。 

塔贝莎·博亚吉安。图源：路易斯安那州立大学

一些天文学家推测，恒星亮度降低，可能是戴森球导致的，这是当时最富想象力的解释之一。那么，KIC 8462852星亮度变化如此剧烈的原因是什么呢？2016年之后的持续观测，为这一谜题提供了更温和且数据充足的解释。一些天体物理学家在PRL和 ApJ 等国际重要杂志发表文章[6-9]，认为最有可能的原因是环绕KIC 8462852星的星际尘埃云的移动导致了其独特光变特征。多波段光谱比对显示，红外波段衰减尤为明显，这一特征契合尘埃的选择性吸收规律，与人造结构的均匀辐射特性形成明确区分，也为戴森球猜想的降温提供了关键数据支撑。

宾夕法尼亚州立大学天文学家贾森·赖特（Jason T. Wright）坦言[10]：“戴森球等人造结构会让各波长光线变暗幅度趋于一致，而尘埃会选择性吸收特定波长，这正是区分自然现象与技术痕迹的核心准则。” 2017年前后，美国SETI研究所也曾经动用艾伦望远镜阵列捕捉潜在射电信号，一无所获[11]。

尽管塔比星的戴森球猜想渐趋降温，却为SETI搜寻树立了重要标杆：单一频率波段的光变异常不足以作为技术特征的证据，必须结合红外、射电、激光等多波段观测交叉验证。

传统SETI研究多聚焦于地外文明主动发射的射电或激光信号，而戴森球搜寻则开启了“被动探测”的新路径——寻找高级文明改造宇宙时留下的能源利用痕迹。

依据热力学定律，戴森结构捕获恒星能量后，必然会以红外辐射形式释放废热，形成“红外过剩”特征，这也成为天文学家锁定候选目标的核心依据。

2024年，瑞典赫菲斯托斯项目依托欧空局盖亚卫星的数据[12]，从500万颗恒星中筛选出7颗环绕M型恒星运行的戴森球候选体，它们均表现出异常红外辐射信号。但曼彻斯特大学团队的后续观测发现，部分候选体信号受背景活动星系核干扰，且其红外特征更接近尘埃富集的碎片盘，而非戴森云。

自戴森提出构想以来，SETI搜寻戴森球已走过60余年历程。随着詹姆斯·韦伯太空望远镜、艾伦望远镜阵列等设备持续升级，加之AI算法在天文数据分析中的广泛应用，红外异常与光变规律的探测精度不断提升，候选目标筛选效率也大幅提高，为搜寻工作注入新动力。

马斯克提出的太空能源计划，与SETI的搜寻逻辑形成巧妙呼应。他构想的“太空太阳能卫星+月球工厂”方案，本质是人类迈向“类戴森结构”的初级尝试，核心是通过规模化捕获太空太阳能，突破地球能源瓶颈。这种文明发展的能源路径共性，让天文学家更有理由相信：若存在Ⅱ型文明，必定会留下可探测的能源利用痕迹。

宇宙中的异常信号，往往藏着最朴素的自然答案，而严谨的求证，远比浪漫的猜想更具力量。SETI搜寻戴森球，不仅希望能够寻找到地外文明的技术踪迹，更是为了理解文明与能源的终极关系。

马斯克在访谈中称人类为“生物引导程序”，认为文明的终极方向是突破能源与空间的双重限制。对戴森球的搜寻，本质上也是对人类自身未来的探索——我们在寻找外星文明的同时，也在不断思考：当地球能源无法支撑文明进一步进阶时，人类能否走出属于自己的“戴森之路”？人类能否实现能源利用的范式升级：从开发地球能源，走向开发太阳系的恒星能源，如太阳的核聚变能、太阳能的全维度收集、太阳系天体的资源利用等，最终突破地球的能源桎梏？

作者简介：

张同杰，北京师范大学物理与天文学院和天文与天体物理前沿科学研究所教授。长期从事天体物理宇宙学哈勃参量观测和理论研究，近10年开展了宇宙膨胀加速度的21厘米吸收线和SETI的FAST射电观测研究。国际天文联合会宇宙学分会会员。原国际宇航大会(IAC)搜索地外文明计划常设委员会(IAA SETI) 会员。