人類該如何識別外星文明的語言?科學家在座頭鯨身上找到答案

fans news 發佈 2021-10-15T12:04:35+00:00

從誕生伊始,人類就一直好奇無盡星河的彼岸是否存在著另一個世界,那裡是不是同樣芳草鮮美、生命繁茂。到了現代之後,人類仍舊沒有放棄對宇宙的探索,一直期望找到和我們相似的外星生命以及外星智慧生命。

從誕生伊始,人類就一直好奇無盡星河的彼岸是否存在著另一個世界,那裡是不是同樣芳草鮮美、生命繁茂。

到了現代之後,人類仍舊沒有放棄對宇宙的探索,一直期望找到和我們相似的外星生命以及外星智慧生命。

而對於加利福尼亞州山景城SETI研究所的天體物理學家們來說,尋找外星智慧生命最根本的前提在於——我們怎樣從雜亂無序的「宇宙噪音」中,找到或者識別出屬於外星人的信號。

換句話說,我們該如何確定捕捉到的信號,是來源於一個自然天體,還是來源於一個外星文明?

根據目前的研究情況來看,宇宙中窄帶寬且快速閃爍的光源信號有可能來源於非自然物體,而那些寬帶寬且較慢的信號,通常來自自然物體,比如星雲脈衝等等。

關鍵的問題來了,就算我們發現了疑似非自然物體產生的信號,我們該如何確定它屬於外星文明呢?要知道人類現在可沒跟任何外星文明有過任何接觸,根本沒有辦法理解信號中的語言。

你以為問題進入瓶頸了?但這其實難不倒科學家們,甚至於科學家已經在座頭鯨身上找到了答案。

人類雖然沒有和外星文明有過交流,但地球上具備交流能力的生物顯然也不是只有人類,只要研究這些生物的交流方式,我們就能夠進行延伸,繼而給未來解讀外星語言提供幫助。

在自然界中,座頭鯨是一種具有強大交流能力的生物,它們早在數百萬年前就產生了「語言」,這甚至比人類還要早。

對於它們的「語言」,科學家們已經有了一定的了解。比如當它們求偶時,會發出低沉渾厚的聲音,而當它們進行捕獵時,就會發出吐泡泡的「啵啵」聲,藉此引誘獵物靠近它們。此外,在進行團隊捕獵時,它們還會有專門的語言進行協調分工。

經過長期觀察研究,科學家們還發現了座頭鯨具有一項非常有意思的能力——語言抗干擾。

當我們在嘈雜不清的環境中交流,會下意識地放慢語速、提高音量以及多次重複關鍵詞。

在很多情況下,這種交流中有大量的詞是冗餘的、是可以被替換的,這樣做的目的是為了即便交流中因嘈雜缺失了一些詞,還是能夠知道對方表達的意思。

這種行為座頭鯨也會。當它們在嘈雜的環境下活動時,也會放慢語速啟用「抗干擾」模式。在這種語言模式之下,它們之間交流的信息量會損失2/5左右。

這一發現讓科學家們很快意識到,座頭鯨的語言結構是很複雜的,以至於它們有很多次能夠填補缺失的2/5信息。

根據這個發現,SETI科學家們開始研究三種社會性極其複雜,並且極度依賴語言溝通的物種——松鼠猴、座頭鯨以及寬吻海豚。

他們的研究主要基於語言學中一項非常基本的理論——齊普夫定律(Zipf's Law),即自然語言資料庫中,一個單詞出現的頻率和它所處的排名是反比。

這一法則適用於絕大多數包含字母的人類語言,包括漢語、英語、日語、德語等。

根據這一法則算出單詞出現的概率,並將其降序排列後繪製到對數坐標中,能夠得到一個斜率為-1的線。

這條斜率為-1的線表示,一系列特定的聲音或符號,包含了足夠的複雜性,足以構成一種語言。通過這個法則,語言學家們能夠對語言原本的意義單位進行逆向破解。

回歸正題,在研究中科學家們發現,松鼠猴和寬吻海豚的語言符合齊普夫定律,雖然目前不懂它們語言的意思,但能夠確定的是,它們和人類一樣有著一套足夠複雜的語言系統。

這種複雜性帶來的好處在於,彼此溝通之間多了很多的彈性和容錯率,就像有時一句話中明明少了很多單詞,我們還是能夠順利理解或猜到這句話想表達的意思。

不過,一旦缺失的詞語過多,那麼理解一句話的意思就成了妄想。在絕大多數人類的書面語言中,如果一句話連續缺少9個詞,那麼構成這句話之間的單詞聯繫就會徹底消失,讀者將不會明白這句話想表達的意思。因此,在語言的信息理論中,人類的「詞熵」是9。

這種對於其他物種語言的研究,極有可能適用於地球之外的智慧生物。因為以人類目前的認知情況來看,即便是發達到對於人類來說近乎「魔法」的外星文明,他們也要遵守信息理論規則,畢竟他們跟我們同處一個宇宙。

由於不知道核心信號,我們可能無法破譯所接收到的內容,但是我們卻能夠知道他們通信系統的複雜性,從而判斷對方是否為智慧文明。

1967年,兩位天文學家通過一種周期性的電波,首次在宇宙中發現了脈衝星。但最開始的時候,他們並不知道這種電波來自脈衝星,而是懷疑來自非常先進的外星文明,因此將其稱為「小綠人」。

在分析了這個脈衝信號之後,科學家們計算出它的斜率約為-0.3,這與我們所知道的任何語言都不一樣,顯然它並不是某種未知的語言。

此外,科學家們還發現所有的脈衝信號都沒有條件概率結構的存在,所有基本上能夠斷定,它們並不是來自更高級的外星文明。

現在,人類對於其他物種語言的研究仍在繼續,或許在不久的將來,我們就能夠憑藉這項研究,破譯來自億萬光年外的問候。

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