事实如此浪漫

海豚正在帮助我们搜寻外星人

插画:Victor Habbick Visions

W1961年,当12名男子聚集在西弗吉尼亚州的绿岸天文台讨论猎杀外星人的艺术和科学时,海豚骑士团诞生了。来自一系列科学领域的一些最聪明的人,包括三位诺贝尔奖获得者、一位年轻的卡尔·萨根和一位古怪的神经学家约翰·莉莉,他以尝试与海豚交谈而闻名。

正是莉莉的研究启发了这个小组的名字:他认为,如果人类连与我们进化史上大部分时间相同的动物都无法交流,那么他们认为自己可以识别来自遥远星球的信号就有点愚蠢了。考虑到这一点,海豚骑士团开始着手研究我们在地球上的海洋同胞可能会教给我们什么关于与外星人对话的知识。

礼来公司在物种间交流方面的工作在SETI(搜寻外星智能)社区内已经时兴时兴。今天,由于信息理论的新应用和技术进步,例如鲸类听觉和遥测(CHAT)设备,一个与海豚建立基本通信的潜水计算机接口。1999年,SETI研究所的天文学家劳伦斯·道尔(Laurance Doyle)将海豚作为外星智能的模型回归提出运用信息论分析动物的交流系统,特别是宽吻海豚的口哨。

自从礼来公司最初的实验以来,研究人员发现许多物种的交流方式接近人类语言的复杂性。将动物交流系统描述为“语言”是否合适,就像英语或汉语是语言一样,这是一个争论的问题。争论的焦点在于如何定义人类语言。

首先,语言不是天生的,而是通过文化习得的。根据语言学家的说法,一般来说,大多数(如果不是全部的话)自然人类语言都能使个体引用不存在于直接环境中的抽象概念或事物,创造新词,创造无限长的语法句子。大多数研究人员认为海豚的尖叫声和口哨声缺乏这些语言特征。尽管如此,道尔认为,他们的交流仍然可以作为外星交流的模式。例如,宽吻海豚使用一种叫做参考信号的东西,这意味着某些通信信号(听觉、视觉或其他)对应于其环境的特定方面。有些人认为海豚的信号甚至可以用来传达诸如海豚的情绪、性别或年龄等信息。他们的话语或尖叫声和口哨声在语言上可能不像我们的复杂,但他们可以传达抽象的信息。

多伊尔通过求助于哈佛语言学家乔治·齐普夫(George Zipf)的研究,证实了海豚的信号不是随机噪音。乔治·齐普夫在20世纪30年代发现了人类语言共同的一个显著模式:大多数语言中使用频率最高的单词出现的频率是第二个使用频率最高的单词的两倍,是第三个最常用词的三倍,是第四个最常用词的四倍,依此类推。例如,在美国英语中,最常用的单词是“the”,其次是“of”,分别占所有单词使用量的7%和3.5%。

道尔说,满足齐普夫定律似乎对复杂的通信是必要的,但这还不够。

当这些单词以对数方式绘制在图表上时,单词频率之间的关系会产生一条斜率为-1的直线。齐普夫发现-1斜率在从西班牙语到普通话的大多数书面语和口语中都很常见,这种关系现在被称为齐普夫定律。这样的公式允许研究人员区分有意义的信号和随机噪声。如果一系列的声音没有语义,它的分布图将是一条平线,或者0的斜率,因为每个“单词”出现的可能性相同。另一方面,坡度大于-1表示人类语言的冗余程度过高。道尔说,满足齐普夫定律似乎对复杂的通信是必要的,但这还不够。

早期的研究表明,海豚使用各种各样的信号,但科学家们无法确定它们是否等同于人类的语言。如果是这样,那么它们的信号至少应该符合齐普夫定律。为了验证这一点,多伊尔和他的一些SETI同事们研究了一些不同物种发出的信号从松鼠猴到棉花植物,还有海豚。棘手的部分是弄清楚如何将每个物种的信号分解成可分析的单元。对于海豚,研究人员寻找自然的休息:在吱吱声和哨声之间没有声音的空间。然后他们根据齐普夫定律检查了频率。

如果海豚以接近人类的复杂程度进行有意义的交流,这些声音的频率会产生-1的对数斜率,就像大多数人类语言一样。因此,道尔和他的同事绘制了一组捕获的宽吻海豚从婴儿期到成年期的记录。由此得到的坡度为- 0.95。多伊尔说,这表明“海豚”可能会表现出句法。“为什么会存在这样的语法?”首先,这种语法能够恢复传输中的错误,这肯定有生存价值,”他说.“人类的一个例子可能是通过使用拼写规则来找回一份复制得很差的手稿中丢失的字母。”

相比之下,松鼠猴的Zipf斜率从未低于-0.6,这意味着信号太随机,无法显示语法。通过化学排放进行交流的棉花植株的信号分布斜率接近-1.6,这意味着信号过于冗余。

Doyle和他的同事们证明,通信存在于复杂谱上。这一数学工具可能是SETI智能过滤器的第一步,帮助天文学家确定截获的宇宙噪声是否具有语言特征。正如Doyle和他的同事们所指出的,也许是最好的起点在水的外星世界我们自己的星球。否则,我们就有可能将第一个星际“你好”视为毫无意义的噪音而不屑一顾。


丹尼尔·奥伯豪斯,一位住在新德里的自由撰稿人恶习石板大众机械,及大西洋.在推特上关注他@德莫伯豪斯


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