與外星人「聊天」靠數學?

2021-01-15 騰訊網

[摘要]印度科學家森達·薩勒凱質疑,地球人的數學與外星人的數學也許存在很大差異,相同的數學算數基礎不一定衍生出相同或相似的高級數學。

《阿凡達》虛構的外星物種納威人的語言,由南加州大學馬歇爾商學院教授、語言學博士保羅·弗朗莫花4年時間創造。

媒體近日報導,加州大學伯克利分校計劃於今年秋季開設一門「宇宙交際語言」的課程。新京報記者聯繫了加州大學伯克利分校,該校宇航學系、外星人搜尋中心均表示今年秋天要開設的課程裡沒這門課。不過事實上,自上世紀60年代開始,科學家們就已開始研究宇宙語。這一帶有科幻色彩的學科近年來也成為了一門新興的邊緣學科。那麼是否真的存在一門全宇宙通用的語言?

數學是首選宇宙語言

科學家們認為,與外星人溝通的可能性在於某些超越文字的宇宙邏輯或感知。因此,宇宙語的研究突破口主要集中於三個領域,即數學、音樂及圖像。

早在18世紀末19世紀初,人類就曾經設想過與火星人通訊的可能性,包括向太空發射摩爾斯電碼,砍伐地球上的森林形成某種幾何圖形等。1896年,數學家弗朗西斯·哥爾登指出,數學是文明的核心,如果能用數學方法表達語言,是最容易被外星人接受的。義大利天文學家伽利略也曾說過,數學是上帝用來書寫宇宙的文字。

沿襲這一思想,荷蘭數學家漢斯·弗羅登塞爾設計了一種以數學為基礎的人工語言-宇宙語。1960年,弗羅登塞爾出版了一本宇宙語的經典專著《宇宙語:一種為宇宙間溝通而設計的語言》。詳細介紹了這種數學人工語言的規則和代碼,用數學及邏輯的方法來構造詞句,而不是字母或筆畫。

同時,弗羅登塞爾還設想可以發射不同波長的無線電波來表示不同的意思。例如可以用短的無線電波信號代表數字,長的無線電波信號代表加減符號,利用它們之間的不同組合來表示不同的含義。弗羅登塞爾認為,與外星人溝通交流應當循序漸進、由淺入深,先從最基本的數學概念開始,然後再逐步擴展到複雜的文化概念等。

噴氣推進實驗室的任務控制中心,NASA通過深空網絡向太空發送歌曲。

除用數學邏輯與外星人溝通,研究者們還設想通過音樂和圖像與外星人溝通,把圖像分解為諸多像素方格,利用顏色的深淺,用數字0與1分別表示出來,形成一幅數位訊號圖。

有一些科學家認為音樂是無國界的語言,可以跨越文化、種族甚至星際差異。因此,音樂應該也可以是與外星人溝通的宇宙語。

我們可以看到,在以上三種溝通方法中,以數學邏輯為基礎的宇宙語是基礎以及核心,圖像宇宙語最終也要編碼成數位訊號,才能向外星人發射。中山大學教授、語言學家、數學家周海中認為,數學表達準確簡潔、邏輯抽象、形式靈活,是宇宙交流的理想工具。數學語言是首選的宇宙語言。

懸賞100萬美元「尋找」溝通方式

媒體近日報導,美國加州大學伯克利分校將於今年秋季開設一門為「宇宙交際語言」的選修課,講授的是如何設計「宇宙語言」以及如何用它與外星人聯繫。不過加州大學伯克利分校科學傳播部負責人鮑勃·桑德斯對新京報記者表示,「這門課聽起來會非常有趣,但我們目前沒有類似課程開放給學生。」

有報導稱,實際上英美的一些大學,如美國的康奈爾大學、普林斯頓大學,英國的利茲城市大學等都已開設或計劃開設類似「宇宙語」的課程。這些課程大都圍繞搜尋外星人展開,例如外星人存在的可能性,外星人的語言表達方式和交際手段,如何與外星人接觸,以及接觸時要向外星人傳遞哪些信息。

加州大學伯克利分校是在搜索外星人方面實力最雄厚的大學之一。上月英國著名物理學家霍金啟動了一個名為「突破倡議」的科研探索項目。該項目旨在搜尋地外生命,以及如何與地外生命溝通交流。整個項目將持續10年,由俄羅斯富豪尤裡·米爾納全資贊助,耗資1億美元。加州大學伯克利分校也參與其中。

桑德斯介紹,加州大學伯克利分校一直積極投身於外星人搜尋項目,雖然尚未開放這一課程給學生,但他們還與「突破倡議」項目聯合推出了一個旨在呼籲各國民眾共同參與的「宇宙語」研究計劃。這一計劃叫做「突破信息」,希望吸引全球各國對外星語言研究有興趣的公眾共同參與,討論如何形成一種行之有效的方式與外星智慧生命溝通。這一項目將由美國著名科普作家、節目製作人安·德魯彥負責。這一項目對「每一個人」開放,對於提出卓越觀點和理論的公眾,「突破信息」項目組將給予獎金獎勵,獎金總額達100萬美元。

已多次發送「宇宙語」信號

自從1960年,弗羅登塞爾首次設計出以數學邏輯編碼的宇宙語言以來,宇宙語的研究已經經歷了半個世紀的努力,其中不乏大膽的實踐。

人類最早往外太空發送信息是在1974年。這是一條經過編碼的圖像信息,長度為1679比特,科學家們解釋,1679是23和73相乘的結果,如果將這一信息作為23×73顯示,將出現一些簡單的幾何圖像。這條信息由射電望遠鏡發出,目標是球狀星團M13,預計將於26974年才能到達。

1999年和2003年,加拿大天文學家伊萬·達蒂爾和史蒂芬·杜馬斯,曾分別將載有他們自行設計的數學語言信息,通過射電望遠鏡發送到太空。他們原本還計劃用太空飛行器向外太空發射人類頭髮樣本、照片等物體,但因資金限制未能成行。

2008年2月,美國宇航局將披頭四樂隊的經典歌曲《穿越蒼穹》發射到了太空,以慶祝宇航局成立50周年。

2009年8月,澳大利亞「國家科學周」推出一項名為「來自地球問候」的活動,徵集了來自195個國家和地區的25880條信息。經過數學語言轉化後,成為總共達284.55萬個字節的二進位碼。當年8月31日,這些宇宙語從坎培拉太空信息中心發送到了行星葛利斯581d,預計將於2029年到達。

外星人與地球人數學相同?

「如果一頭獅子會說話,我們未必能夠理解它」,哲學家維根斯坦指出,沒有相同「生活形式」的物種無法溝通。

雖然地球人已經多次嘗試向外星智慧生命發送宇宙語信號,但迄今為止,並沒有得到確切的回覆。與興致勃勃支持宇宙語研究的科學家不同,天文學界也有部分科學家對宇宙語存在疑問。

印度科學家森達·薩勒凱質疑,地球人的數學與外星人的數學也許存在很大差異,相同的數學算數基礎不一定衍生出相同或相似的高級數學。

還有的科學家擔心,地球人的音樂在外星人聽來也許是可怕的噪音,假如外星人截獲這些音樂,可能引起的是敵對情緒,使地球陷入危機。

爭議雖在,人類的好奇心卻無法磨滅「突破倡議」的贊助人尤裡·米爾納指出,他所資助的1億美元,將使得這個項目每天收集到的信息是過去幾年的總和,「這是一場賭博,但一旦有回報,就是巨大的回報。」也許,在未來的10年內,地球人真的可以通過宇宙語與外星人聊一聊。如果那一天真的到來,你會跟他們說些什麼呢?

(文 圖/張婷)

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