人类该如何识别外星文明的语言?科学家在座头鲸身上找到答案
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发布时间：2022-12-31 00:38
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时间：2023-09-09 21:47
到了现代之后，人类仍旧没有放弃对宇宙的 探索 ，一直期望找到和我们相似的外星生命以及外星智慧生命。
而对于加利福尼亚州山景城SETI研究所的天体物理学家们来说，寻找外星智慧生命最根本的前提在于——我们怎样从杂乱无序的“宇宙噪音”中，找到或者识别出属于外星人的信号。
换句话说，我们该如何确定捕捉到的信号，是来源于一个自然天体，还是来源于一个外星文明？
根据目前的研究情况来看，宇宙中窄带宽且快速闪烁的光源信号有可能来源于非自然物体，而那些宽带宽且较慢的信号，通常来自自然物体，比如星云脉冲等等。
关键的问题来了，就算我们发现了疑似非自然物体产生的信号，我们该如何确定它属于外星文明呢？要知道人类现在可没跟任何外星文明有过任何接触，根本没有办法理解信号中的语言。
你以为问题进入瓶颈了？但这其实难不倒科学家们，甚至于科学家已经在座头鲸身上找到了答案。
人类虽然没有和外星文明有过交流，但地球上具备交流能力的生物显然也不是只有人类，只要研究这些生物的交流方式，我们就能够进行延伸，继而给未来解读外星语言提供帮助。
在自然界中，座头鲸是一种具有强大交流能力的生物，它们早在数百万年前就产生了“语言”，这甚至比人类还要早。
对于它们的“语言”，科学家们已经有了一定的了解。比如当它们求偶时，会发出低沉浑厚的声音，而当它们进行捕猎时，就会发出吐泡泡的“啵啵”声，借此引诱猎物靠近它们。此外，在进行团队捕猎时，它们还会有专门的语言进行协调分工。
经过长期观察研究，科学家们还发现了座头鲸具有一项非常有意思的能力——语言抗干扰。
当我们在嘈杂不清的环境中交流，会下意识地放慢语速、提高音量以及多次重复关键词。
在很多情况下，这种交流中有大量的词是冗余的、是可以被替换的，这样做的目的是为了即便交流中因嘈杂缺失了一些词，还是能够知道对方表达的意思。
这种行为座头鲸也会。当它们在嘈杂的环境下活动时，也会放慢语速启用“抗干扰”模式。在这种语言模式之下，它们之间交流的信息量会损失2/5左右。
这一发现让科学家们很快意识到，座头鲸的语言结构是很复杂的，以至于它们有很多次能够填补缺失的2/5信息。
根据这个发现，SETI科学家们开始研究三种 社会 性极其复杂，并且极度依赖语言沟通的物种——松鼠猴、座头鲸以及宽吻海豚。
他们的研究主要基于语言学中一项非常基本的理论——齐普夫定律（Zipf's Law），即自然语言资料库中，一个单词出现的频率和它所处的排名是反比。
这一法则适用于绝大多数包含字母的人类语言，包括汉语、英语、日语、德语等。
根据这一法则算出单词出现的概率，并将其降序排列后绘制到对数坐标中，能够得到一个斜率为-1的线。
这条斜率为-1的线表示，一系列特定的声音或符号，包含了足够的复杂性，足以构成一种语言。通过这个法则，语言学家们能够对语言原本的意义单位进行逆向破解。
回归正题，在研究中科学家们发现，松鼠猴和宽吻海豚的语言符合齐普夫定律，虽然目前不懂它们语言的意思，但能够确定的是，它们和人类一样有着一套足够复杂的语言系统。
这种复杂性带来的好处在于，彼此沟通之间多了很多的弹性和容错率，就像有时一句话中明明少了很多单词，我们还是能够顺利理解或猜到这句话想表达的意思。
不过，一旦缺失的词语过多，那么理解一句话的意思就成了妄想。在绝大多数人类的书面语言中，如果一句话连续缺少9个词，那么构成这句话之间的单词联系就会彻底消失，读者将不会明白这句话想表达的意思。因此，在语言的信息理论中，人类的“词熵”是9。
这种对于其他物种语言的研究，极有可能适用于地球之外的智慧生物。因为以人类目前的认知情况来看，即便是发达到对于人类来说近乎“魔法”的外星文明，他们也要遵守信息理论规则，毕竟他们跟我们同处一个宇宙。
由于不知道核心信号，我们可能无法破译所接收到的内容，但是我们却能够知道他们通信系统的复杂性，从而判断对方是否为智慧文明。
1967年，两位天文学家通过一种周期性的电波，首次在宇宙中发现了脉冲星。但最开始的时候，他们并不知道这种电波来自脉冲星，而是怀疑来自非常先进的外星文明，因此将其称为“小绿人”。
在分析了这个脉冲信号之后，科学家们计算出它的斜率约为-0.3，这与我们所知道的任何语言都不一样，显然它并不是某种未知的语言。
此外，科学家们还发现所有的脉冲信号都没有条件概率结构的存在，所有基本上能够断定，它们并不是来自更高级的外星文明。
现在，人类对于其他物种语言的研究仍在继续，或许在不久的将来，我们就能够凭借这项研究，破译来自亿万光年外的问候。
