外星語言如何識別？
利維坦按：想要了解和明白一種語言，我們往往是根據自身已掌握的語言結構和語法來順藤摸瓜，比如如果你熟悉普通話，在聽到四川話的時候會不自覺地對位普通話的發音，從而明白四川話的語言內容。可是，一旦很多發音都無法對位普通話，估計你就抓瞎了……比如浙江話。
Kinuk"aaz語
我們熟知的戴維·J.彼得森（David J. Peterson）也能發明諸多語言，比如《權力的遊戲》里的高等瓦雷利亞語（High Valyrian），《抗爭之城》里的外星語Kinuk"aaz等等。這不禁讓人想到托爾金（J.R.R.Tolkien），作為一位空想家和語言家，他曾用了數十年時間發展昆雅語（Quenya）、辛達語（Sindarin）以及中土世界的其他語言。
那麼，問題來了：外星文明的語言會遵循什麼規律呢？或許，我們可以從身邊的座頭鯨開始入手研究一下。
文/Brian Resnick
譯/大葯
校對/Maybeshewillx7
原文/www.vox.com/science-and-health/2018/12/6/18119950/seti-alien-communication-humpback-whales
本文基於創作共同協議（BY-NC），由大葯在利維坦發布
文章僅為作者觀點，不代表利維坦立場
數十年來，一群肩負著尋找外星生命任務的研究人員一直耐心地傾聽著來自宇宙的聲音。在位於加利福尼亞山景城（Mountain View）SETI
（Search for Extraterrestrial Intelligence，搜尋地外文明計劃）
機構的研究中心，他們尋找著來自外星生物的訊號，或是無線電波。
雖然，在茫茫宇宙中存在外星生物似乎是個合理的科學事實，但我們有可能許多年都一無所獲。同時，
這些人還面臨著一個亟待解決的問題：
我們如何在毫無概念的基礎上識別出一種外星語言呢？我們怎麼知道收到的信號是語言而不是某種胡亂的噪音呢？
這就是SETI的科學家勞倫斯·多爾（Laurance Doyle）致力於解決的大問題。他相信，我們有辦法辨別出外星人的語言。
這個信念的基礎就是地球上生物們互相交流的方式。不騙你。
據多爾說，對太空來訊的辨認分為兩個主要的步驟，需要的技術只有一門名為「資訊理論（information theory）」的數學分支。最近，多爾帶我過了一遍這個流程。
步驟一： 訊號符合名為齊夫定律（ Zipf』s law ）的特殊範式嗎？
（建議wifi環境下打開）
你聽過座頭鯨的歌聲嗎？它們短促、尖利、洪亮的聲音不太像是屬於這個世界。如果非要在地球上找一種可以類比外星生命交流手段的語言的話，那很有可能是鯨語。
座頭鯨用歌唱的方式在個體間交流，也應用於它們的合作狩獵、社交等等。寬吻海豚則用歡快的叫聲與同群的成員交流，人們相信，這種喳喳的叫聲讓它們能更好地團隊合作。
科學家們不清楚這些鯨和海豚們交流的內容，
但他們推測，它們發出的聲音也許是種語言，因為它和地球其他所有的語言一樣，符合相同的數學模式。
語言學家喬治·金斯利·齊夫（1902-1950）。
圖源：Revista C2這種模式名為齊夫定律，以一位生活在20世紀上半葉的美國語言學家喬治·金斯利·齊夫（George Kinglsey Zipf）命名。
齊夫熱衷於找出英語和其他語言中最常見的字母和單詞。開始，他分析了詹姆斯·喬伊斯（James Joyce）在小說《尤利西斯》（Ulysses）中使用的全部字母——字母「E」，字母「A」，甚至字母「Q」的數量，多爾向我解釋道。
如果你在對數尺度
（一種以次級加減的度量方法）
坐標系中畫出最常用字母和最少用字母的使用頻率，你能得到一條成45度角向下傾斜的線。
這意味著，我們最常用字母
（E、A）
的使用頻率是那些最不常用字母的幾次方之多。
這種模式也適用於單詞：英語中最常見的單詞——例如「the」，「a」，以及「I」——比例如「appropriate」這種不常見的詞語使用的頻率要高出非常多。這對於所有的人類語言來說都是共通的。
為什麼呢？
齊夫定律反映了語言中在複雜和簡單間巧妙的平衡。它展示了語言的語法——一種始終如一的組織文字順序的方式。
我們用簡單、常見的詞——冠詞、代詞、介詞——搭起語言的腳手架，然後用更加複雜、具體的辭彙令之生色。
在研究中，多爾發現，寬吻海豚的叫聲符合齊夫定律，這意味著如果你記錄下它們發出的每一種聲音，也就是它們的「信號」，其中一些的使用頻率和其他的聲音存在指數級的差別。
座頭鯨的吟唱和齊夫定律中劃定的比例有出入，但依然很接近。這不意味著這些生物是繼我們最聰明的哺乳動物
（雖然它們可能就是）
。但這意味著，它們交流方式的背後有著複雜的系統，它們複雜的腦部結構促成了這一切。
圖源：Pinterest
整體上，多爾認為
齊夫定律在證明一種交流體系的複雜程度上是個「必要但不足夠的系統」，他說。，「它能快速地篩選出智力的存在。」
這就意味著，齊夫定律可以成為我們傾聽外星人的起點。SETI的分析人員可以分析來自外星人傳來訊息的結構，觀察其中是否有訊號和其它訊號的出現頻率存在指數程度上的差異。如果答案是肯定的，這就能成為一條重要的線索。
第二步：這種交流方式包含 「 條件概率（ conditional probabilities ） 」嗎 ？
如果要確認一個來自外太空的信號的確是種語言，齊夫定律是不夠的。
即便一個信號符合齊夫定律也可能只是個巧合。
要判斷語言是種語言，它還得有一樣名為「條件概率」的屬性。
如果我給出一個字母「Q」，你覺得下一個字母會是什麼？你可能會回答「U」。這就是「條件概率」，我們的語言有著相互關聯的結構。「U」通常跟在「Q」的後面，不僅如此，這種關係也作用於單詞。
條件概率意味著，如果我寫一張紙條，抹掉其中的一個詞，例如「X今天怎麼樣？」，你也許會猜到，那個詞可能本來應該是「你」。
判斷一種外星語言是否有條件概率並非易事。但是在尋找方法的途中，多爾依舊回到了座頭鯨身上。
圖源：Pinterest
他相信，座頭鯨的語言中存在條件概率。當水中有例如船聲的噪音時，鯨語就不會那麼清楚，但它們依然能明白吟唱的意思。
在有噪音的環境下，鯨們會減緩交流的速度——但不會像你想的那樣，它們從不費力地把每個音節都唱清楚。
外星生命也可能顯示類似的語言模式，以克服宇宙中的干擾，就像在海中的鯨一樣。
這就是你可以量化和測量的部分了。通過「資訊理論」的數學方法，我們在判斷一種語言如何應對干擾和噪音的時候，可以計算出這種語言中熵的數量級。
一個信號中熵的數量級越高，就意味著這種語言更加複雜。
但是我們必須先從動物中獲取更多的信息，才能知道是否存在一個共通的模式標準，以確定這種條件概率在言語中是必定存在的。
目標：我們能通過交流的模式判斷出一種生物的智慧程度嗎？
這就是多爾研究動物交流的目的：他希望能建立起
根據動物交流的複雜程度衡量腦容量
的方法。他認為，如果這套度量方法在動物身上成立，那麼也應該可以被應用在外星人身上。這種方法可以幫助我們弄明白訊號是到底是來自一種智慧程度遠超我們的生物，還是和我們差不多的外星物種。
圖源：Above Top Secret
多爾說，這種方法的作用方式和「腦化指數（encephalization quotient）」差不多。後者指的是隨著相對腦容量的增加，某個物種的智力通常也會更強。人類的顱骨與黑猩猩的相比有更大的空洞以容納大腦。人比猩猩更聰明。
「
我們認為我們可以構設一種『交流腦化指數』……以衡量物種交流方面的智力，
」多爾說。這個指數雖然還不存在，但它能幫助我們明白，蜜蜂間的交流是因為它們只有蜜蜂的小腦子，而鯨魚之間（更複雜）
的交流則是由於它們有更大的大腦。
「我希望能看到地球上全部生物的分布以及它們的交流系統，」多爾說。
圖源：
Above Top Secret
然而，即便我們手頭有這樣的一個數值系統，我們也無法知道外星生命語言的內容。但是通過分析它們的語言模式以及語言的複雜程度，還有它們的智慧程度，我們會知道的。
我們也有可能發現，它們交流方式的先進程度遠超我們，摻和了許多層沒指望我們理解的複雜規律。這還挺有意思的，也有點兒可怕。
多爾說：「如果外星人說，『到這時，我們將必須已經被做成那件事了，』那我們可搞定不了。」
所以，我們也許會發現他們的語言對我們來說，和我們的語言之於狗是差不多的。狗能聽懂幾個辭彙，服從基本的命令。
但它們的大腦中並沒有我們語言範式的存在
（題外話：如果您的狗能聽懂英語或者其他語言中的過去分詞，請給我發來電郵。）
為什麼這種思想實驗 不是完全沒有意義的？
如果這些東西聽起來假設的成分太多，那是因為在某種程度上，它們的確如此。我們還沒從茫茫太空中收到任何來信。有人花這麼多時間思考這件沒譜的事似乎挺傻的。
但是許多人，包括嚴肅的科學家認為，如果人類是這個星系中或者宇宙中唯一的生命或者智慧生命，那才荒誕呢。
已故的物理學家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）說，
他傾向於相信
（雖然也沒有十分把握）
：「宇宙中有另外的智慧生命」，而他們只是尚未注意到我們。
如果外面的確有別的物種試圖接觸我們，我們最好還是有所準備，認真聆聽。而我們要聽，就最好弄清楚到底要聽什麼。
從另外一個現實的角度講，這幾年來，「外面有什麼」這個問題已經不那麼抽象了。在過去的20年中，多虧了開普勒（Kepler）任務這樣的太陽系外行星探索行動，我們知道可在銀河系中行星的數量比恆星還要多。
圖源：Tenor
有些是像木星（Jupiter）土星（Saturn）那樣的氣態巨型星。其他的則體積較小，由岩石組成，我們的地球和火星就是如此。有些星球，例如TRAPPIST-1
（2MASS J23062928-0502285，一顆表面溫度極低的超冷紅矮星）
星系中的大部分行星，處在各自太陽系的可居住範圍，
這些星球表面有流動的水。我們不知道其中多少有生命存在，但是這些發現刺激著我們對這些世界以及可能居民的想像。
這個研究的意義也在於讓我們的目光轉向身邊的世界，更透徹地了解了動物間是如何交流的。隨著對地球上交流系統的深入研究，科學家們也可能在某天發現齊夫定律之外的新的有趣模式。
圖源：Hampshire College
以粘菌（slime mold）為例，它是種超有機體（superorganism），一具粘菌的身體由成千上萬個類似於變形體的個體組成。
它們似乎也可以交流，並且擁有智力，雖然它們實際上並沒有一個神經細胞。
粘菌是如何交流的？科學家們仍在解決這個問題，而在研究途中，他們可能會遇到新的驚喜，並可能應用在外星人語言的破譯上。整體而言，這類研究提醒著我們，在地球的大自然中有許多奇妙的值得研究的東西，說不定還能與它們交流。「
如果座頭鯨的語言有英語一般的複雜結構，總有一天，我們可以把英語翻譯成它們的語言，
」多爾說。這樣，如果我們能和鯨說話，我們與外星人交談的準備工作就更完善了，當然了，他們得先有給咱打電話的意思是不是？
「我們抬頭看著天空喊：『有人么？』，旁邊的座頭鯨說，『哦耶』，」多爾說道。在準備好和外星人聊天之前，「地球上還有百萬種交流系統等著我們呢。」
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