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篩選地外文明信號,科學(xué)家有道道
雖然科學(xué)家表示這11光年以外的奇特信號可能是外星生命發(fā)出的,但鑒于之前我們已經(jīng)被“忽悠”過很多次,很多人心里不禁會產(chǎn)生這樣一個疑問,科學(xué)家究竟憑什么來判斷一個太空信號是不是外星人發(fā)出的呢?
在科學(xué)界,有一些科學(xué)家一直以來都在進行著相關(guān)研究。道爾是位于美國加利福尼亞州SETI(Search for Extraterrestrial Intelligence,尋找外星文明)研究所的一位研究員。他主要從事搜索日外行星的工作,在辨別、檢測細微信號上積累了相當豐富的經(jīng)驗。
1995年,道爾受邀參與了一項有關(guān)動物通信方面的研究,以協(xié)助加州大學(xué)的兩位動物學(xué)家麥克考文和漢斯爾對海豚發(fā)出的哨聲進行分類。
而讓他喜出望外的是——這次研究幫助他意外地找到了一種不僅能識別外星文明發(fā)出的信號,甚至還能鑒別出外星人所達到智慧程度的方法。
什么樣的外星信號可以歸為“語言”
他們3人運用通信業(yè)內(nèi)的一些常用方法進行分析。這些方法是以一種通過數(shù)學(xué)方式分析連續(xù)信號的“信息論”為基礎(chǔ)的。
運用信息論分析通信信號的第一步就是要區(qū)分出哪些信號是有意義的,而哪些信號純粹是噪聲。
語言學(xué)家齊普夫早在20世紀40年代就提出,如果取字母所在序列的對數(shù)為X軸,而取字母出現(xiàn)頻率的對數(shù)為Y軸,那么兩者的關(guān)系在坐標系上表現(xiàn)為一條斜率為-1的直線。也就是說,兩者間存在一種線性關(guān)系。而噪聲是一條斜率為0的水平線。
他們使用“齊普夫坐標系”分析了海豚和松鼠猴的叫聲。結(jié)果發(fā)現(xiàn),海豚的“語言”呈現(xiàn)出與人類語言相通的斜率為-1的直線。而松鼠猴的“語言”卻表現(xiàn)為斜率為-0.6的直線。據(jù)此,海豚似乎有通過編碼對通信效率進行優(yōu)化的能力,松鼠猴的語言溝通能力不及人和海豚。
怎么判斷有通信能力的“人”智慧程度
通過熵可以判斷出通信系統(tǒng)的復(fù)雜程度。熵是信息論中一個計算通信系統(tǒng)復(fù)雜度的術(shù)語。0階熵是對通信多樣性的度量,也就是以對數(shù)形式計算通信信號由多少種不同類型的元素組成。一般來說,熵值和熵階越大,意味著通信的復(fù)雜性越強,體現(xiàn)出的智慧水平也越高。
在低級通信中,比如植物采用的化學(xué)信號傳輸系統(tǒng),熵值不會超過1階。成年松鼠猴“語言”熵值可以達到2階或3階水平。而俄語、英語等這些人類語言的熵值可達到8階或9階。
通過對海豚間通信聯(lián)系的深入研究,道爾發(fā)現(xiàn),齊普夫定律和信息論中的熵值概念可以很好的為分析外星信號服務(wù)。
他認為,研究人員在接收到地外任何可疑信號后,應(yīng)該首先用齊普夫定律分析其是否存在一定斜率直線特征,如果有某種特征,證明其并非毫無意義的噪聲。然后對該信號進行熵值分析,這樣就可以在不必破譯信號的條件下,知曉其通信復(fù)雜程度。
假設(shè)在某一波段截獲到的可疑信號,不僅在齊普夫坐標系中具有斜率為-1的直線特征,而且擁有高階熵值,那么這個信號極有可能就是我們尋找了多時的地外文明。