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        想與外星人交流?先從地球生物入手!

        2019-10-16 02:30:44丹丘生
        科學(xué)之謎 2019年9期
        關(guān)鍵詞:道爾海豚外星人

        丹丘生

        外星人未必與地球人一樣,可能甚至還不如地球上的猩猩呢。要與外星人聯(lián)系,還不如學(xué)會與地球生物交流,這首先要弄懂地球上的動物之間是如何交流的。

        海豚學(xué)社的誕生

        1961年,美國西弗吉尼亞州的格林班克天文臺可謂群賢畢至。來自不同領(lǐng)域的12位頂尖人才在此聚會,討論科學(xué)、藝術(shù)、玄學(xué)(比如外星人)等話題。參加者中有三位諾貝爾獎得主;有現(xiàn)已病故的著名天文學(xué)家卡爾·薩根,當(dāng)時他還是一位毛頭小伙;還有一位另類的神經(jīng)科學(xué)家約翰·利利,此人以善于跟海豚交談而著名。

        聚會中利利提出,如果人類跟地球上與自己一起走過大半部進(jìn)化史的動物都無法交流,那還談什么與外星人交流,談什么“識別來自遙遠(yuǎn)行星智慧生命的信號”呢?這個觀點(diǎn)博得大家的一致稱贊。大家都同意,要想跟外星人交流,要想在大量無意義的噪聲中,識別出可能來自外星人的信號,我們必須先從研究地球上動物之間如何交流入手,希望它們能給我們有益的啟發(fā),教導(dǎo)我們?nèi)绾闻c外星人交談。

        于是,海豚學(xué)社誕生了。

        海豚的交流聲音能算語言嗎?

        自那以后,海豚學(xué)社的研究就隨著SETI(尋找地外智慧生命)事業(yè)的興衰,一時被捧“棒極了!”,一時又被罵“太荒謬!”。在數(shù)度沉浮之后,今天多虧了信息技術(shù)的進(jìn)步,它又復(fù)興了。

        1999年,美國SETI研究所的天文學(xué)家勞倫斯·道爾提出,可以用信息論來分析動物的交流,特別是寬吻海豚的各種哨聲。

        從利利開展最初的實(shí)驗(yàn)以來,研究者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),好幾種動物在交流時所用的辦法,在復(fù)雜程度上已接近人類的語言。至于動物間的交流能否被稱作“語言”,這個問題還有爭議。爭議的焦點(diǎn)在于,“語言”該如何界定?

        按語言學(xué)家的觀點(diǎn),大多數(shù)人類的語言都能夠談?wù)摮橄蟮幕虿辉谘矍暗氖挛?而且作為語言,多多少少總有些規(guī)則,即語法。而大多數(shù)研究者認(rèn)為,海豚的吱吱聲和吹哨聲缺少了這樣兩個特征。

        但是道爾主張,海豚的交流信號雖不及人類語言復(fù)雜,但也絕不是無意義的噪聲。很多研究已經(jīng)表明,海豚的交流信號跟環(huán)境中的某些事物或情況(比如危險(xiǎn))有對應(yīng)關(guān)系,哪怕這些東西并不近在眼前;海豚的信號甚至還可以傳達(dá)它們的情緒、性別或年齡等信息;這一切都說明,海豚同樣能夠表達(dá)和交流某些抽象的內(nèi)容。

        剩下一個問題是:海豚的交流有規(guī)則嗎?

        判斷噪聲和語言的“澤普夫定律”

        為了證明海豚的信號不是隨機(jī)的噪聲,道爾引用了哈佛大學(xué)語言學(xué)家喬治·澤普夫的研究。澤普夫在1930年代發(fā)現(xiàn),各種人類語言都有一個顯著的特征:在大多數(shù)語言中,最常用的字詞出現(xiàn)的頻次,是第二常用字詞出現(xiàn)頻次的兩倍,是第三常用字詞頻次的三倍,第四常用字詞的四倍……以此類推。比如英語里最常用的單詞是“the”,其次是“of”,它們的出現(xiàn)頻次分別在所有單詞中占到7%和3.5%,前者剛好是后者的二倍。

        如以最常用單詞的頻次為單位(得到1,1/2,1/4,……等等),并取以2為底的對數(shù)(得到0,-1,-2,……等等),作為縱軸,而以單詞頻次的排名為橫軸,就能畫出一條斜率為-1的直線。澤普夫發(fā)現(xiàn),從西班牙語到漢語的大部分書面和口頭語言中,這條斜率-1的直線都成立,這個規(guī)律今天被稱作“澤普夫定律”。

        有了這樣一條公式,研究者就能將有意義的信號和隨機(jī)噪聲區(qū)分開來了。只要斜率不是-1,都跟人類語言(有語法規(guī)則的語言)相距甚遠(yuǎn)。比如說,如果一個聲音序列沒有任何意義(即噪聲),它的分布就是一條斜率為0的水平線,因?yàn)樵谶@種情況下,每個“詞語”的出現(xiàn)頻次完全相同,完全隨機(jī)。

        看來“海豚語”可能是有語法

        早先的研究表明,海豚使用的信號范圍很廣,但是科學(xué)家無法確定它們是否能和人類的語言相提并論。如果能夠,那么這些信號至少應(yīng)該符合澤普夫定律。

        為了驗(yàn)證這個假說,道爾和他的同事考察了其他幾個物種的交流系統(tǒng),除海豚之外,還包括松鼠猴和棉花植株。

        這項(xiàng)工作中最難的部分是將每個物種的交流信號拆解成可以分析的單元。對于海豚,研究者尋找的是信號的自然中斷,也就是叫聲當(dāng)中的停頓,把兩個停頓之間的聲音當(dāng)作一個分析單元。接著他們再用澤普夫定律檢驗(yàn)了這些單元出現(xiàn)的頻次。 如果海豚能以接近人類的復(fù)雜性開展有意義的溝通,那么其信號就應(yīng)該能再現(xiàn)一根斜率為-1的直線。

        道爾和同事選用了一群人工飼養(yǎng)的寬吻海豚,它們自嬰兒到成年始終置于人類的觀察之下。道爾等人把它們的叫聲錄音繪成了圖表,并算出其斜率為-0.95。這說明“海豚語”可能是有語法的!

        為什么“海豚語”會有語法呢?當(dāng)然我們要從是否更有利于生存的角度去考慮。

        首先,海豚是一種群體動物,交流對它們的生存非常重要。如果交流“語言”沒有任何規(guī)則,此時和彼時,此地和彼地,都大不一樣,就會讓大家莫名其妙。這當(dāng)然不利于交流,不利于生存。

        其次,語法的存在還有一項(xiàng)重要功能,即可以在語言傳輸中出錯的情況下,恢復(fù)出正確的意思來,而這同樣有利于生存。用人類的例子來比喻,假如有一份抄寫潦草的手稿,有些地方雖然字跡難以辨認(rèn),但我們依然可以根據(jù)拼寫規(guī)則將其破譯出來,讀懂意思。

        不妨舉個例子。“I an? here!”。這句英文就其語法是沒問題的,主謂賓都在正確的位置上,但顯然“n”是“m”拼寫之誤。不過,這并不影響我們的理解。相反,假如是沒語法的“Ihere an? !”,我們就很難明白什么意思了。

        尋找外星人,先從地球生物入手

        和海豚相比,松鼠猴的澤普夫斜率從來沒有低于過-0.6;棉花植株靠排放化學(xué)物質(zhì)相互交流,其信號分布斜率接近-1.6;兩者都偏離-1太遠(yuǎn),可見它們的交流都缺乏語法。

        道爾等人的研究表明,生物間的交流是多種多樣的,它們構(gòu)成了一條復(fù)雜的譜系。利用數(shù)學(xué)工具,天文學(xué)家們可以判斷截獲的宇宙噪音中是否含有語言學(xué)特征,從而作為篩選智能生物的第一步。就像海豚學(xué)社當(dāng)初所指出的,尋找地外智慧生命,最好是從我們這顆星球中現(xiàn)有的生物入手。不然,就算外星人發(fā)來了一句星際問候,也可能被我們當(dāng)作無意義的噪音而忽視。

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