想与外星人交流? 先从地球生物入手!

外星人未必与地球人一样,可能甚至还不如地球上的猩猩呢。要与外星人联系,还不如学会与地球生物交流,这首先要弄懂地球上的动物之间是如何交流的。

海豚学社的诞生

1961年,美国西弗吉尼亚州的格林班克天文台可谓群贤毕至。来自不同领域的12位顶尖人才在此聚会,讨论科学、艺术、玄学(比如外星人)等话题。参加者中有三位诺贝尔奖得主;有现已病故的著名天文学家卡尔·萨根,当时他还是一位毛头小伙;还有一位另类的神经科学家约翰·利利,此人以善于跟海豚交谈而著名。

聚会中利利提出,如果人类跟地球上与自己一起走过大半部进化史的动物都无法交流,那还谈什么与外星人交流,谈什么“识别来自遥远行星智慧生命的信号”呢?这个观点博得大家的一致称赞。大家都同意,要想跟外星人交流,要想在大量无意义的噪声中,识别出可能来自外星人的信号,我们必须先从研究地球上动物之间如何交流入手,希望它们能给我们有益的启发,教导我们如何与外星人交谈。

于是,海豚学社诞生了。

海豚的交流声音能算语言吗?

自那以后,海豚学社的研究就随着SETI(寻找地外智慧生命)事业的兴衰,一时被捧“棒极了!”,一时又被骂“太荒谬!”。在数度沉浮之后,今天多亏了信息技术的进步,它又复兴了。

1999年,美国SETI研究所的天文学家劳伦斯·道尔提出,可以用信息论来分析动物的交流,特别是宽吻海豚的各种哨声。

从利利开展最初的实验以来,研究者们已经发现,好几种动物在交流时所用的办法,在复杂程度上已接近人类的语言。至于动物间的交流能否被称作“语言”,这个问题还有争议。争议的焦点在于,“语言”该如何界定?

按语言学家的观点,大多数人类的语言都能够谈论抽象的或不在眼前的事物;而且作为语言,多多少少总有些规则,即语法。而大多数研究者认为,海豚的吱吱声和吹哨声缺少了这样两个特征。

但是道尔主张,海豚的交流信号虽不及人类语言复杂,但也绝不是无意义的噪声。很多研究已经表明,海豚的交流信号跟环境中的某些事物或情况(比如危险)有对应关系,哪怕这些东西并不近在眼前;海豚的信号甚至还可以传达它们的情绪、性别或年龄等信息;这一切都说明,海豚同样能够表达和交流某些抽象的内容。

剩下一个问题是:海豚的交流有规则吗?

判断噪声和语言的“泽普夫定律”

为了证明海豚的信号不是随机的噪声,道尔引用了哈佛大学语言学家乔治·泽普夫的研究。泽普夫在1930年代发现,各种人类语言都有一个显著的特征:在大多数语言中,最常用的字词出现的频次,是第二常用字词出现频次的两倍,是第三常用字词频次的三倍,第四常用字词的四倍……以此类推。比如英语里最常用的单词是“the”,其次是“of”,它们的出现频次分别在所有单词中占到7%和3.5%,前者刚好是后者的二倍。

如以最常用单词的频次为单位(得到1,1/2,1/4,……等等),并取以2为底的对数(得到0,-1,-2,……等等),作为纵轴,而以单词频次的排名为横轴,就能画出一条斜率为-1的直线。泽普夫发现,从西班牙语到汉语的大部分书面和口头语言中,这条斜率-1的直线都成立,这个规律今天被称作“泽普夫定律”。

有了这样一条公式,研究者就能将有意义的信号和随机噪声区分开来了。只要斜率不是-1,都跟人类语言(有语法规则的语言)相距甚远。比如说,如果一个声音序列没有任何意义(即噪声),它的分布就是一条斜率为0的水平线,因为在这种情况下,每个“词语”的出现频次完全相同,完全随机。

看来“海豚语”可能是有语法

早先的研究表明,海豚使用的信号范围很广,但是科学家无法确定它们是否能和人类的语言相提并论。如果能够,那么这些信号至少应该符合泽普夫定律。

为了验证这个假说,道尔和他的同事考察了其他几个物种的交流系统,除海豚之外,还包括松鼠猴和棉花植株。

这项工作中最难的部分是将每个物种的交流信号拆解成可以分析的单元。对于海豚,研究者寻找的是信号的自然中断,也就是叫声当中的停顿,把两个停顿之间的声音当作一个分析单元。接着他们再用泽普夫定律检验了这些单元出现的频次。如果海豚能以接近人类的复杂性开展有意义的沟通,那么其信号就应该能再现一根斜率为-1的直线。

道尔和同事选用了一群人工饲养的宽吻海豚,它们自婴儿到成年始终置于人类的观察之下。道尔等人把它们的叫声录音绘成了图表,并算出其斜率为-0.95。这说明“海豚语”可能是有语法的!

为什么“海豚语”会有语法呢?当然我们要从是否更有利于生存的角度去考虑。

首先,海豚是一种群体动物,交流对它们的生存非常重要。如果交流“语言”没有任何规则,此时和彼时,此地和彼地,都大不一样,就会让大家莫名其妙。这当然不利于交流,不利于生存。

其次,语法的存在还有一项重要功能,即可以在语言传输中出错的情况下,恢复出正确的意思来,而这同样有利于生存。用人类的例子来比喻,假如有一份抄写潦草的手稿,有些地方虽然字迹难以辨认,但我们依然可以根据拼写规则将其破译出来,读懂意思。

不妨举个例子。“I an here!”。这句英文就其语法是没问题的,主谓宾都在正确的位置上,但显然“n”是“m”拼写之误。不过,这并不影响我们的理解。相反,假如是没语法的“I’here an !”,我们就很难明白什么意思了。

寻找外星人,先从地球生物入手

和海豚相比,松鼠猴的泽普夫斜率从来没有低于过-0.6;棉花植株靠排放化学物质相互交流,其信号分布斜率接近-1.6;两者都偏离-1太远,可见它们的交流都缺乏语法。

道尔等人的研究表明,生物间的交流是多种多样的,它们构成了一条复杂的谱系。利用数学工具,天文学家们可以判断截获的宇宙噪音中是否含有语言学特征,从而作为筛选智能生物的第一步。就像海豚学社当初所指出的,寻找地外智慧生命,最好是从我们这颗星球中现有的生物入手。不然,就算外星人发来了一句星际问候,也可能被我们当作无意义的噪音而忽视。