人类靠什么与外星人交流？

　　宇宙中充满了各种奇异的事件，比如恒星爆发、星系间的碰撞等，这些灾难性的事件背后存在着各种数学与物理原理。从宇宙138亿年前的大爆炸开始，任何一种现象都隐藏着深奥的物理原理，而解答这些物理问题的关键在于利用数学工具，对科学家而言，数学是宇宙中最美丽的语言，没有数学的话，宇宙仍然被黑暗所统治。如果我们掌握了更高阶的数学，或许能够发现更多宇宙的奥秘，从中可以看出，数学是智慧生物与宇宙之间“交流”的语言工具。 　　量子力学理论形成后，科学家很快意识到牛顿的物理学和数学无法发挥到量子水平上，我们需要更先进的数学工具。 　　早期人类部落中已经使用简单的数学跟踪月球或者太阳的运行周期，利用计数的方法进行简单统计，古巴比伦文明的考古中就发现了早期数学的使用。对于人类而言，似乎我们都有与生俱来的数学能力，或者可认为数学是大自然赋予我们认为宇宙的途径，在此基础上构建出更加复杂的数学体系，以便进一步认识宇宙。从伽利略发明望远镜开始，我们就开始观测宇宙，开普勒发现行星的轨迹为椭圆，当时数学工具仍然十分有限，限制了我们对太阳系的理解。 　　在天文学与物理学领域中，数学的重要性不言而喻，艾萨克-牛顿爵士运用微积分方法准确计算了哈雷彗星的轨道，并对其他天体的运动轨迹进行了预测。牛顿还进一步发展了开普勒的行星轨道数学公式，催生了开普勒第三定律的牛顿版本，即万有引力公式，这是人类文明史上最重要的方程式。我们今天仍然可以感觉到开普勒第三定律的作用，该定律不仅局限于太阳系中，还能推广到太阳系之外的天体运行上。 　　在数学对天文学的贡献上，最典型的例子要数海王星的发现，法国数学家在天王星特别的轨道中发现了海王星，发现过程仅需羊皮纸和墨水就确定了海王星的轨道。当我们进入20世纪后，量子力学理论开始形成，科学家很快意识到牛顿的物理学和数学无法发挥到量子水平上，我们需要更先进的数学。爱因斯坦提出的广义和狭义相对论代表着数学将进入新的发展时期，目前科学家的挑战在于如何开发出一种能够统一量子世界与宏观世界的数学途径，其背后将隐藏着我们这个宇宙的终极奥秘。可以认为，我们通过数学与造物主进行对话。 相关阅读：破译外星人宇宙语言 　　英国物理学会会长、天体物理学家乔丝琳·伯内尔最近表示，地球人很可能在100年内与外星人(学名称“地外智慧生命”)取得联系；她呼吁国际社会应为此做好准备。 　　要与外星人取得联系，首先要考虑的问题就是用什么语言与它们沟通交流。 　　许多科学家认为,虽然目前还无法证实其他星球存在外星人，但是宇宙中是可能存在这种生命体的，而且它们之间也用语言进行沟通交流。 　　基于这种假设，他们把外星人所用的语言称为宇宙语言(Cosmic Language)。 地球人很可能在100年内与外星人取得联系 　　数学成为首选的宇宙语言，并被多次发向地外行星. 　　意大利哲学家、天文学家伽利略曾说过：“数学是上帝用来书写宇宙的文字”。基于这种理念，美国天文学家、科普作家卡尔·萨根深信,宇宙中的技术文明无论差异多大,都有一种共同的语言——数学语言。 　　中国数学家、语言学家周海中认为，数学表达上准确简洁、逻辑上抽象普适、形式上灵活性强，是宇宙交际的理想工具。因此,数学语言就成了人类首选的宇宙语言。 数学成为首选的宇宙语言 　　1960年，荷兰数学家、天文学家汉斯·弗罗登塞尔出版了一本名为《宇宙语：一种为宇宙间沟通而设计的语言》的经典专著； 　　他设计了一种以数学为基础的人工语言——宇宙语(Lincos),这种人工语言有一整套的规则和代码，用数学及逻辑的方法来构造语句，并且靠发射不同波长的无线电波来表示不同的意思。 　　例如可以用短的无线电波信号代表数字,长的无线电波信号代表加减符号,利用它们之间的不同组合来表示不同的含义。 　　弗罗登塞尔认为,与外星人沟通交流应当循序渐进、由浅入深,先从最基本的数学概念开始，然后再逐步扩展到复杂的文化概念等。 　　加拿大天文学家伊万·达蒂尔和史蒂芬·杜马斯对弗罗登塞尔的宇宙语进行了改良；他们于1999年和2003年将载有自行设计的数学语言信息通过射电望远镜发送到遥远的星球，希望截获信息的外星人可以理解其中的含义。 　　2009年8月，澳大利亚“国家科学周”推出了一项名为“来自地球问候”的活动，向外星人发送短信息；这些短信息经过数学语言转化后，从堪培拉太空信息中心发送到行星Gliese581d，预计信息将在2029年才能到达那里。 35年前发来的信号“哇！”（Wow！） 　　今年8月，美国国家地理频道与阿雷西博天文台合作，将推特上收集的网友对外星人的留言编成数学语言信息，向35年前可能发来信号“哇！”（Wow！）的太空方向发射回复信息。 　　图像和音乐无国界，也被用于对话外星人. 　　也有科学家认为可以用图像语言作为宇宙语言，也就是利用数字二元论(即0与1)作为代码，把一幅图像分割成许许多多的小方格(即分成许多像素),颜色较浅的方格用0表示,颜色较深的用1表示,这样就把一幅图像变成了数字信号。 图像和音乐无国界，也被用于对话外星人 　　当外星人接到信号后，它们可以把信号转变为图像，根据图像就可以知道“电讯”的内容。 　　1974年11月，美国天文学家法兰克·德雷克等人利用阿雷西博天文台的全球最大的射电望远镜(直径达305米),将他们自行设计的图像语言信息发往距离地球24000光年的武仙座球状星团M13；这份“电讯”由1679个二进制码0和1组成,其内容包括化学分子的原子数量、地球人的体形和太阳系的构成。 　　2008年6月,英国科学家利用欧洲非相干散射协会(EISCAT)设在挪威的射电望远镜,将著名零食生产商“多力多滋”的产品广告内容转化为图像语言发送到围绕大熊星座中47UMa恒星旋转的一颗行星,该行星距离地球42.4光年。 　　由于音乐无国界,它可以跨越文化种族等；因此,一些科学家认为音乐语言也可作为宇宙语言。 　　2001年3月，在乌克兰叶夫帕托里亚天文台举行了人类有史以来第一场献给外星听众的音乐会；这些音乐语言信息都发往围绕大熊星座中47Uma恒星旋转的一颗行星。 献给外星听众音乐会 　　2008年2月，美国宇航局将披头士乐队经典歌曲《穿越苍穹》发向了北极星，以庆祝该机构创立50周年，预计将在2439年到达。 　　目前美国加州大学、华盛顿大学、怀俄明大学等以及英国爱丁堡大学和乌克兰基辅大学都在为对话外星人进行着两方面的学科努力。 宇宙语言学的前景十分诱人 　　一是研究如何设计和发送外星人可能理解的语言信息；二是研究如何搜寻、辨识和破解可能是外星人发来的语言信息。前者已取得初步成绩，而后者还没有明显进展。 　　对此，美国“搜寻地外文明研究所(SETI)”星际信息编撰部主任道格拉斯·维克奇认为宇宙语言学的前景十分诱人。

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