如果你是一个外星人,有一天突然收到一串信号,能把它的含义破解出来吗?
1974年11月16 日,在阿雷西博射电望远镜改建完成的庆祝仪式上,人们向外太空发射了一段电波。因此,这段信息也就叫做阿雷西博信息。它是由美国天文学家法兰克·德雷克和卡尔·萨根精心编写的,目的在于让接收到此信号的外星文明了解地球文明的存在。
我们当然不可能知道外星人的语言文字,甚至不知道外星文明是否有语言文字,外星人当然也不大可能听懂地球上的语言。我们怎样才能和外星人进行交流?科学家们大致有两种思路。
第一种思路就是用数学语言。科学家们相信,数学不但是全世界通用的语言,还应该是全宇宙通用的语言。在地球上成立的数学定理,应该是“放之宇宙而皆准”的。大数学家高斯就曾提出,可以在西伯利亚地区制作一个巨大的勾股定理模型,向外太空表明地球智慧生命的存在。在萨根的科幻小说《接触》中,作者详细地描述了与外星人建立联系的方案,其中第一步就是用素数来进行沟通。
不过,数学公式仅仅能用来表明智慧生命的迹象,在两种文明之间产生“共鸣”,建立联系,但却很难进一步交换实际有用的信息。因此,科学家们提出了另一种设想:用图像信息进行交流。这里似乎有一个技术问题:无线电波是线性的,怎样才能发射出一段二维的信息?
德雷克和萨根创作了一个高度为 73 个单位,宽度为 23 个单位的黑白像素画,然后从左至右从上到下依此记下每一个像素,用0表示白色,用1表示黑色。73 和23都是质数,所以他们的乘积 1679只能分解成 73×23 或者 23×73。如果每73个数字换一行,将会得到一个无意义的图片;如果每23个数字换一行,就能解出原始图片了。
不过,外星文明真的能琢磨出解码方法吗?我们只能祈祷外星文明也有“长方形”“平面图像”这类概念,并且正好也想到换行这一招了。
要想传达出足够的信息,就先得定义一套数字系统。德雷克和萨根设计了一套二进制的数字表示方法。他们从最右下角开始,按列依次记录每个像素的颜色,其中黑色像素记为数字1,白色像素记为数字 0。最后遇到一个多出来的黑色像素,就表示数字串的结束。整个阿雷西博信息的最开头,就是数字1到10的表示方法。
接下来的内容分成6个部分:第一部分是由5个数组成的。第二部分是DNA的组织结构示意图。第三部分则表示人类DNA的双螺旋结构。第四部分的中间是一个小人的图形。第五部分描绘了太阳系。最后一部分则是阿雷西博射电望远镜的形状。
德雷克和萨根可谓是费尽脑汁,构造了一套不依赖于任何“地球语”“地球单位”的宇宙通用语言,把人类文明的信息广播了出去。外星人能否成功解开这段电波里隐藏的信息呢?我看也未必。我们总在假设,外星文明的数理科学再诡异,至少也会有长度、单位、乘法这些最基本的概念。不过谁知道呢,或许外星人的世界里连自然数的概念都没有呢。
历史上,人类也收到过很多神秘的电波信息,其中有些信息非常有可能来自于外星文明。虽然在我们看来,这些信息简直就是天书,但或许就如同阿雷西博信息一样,这也是外星人利用他们世界中的最基本的数理知识精心构造的吧!