एलियन चटर: एक अंतरिक्ष पार्टी में, मन सबसे अच्छा सुना जाएगा

अलौकिक सभ्यताओं के संकेतों की खोज के लिए सूचना सिद्धांत का अनुप्रयोग

यदि आप विदेशी सभ्यताओं से संकेतों की तलाश कर रहे हैं, तो पहले कुछ सूचना हस्तांतरण प्रणालियों पर अभ्यास क्यों न करें जो हमारे ग्रह पर मौजूद मनुष्यों से संबंधित नहीं हैं? व्हेल के साथ, एक वैश्विक संचार प्रणाली लाखों वर्षों से अस्तित्व में है - होमो सेपियन्स की तुलना में आम तौर पर मौजूद है। नृत्य के माध्यम से भाग में एक दूसरे के साथ संवाद करते हुए, मधुमक्खियों ने एक लोकतांत्रिक बहस का आयोजन किया, जो कि एक लोकतांत्रिक राजनीतिक प्रणाली के साथ आने से पहले लाखों वर्षों तक खुदाई करने के लिए सबसे अच्छी जगहों के बारे में थी। अन्य उदाहरणों से भरा हुआ। मेरे किसी भी परिचित ने, जिसने अन्य जानवरों की संचार प्रणाली का अध्ययन नहीं किया था, उसके बाद कभी भी इस निष्कर्ष को आकर्षित किया कि यह प्रजाति उसके विचार से कमतर थी।

पशु संचार के साधनों का अध्ययन करते हुए, मैंने और मेरे सहयोगियों ने एक नए प्रकार का डिटेक्टर विकसित किया, "संचार खुफिया" का एक फिल्टर जो यह निर्धारित करता है कि अंतरिक्ष से संकेत तकनीकी रूप से उन्नत सभ्यता से संबंधित है या नहीं। SETI परियोजना में पिछले प्रयासों के अधिकांश एक संकीर्ण आवृत्ति रेंज या तेजी से झिलमिलाहट ऑप्टिकल संकेतों में रेडियो प्रसारण के लिए देखा। एस्ट्रोफिजिक्स के क्षेत्र में हमारे ज्ञान को देखते हुए, ऐसे संकेत स्पष्ट रूप से कृत्रिम होंगे, और उनकी खोज का मतलब होगा कि अंतर-दूरी पर एक सिग्नल संचारित करने में सक्षम प्रौद्योगिकियों की उपस्थिति। SETI आमतौर पर ब्रॉडबैंड रेडियो सिग्नल और धीमी ऑप्टिकल दालों को खारिज कर देता है, जिनकी उत्पत्ति कम स्पष्ट है। हालाँकि इन संकेतों को बुद्धिमान प्राणियों द्वारा अच्छी तरह से भेजा जा सकता था, लेकिन वे रेडियो तरंगों के प्राकृतिक स्रोतों से आ सकते हैं, जैसे कि इंटरस्टेलर गैस बादल, और हमारे पास अभी भी उनके बीच अंतर करने का एक अच्छा तरीका नहीं है।



सीधे शब्दों में, हम पहले से ही बुद्धिमान प्राणियों से एक संदेश प्राप्त कर सकते हैं और इसे उपेक्षित कर सकते हैं, क्योंकि यह हमारी उम्मीदों पर खरा नहीं उतरा कि इस तरह का संकेत कैसा दिखेगा। यही कारण हो सकता है कि खोज के 50 वर्षों में, हमें कोई इंटरस्टेलर संचार नहीं मिला है।

पिछले डेढ़ दशक में, मैं और मेरे साथी बेहतर तरीके से आगे आए हैं। हमने लोगों और जानवरों की संचार प्रणालियों के लिए सूचना के सिद्धांत को लागू किया, और अब हम यह सुनिश्चित करने के लिए कह सकते हैं कि किस मामले में कुछ जीवित प्राणी एक-दूसरे के लिए जटिल विचारों को व्यक्त करते हैं, बिना यह जानने के भी कि वे क्या कह रहे हैं। हम "संचार प्रणाली" शब्द का उपयोग करते हैं ताकि अग्रिम में यह तय न किया जा सके कि क्या अन्य प्रजातियों में शब्द के मानवीय अर्थ में एक भाषा है। जटिल संचार वाक्यविन्यास के सामान्य नियमों का पालन करता है, जिससे "उचित सामग्री" कहा जा सकता है। यदि हमारे पास संदेश का एक बड़ा टुकड़ा है, तो हम जटिलता की डिग्री या नियमों की संरचना का मूल्यांकन कर सकते हैं। सूचना सिद्धांत के गणित में, इस संरचना को " सशर्त जानकारी एन्ट्रापी " कहा जाता है और यह संचार की प्राथमिक इकाइयों, जैसे कि पत्र और स्वर के बीच गणितीय कनेक्शन से बना है। रोजमर्रा के भाषण में, हम व्याकरण को ऐसी संरचना मानते हैं, और अधिक बुनियादी स्तर पर, शब्दों और ध्वनियों से वाक्यों का संकलन। और कैलिफ़ोर्निया में पहली बार माउंटेन व्यू में SETI संस्थान में, हमने SETI द्वारा एकत्र किए गए आंकड़ों में ऐसी संरचनाओं की तलाश शुरू की।

मेरे सहयोगी, ब्रेंडा मैककोवन, डेविस में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय से सीन हैनर, और मैंने प्राणियों का अध्ययन करने का फैसला किया, दोनों सामाजिक रूप से जटिल और ध्वनिक संचार पर अत्यधिक निर्भर हैं, और ध्वनि संकेतों का उपयोग करते हुए जिन्हें हम वर्गीकृत कर सकते थे। इसलिए, हमारे पहले तीन विषयों में बॉटलनोज़ डॉल्फ़िन (टर्सियस ट्रंकैटस), सामान्य गिलहरी बंदर (साइमिरी साइक्यूरस) और हम्पबैक व्हेल (मेगापर्टा नोवेनगलिया) थे।

मानव भाषाविज्ञान का एक पहलू, शब्दों, अक्षरों और स्वरों के प्रारंभिक अध्ययनों में प्रकट होता है, इसे जिपफ के नियम के रूप में जाना जाता है, जिसका नाम हार्वर्ड भाषाविद् जॉर्ज जिपफ है । अंग्रेजी ग्रंथों में, अक्षर "ई" अक्षर "टी" से अधिक हैं, अक्षर "टी" अक्षर "ए" से अधिक हैं, और इसी तरह, शायद ही कभी इस्तेमाल किए जाने वाले "क्यू" तक। यदि आप आवृत्ति को कम करने में "e" से "q" तक के अक्षरों की एक सूची बनाते हैं, और एक लघुगणक ग्राफ पर उनके उपयोग की आवृत्ति का निर्माण करते हैं, तो ये मान 45 डिग्री पर झुकी हुई एक सीधी रेखा पर बस जाते हैं - अर्थात, -1 की ढलान वाली सीधी रेखा पर [सरल शब्दों में कहें] nth पत्र के उपयोग की आवृत्ति इसके क्रम संख्या n / लगभग के विपरीत आनुपातिक है। ट्रांस।]। यदि आप चीनी अक्षरों से बने पाठ के साथ भी ऐसा ही करते हैं, तो आपको वही पूर्वाग्रह मिलते हैं। जापानी, जर्मन, हिंदी और दर्जनों अन्य भाषाओं में वार्तालाप के लिए अक्षर, शब्द या स्वर के लिए भी यही सच होगा। और बड़बोले बबलू जिपफ के कानून को नहीं मानते। इसका पूर्वाग्रह -1 से कम है, क्योंकि यह दुर्घटना से लगभग लगता है। लेकिन जैसा कि आप भाषा सीखते हैं, पूर्वाग्रह धीरे-धीरे बढ़ता है और 24 महीने की उम्र तक -1 तक पहुंच जाता है।

गणितीय भाषाविदों का दावा है कि -1 का यह पूर्वाग्रह बताता है कि ध्वनियों के अनुक्रम या लेखन के प्रतीकों में भाषा से संबंधित पर्याप्त जटिलता है। यह एक आवश्यक लेकिन पर्याप्त स्थिति नहीं है - अर्थात, यह जटिलता की पहली परीक्षा है, लेकिन इसकी उपस्थिति का प्रमाण नहीं है। जिपफ खुद मानते थे कि -1 के इस पूर्वाग्रह का कारण एक समझौता है, जिसे उन्होंने "कम से कम प्रयास का सिद्धांत" कहा है। यह प्रेषित व्यक्ति के बीच संतुलन है जो सिग्नल और प्राप्तकर्ता को भेजने के लिए कम ऊर्जा का उपयोग करने की कोशिश कर रहा है जो यह सुनिश्चित करने के लिए अधिक अतिरेक प्राप्त करना चाहता है कि संपूर्ण संदेश प्राप्त हुआ है।

सूचना सिद्धांत को लागू करने में मुख्य बात सिग्नल इकाइयों का अलगाव है। उदाहरण के लिए, यदि हम ग्राफ पर मोर्स कोड से सभी डॉट्स और डैश की साजिश रचते हैं, तो हमें 0.2 के क्रम का एक जिपफ ढलान मिलता है। लेकिन अगर हम बिंदुओं और डैश का क्रम लेते हैं - बिंदु, बिंदु, डैश, डैश, डॉट और डैश, और प्राथमिक इकाइयों के रूप में लंबे समय तक बदलाव - तो पूर्वाग्रह -1 में बदल जाएगा, यह दर्शाता है कि इस प्रणाली में वर्णमाला के अक्षर कैसे एन्कोड किए गए हैं। इस तरह, रिवर्स इंजीनियरिंग की मदद से, अर्थ की मूल इकाइयों को पहचाना जा सकता है।

अधिकांश भाषाविदों ने सुझाव दिया है कि जिपफ का कानून केवल मानव भाषाओं की विशेषता है। हम ख़ुशी से एक बोतल पर वयस्क बॉटलनोज़ डॉल्फ़िन की सीटी की आवृत्ति को एक ग्राफ पर प्लॉट करके पता लगाते हैं कि वे भी ज़िप के नियम को मानते हैं! बाद में, जब कैलिफोर्निया में सी वर्ल्ड में दो छोटे बॉटलनोज़ डॉल्फ़िन का जन्म हुआ, तो हमने उनके शिशु व्हिसलर को रिकॉर्ड किया और पाया कि उनके लिए जिपफ ढलान ने मानव बच्चों के साथ छेड़छाड़ की। यह पता चला है कि डॉल्फ़िन के बच्चे गुनगुन और सीटी बजाते हैं, अपनी संचार प्रणाली को उसी तरह से सीखते हैं जैसे मानव बच्चे भाषा सीखते हैं। जब डॉल्फिन 12 महीने की हो गई, तो उनके सीटी में ध्वनियों के वितरण की आवृत्ति -1 की ढलान पर पहुंच गई।

हालाँकि, हम अभी तक यह नहीं बता पाए हैं कि डॉल्फ़िन क्या कहती हैं, हमने पाया है कि उनके और व्हेल के पास संचार प्रणाली होती है जिसमें मानव भाषा के लिए एक आंतरिक जटिलता होती है। यह जटिलता संचार दोष को सहिष्णु बनाती है। आस-पास के शोर, बाधाओं और सिग्नल के प्रसार के साथ हस्तक्षेप करने वाली अन्य घटनाओं के बावजूद, जानकारी का आदान-प्रदान करने वाला कोई भी प्राणी ऐसा करने में सक्षम होना चाहिए। मानव भाषा को अतिरेक प्रदान करने के लिए संरचित किया जाता है। एक बुनियादी स्तर पर, यह संरचना किसी दिए गए पत्र की संभावना को निर्धारित करती है। अगर मैं आपको बताता हूं कि यह शब्द क्या है, तो आप अनुमान लगा सकते हैं कि इस शब्द का पहला अक्षर "t" होगा, क्योंकि यह अंग्रेजी में शब्दों के लिए सबसे लोकप्रिय पहला अक्षर है। आपका कूबड़ सबसे संभावित होगा, लेकिन थोड़ा जानकारीपूर्ण होगा। हम कह सकते हैं कि आपने विकल्पों में से सबसे आसान चुना है। यदि आप "q" अक्षर पर रुक जाते हैं और अनुमान लगाते हैं, तो आपको मेरे द्वारा परिकल्पित शब्द के बारे में कुछ और सटीक जानकारी प्राप्त होगी, अगर यह वास्तव में "q" से शुरू होता है।

चलो आगे बढ़ते हैं। अगर मैंने कहा कि मैं शब्द के दूसरे अक्षर के बारे में सोच रहा था, जिसमें से पहला अक्षर "q" है, तो आप तुरंत अनुमान लगा लेंगे कि यह पत्र "u" है। क्यों? क्योंकि आप [अंग्रेजी पाठक] जानते हैं कि अंग्रेजी में ये दो अक्षर लगभग 100% संभावना के साथ होते हैं। गुम जानकारी का अनुमान लगाने के लिए, आपने न केवल दिखाई देने वाले अक्षरों की संभावना का उपयोग किया, बल्कि दो अक्षरों से जुड़ी सशर्त संभावनाएं भी - संभावना है कि शब्द में अक्षर "यू" होगा यदि यह ज्ञात है कि पत्र "क्यू" पहले से मौजूद है। जब सूचना के प्रसारण में त्रुटियों को ठीक करने के लिए आवश्यक है तो हमारा मस्तिष्क सशर्त संभावनाओं का उपयोग करता है - एक बाहर चल रहे कारतूस के साथ एक प्रिंटआउट पर फजी पाठ, या शोर फोन में खराब रूप से अलग-अलग शब्द।



अंग्रेजी में, सशर्त संभावनाओं को एक पंक्ति में नौ शब्दों तक निर्दिष्ट किया जा सकता है। यदि एक शब्द गायब है, तो आप अनुमान लगा सकते हैं कि यह किस तरह का शब्द है। यदि आप एक पंक्ति में दो शब्द याद करते हैं, तो आप अभी भी अक्सर उन्हें संदर्भ से पुनर्स्थापित कर सकते हैं। एक शब्द के बिना एक वाक्य का एक छोटा उदाहरण: "आज आप कैसा महसूस करते हैं?" यह अनुमान लगाना आसान है कि आप गायब हैं। अब दो शब्दों के बिना एक वाक्य पर विचार करें: "आज ___ ___ खुद कैसे?" हो सकता है: "आज मासूम कैसा लगता है?" अन्य विकल्प हो सकते हैं। जाहिर है, जितने अधिक शब्द गायब हैं, उतना ही उन्हें संदर्भ से समझना मुश्किल है, और उनकी सशर्त संभावना कम है। मानव जाति की अधिकांश लिखित भाषाओं के लिए, सशर्त संभावना गायब हो जाती है जब एक पंक्ति में लगभग नौ शब्द छूट जाते हैं। यदि 10 शब्द गायब हैं, तो आपको पता नहीं होगा कि वे शब्द क्या हो सकते हैं। सूचना सिद्धांत की भाषा में, इसका मतलब है कि मानव शब्द का एन्ट्रापी नौवें क्रम पर पहुंच जाता है।

हमने पशु संचार प्रणालियों में समान सशर्त संभावनाएं पाईं। उदाहरण के लिए, हमने अलास्का व्हेल फाउंडेशन से फ्रेड शार्प के साथ दक्षिणपूर्वी अलास्का में बात करते हुए हम्पबैक व्हेल की आवाज़ रिकॉर्ड की। हंपबैक व्हेल अपने गीतों के लिए जानी जाती हैं, जो आमतौर पर प्रजनन के लिए हवाई संपर्क करने पर रिकॉर्ड की जाती हैं। अलास्का में, उनकी आवाज़ बहुत अलग हैं: नेट पर मछली चलाने के लिए जो आवाज़ें आती हैं, उसमें गर्गल्स और सामाजिक चीखें होती हैं, गाने नहीं। हमने इन स्वरों को उपस्थिति और नाव से शोर की अनुपस्थिति में दर्ज किया। हमने गणना की कि एक टेलीफोन लाइन में महासागर किस हद तक स्थिर है। तब हमने सूचना सिद्धांत का इस्तेमाल किया कि त्रुटियों के बिना संदेश प्राप्त करने के लिए व्हेल को अपने स्वर को धीमा करने की कितनी आवश्यकता होगी।

जैसा कि अपेक्षित था, नाव से शोर की उपस्थिति में, व्हेल ने स्वर की गति को धीमा कर दिया, ठीक उसी तरह जैसे कि कोई व्यक्ति शोर की उपस्थिति में फोन पर बातचीत को धीमा कर देता है। लेकिन वे उस राशि का केवल 3/5 हिस्सा धीमा कर देते हैं जो उन्हें सैद्धांतिक रूप से गलत व्याख्या के बिना संदेशों के प्रसारण को सुनिश्चित करने के लिए हासिल करना चाहिए था। जब परिवेश के शोर की स्पष्ट रूप से अधिक आवश्यकता होती है, तो उन्होंने इस तरह की थोड़ी सुस्ती का प्रबंधन कैसे किया? हमने कुछ समय के लिए इस बारे में सोचा, और फिर महसूस किया कि उनकी संचार प्रणाली में नियमों की संरचना संभवतः ऐसी है कि सिग्नल के शेष दो पांचवें हिस्से को बहाल किया जा सकता है। हंपबैक व्हेल ने अपने ध्वनि शब्द समकक्ष की सशर्त संभावनाओं का उपयोग किया। खाली स्थानों को भरने में सक्षम होने के लिए उन्हें संपूर्ण संदेश प्राप्त करने की आवश्यकता नहीं थी।



डॉल्फिन के संचार में हमें आंतरिक संरचना मिली। अंतर यह था कि डॉल्फ़िन में लगभग 50 मुख्य संकेत थे, और हम्पबैक व्हेल में सैकड़ों थे। हम अब यह निर्धारित करने के लिए जानकारी इकट्ठा कर रहे हैं कि एक कुबड़ा व्हेल संचार प्रणाली में एन्ट्रापी की अधिकतम डिग्री क्या है।

उचित संकेतों से खगोल भौतिकी को अलग करने के लिए हमारे दृष्टिकोण की संभावना का परीक्षण करने के लिए, हम रेडियो खगोल विज्ञान से उदाहरणों पर गए। 1967 में जब खगोलविदों जोकलिन बेल बर्नेल और एंथनी हेविश ने स्टार पल्सर की खोज की, तो उन्हें "MZCH", "छोटे हरे पुरुषों" [LGM] का उपनाम दिया गया। इन रेडियो स्रोतों की स्पष्ट आवधिकता के कारण, कुछ वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाना शुरू कर दिया है कि वे उन्नत अलौकिक सभ्यताओं के बीकन हो सकते हैं। ऑस्ट्रेलियन नेशनल रेडियो एस्ट्रोनॉमी सोसाइटी के साइमन जॉन्सटन की मदद से, हमने पाल में पल्सर दालों का विश्लेषण किया और -0.3 का ज़िपफ ढलान मिला। यह किसी भी ज्ञात भाषा से मेल नहीं खाता है। इसके अलावा, हमें पल्सर संकेतों में व्यावहारिक रूप से कोई सशर्त संभावना संरचना नहीं मिली। और वास्तव में, आज यह ज्ञात है कि पल्सर सुपरनोवा के प्राकृतिक अवशेष हैं। यह पता चला है कि सूचना सिद्धांत आसानी से एक काल्पनिक बुद्धिमान संकेत और एक प्राकृतिक स्रोत के बीच अंतर कर सकता है।

अब हम SETI संस्थान एलन एंटीना सरणी से प्राप्त किए गए माइक्रोवेव डेटा का विश्लेषण कर रहे हैं, जिसमें 42 टेलिस्कोप शामिल हैं, जो 1 से 10 गीगाहर्ट्ज तक है। सामान्य संकीर्ण-बैंड रेडियो तरंग खोज योजना के अलावा, हम सूचना सिद्धांत से उपाय लागू करने की शुरुआत कर रहे हैं। यदि, उदाहरण के लिए, हमें जिप्फ़ के नियम का पालन करने वाले संकेत मिलते हैं, तो यह हमें एक संभावित संदेश की जटिलता को निर्धारित करने के प्रयास में संकेतों में सिंटैक्टिक संरचना की खोज के लिए काम करना जारी रखने के लिए प्रेरित करेगा।

ज्ञान को स्थानांतरित करने के लिए, यहां तक ​​कि एक बहुत ही उन्नत अलौकिक सभ्यता को सूचना सिद्धांत के नियमों का पालन करना होगा। यहां तक ​​कि अगर हम आम प्रतीकों की कमी (हम्पबैक व्हेल के साथ एक ही समस्या है) के कारण हम इस तरह के संदेश को समझ नहीं सकते हैं, तो हम उनकी संचार प्रणाली की जटिलता का अंदाजा लगा सकते हैं - और, परिणामस्वरूप, विचार प्रक्रियाओं का। यदि, उदाहरण के लिए, SETI में पाए गए सिग्नल की सशर्त संभावनाएं 20 वें क्रम की हैं, तो इसका मतलब न केवल सिग्नल की कृत्रिम प्रकृति होगी, बल्कि किसी भी स्थलीय की तुलना में भाषा की विशाल जटिलता भी होगी। हमारे पास विचार प्रक्रियाओं की जटिलता का एक मात्रात्मक माप होगा जो जानकारी को अलौकिक प्राणियों तक पहुंचाता है।

लॉरेंस डॉयल, प्रिंसिपल कॉलेज, पीसी में भौतिकी के मेटाफिजिक्स संस्थान के निदेशक हैं। इलिनोइस, और SETI पर क्वांटम खगोल भौतिकी समूह के आयोजक। वह नासा में केपलर मिशन के सदस्य थे, और उस टीम का नेतृत्व किया जिसने एक मल्टीपल ऑर्बिट (उपनाम तातोइन) के साथ पहले ग्रह की खोज की।