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Die Suche nach außerirdischer Intelligenz

Kann uns die Informationstheorie helfen mit Ausserirdischen zu sprechen? Erstellt von Brit Cruise

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Video-Transkript

Philip: Was ich gerne wissen würde, ist die Antwort auf eine sehr einfache Frage. Sind wir als bewusste Wesen in dieser gesamten, brummenden Galaxie mit 400 Milliarden Sternen, eine von 10 hoch 10 anderen Galaxien, allein? Das scheint ziemlich unwahrscheinlich. Die moderne Suche nach extraterrestrischer Intelligenz, oder SETI, begann 1959 als die beiden Cornell-Physiker Giuseppi Cocconi und Philip Morrison einen Artikel in Nature veröffentlichten, in dem sie die Möglichkeit skizzierten, die Möglichkeit der Nutzung von Radiowellen und Mikrowellen zur Kommunikation zwischen den Sternen zu nutzen. Damit das funktioniert, gehen Forscher davon aus, dass irgendeine intelligente Zivilisation die Fähigkeit entdeckt hat, Radiowellen zu senden. Diese Annahme beruht zum Teil darauf, auf der Tatsache, dass es den Menschen dass es den Menschen nur 80 Jahre gedauert hat, dies nach der Entdeckung von Batterien und elektrischem Strom durch Alessandro Volta herauszufinden. Die Prämisse ist ganz einfach. Wir können Radiowellen erzeugen, indem wir kurzen Impulsen von elektrischem Strom durch Drähte schicken. Diese Wellen können dann unsere Atmosphäre überwinden und mit wenig Störung durch den Raum reisen. Sobald diese Radio- oder elektromagnetischen Wellen ausgesendet werden, können sie mit Antennen empfangen und wieder in elektrische Impulse umgewandelt werden. 1960 führte Frank Drake die erste Suche nach nach Funksignalen aus anderen Sonnensystemen. Ähnlich wie beim Drehen eines Radioknopfes versuchte Drake, den Himmel zu durchsuchen, um schwache Radiosignale, die möglicherweise von anderen Welten kommen könnten, abzustimmen. Obwohl dieser erste Versuch zu keinen erwähnenswerten Ergebnissen führte, haben Forscher seitdem ständig die Sterne gescannt. Carl: Es besteht also eine gewisse Chance, dass wir in den nächsten Jahrzehnten ein Signal von einer spektakulär entfernten, spektakulär exotischen Zivilisation erhalten und sich dadurch alles auf der Erde ändert. Das ist möglich. Kent: Das Interessante an der SETI-Suche ist, dass wir zwar behaupten, dass wir nach extraterrestrischer Intelligenz suchen, aber eigentlich nicht definieren können, was ein intelligentes Signal ist. Ein Ausgangspunkt ist zu sagen, dass wir nach einem Signal suchen, das die Natur durch keinen uns bekannten Mechanismus erzeugen kann. Eine wichtige Frage taucht auf. Wie können wir jemals wissen, ob ein solches Signal von einer intelligenten Quelle kommt? Auf der ersten SETI-Konferenz 1961 schlug John Lilly vor, dass die Forscher Delfinsprachen studieren sollten, um mehr darüber zu erfahren, wie außerirdische Signale aussehen könnten. Vieles von dieser frühen Arbeit gipfelte in der Forschung, die von Laurance R. Doyle und Brenda McCowan durchgeführt wurde. Doyle und McCowans Arbeit basiert auf der Annahme, dass, wenn es ein gemeinsames Merkmal in menschlichen und nichtmenschlichen Kommunikationssystemen gibt, auch außerirdische Kommunikationssysteme dieses Merkmal teilen sollten. Sie analysierten eine lange Sequenz von Lautäußerungen sowohl von erwachsenen als auch von jungen Menschen und Delfinen. Im Fall von Delfinen handelte es sich um eine Reihe von Pfeifen und Klicks. Menschliche Babys lernen das Sprechen durch einen Prozess der Stimmimitation, bei dem sie langsam ein immer größeres Set von Lautsignalen ansammeln. (Babygebrabbel) Jedoch sind während der sogenannten Brabbelphase die produzierten Laute mehr oder weniger zufällig oder unstrukturiert. Um dies zu sehen, haben Doyle und McCowan die verschiedenen Lautsignale gegen ihre Häufigkeit, also wie oft sie vorkommen, aufgetragen und die Symbole im Diagramm nach der Häufigkeit geordnet, wobei die häufigsten Symbole links und die seltensten rechts stehen. Bei menschlichen Babys ist die Steigung fast gleich, da alle produzierten Lautsignale ziemlich gleichmäßig oder zufällig auftreten. Aber wenn Kinder die Sprache ihrer Eltern lernen, verengen sie ihr Lautrepertoire, um das Modell, dem sie ausgesetzt sind, zu entsprechen. Als Ergebnis wird Struktur in unsere Sprechmuster gebracht. Folglich konvergiert die Steigung dieses Diagramms gegen einen 45-Grad-Winkel oder eine -1-Steigung in einem log-log-Diagramm. Dies wird als Zipfsches Gesetz bezeichnet. Interessant ist, dass diese gleiche Steigung in verschiedenen menschlichen Sprachen auftritt und anscheinend ein Muster ist, das alle Menschen teilen. Noch überraschender ist, dass dieses Muster auch auftrat, als Doyle und McCowan die nichtmenschliche Kommunikation analysierten. Sie stellten fest, dass die von Baby-Delfinen erzeugten Pfeiflaute in einem Muster verteilt zu sein schienen, das dem der menschlichen Babys während der Brabbelphase ähnlich ist. Zunächst sind die Delfinpfeifen mehr oder weniger unstrukturiert. Bis sie das Erwachsenenalter erreichen, konvergiert das Diagramm gegen eine Steigung von etwa -1, was dem der Menschen entspricht. (Delphin schreit) Aber diese Art von Analyse betrachtet nur einzelne Signale oder Worte und sagt nichts über die tiefere sprachliche Struktur sowohl menschlicher als auch delfinischer Kommunikationssysteme aus. Lassen Sie uns klären, was wir mit tieferer Struktur meinen, anhand eines Beispiels. Wenn ich ein zufälliges Wort aus einem Buch auswähle und dich bitte, zu raten, was es ist, wirst du keine Ahnung haben, was es sein könnte. und du wirst einfach raten müssen. Wenn ich dir stattdessen ein zufälliges Wort aus einem Buch gebe und dich bitte, das darauf folgende Wort vorherzusagen, musst du immer noch raten, aber du wirst feststellen, dass es wahrscheinlich einfacher ist, dieses Wort zu erraten. Wenn ich dir eine Sequenz von zwei Wörtern aus einem Buch gebe und dich bitte, ein drittes Wort vorherzusagen, wird es noch vorhersehbarer. Wenn dir eine Sequenz von drei Wörtern gegeben wird, setzt sich dieser Trend fort. Das Raten wird noch einfacher. Es scheint, dass die Struktur der Sprache die Wahlfreiheit verringert, je länger die Wortfolgen sind, die wir betrachten. Intuitiv ist das der Grund, warum wir die Sätze des anderen beenden können. Um dies zu quantifizieren, haben Doyle und McCowan die Entropiemaßnahme von Claude Shannon herangezogen, die, wie Sie sich erinnern, ein Maß für Überraschung ist. Entropie kann als die Anzahl der Ja- oder Nein-Fragen oder Bits betrachtet werden, die benötigt werden, um das nächste Wort zu erraten. Wenn die Vorhersagbarkeit zunimmt, nimmt die Informationsentropie ab. Doyle und McCowan berechneten die Entropie für verschiedene Tiefen oder Ordnungen. Einzelne Wörter sind die erste Ordnung, Gruppen von zwei Wörtern sind die zweite Ordnung, Gruppen von drei Wörtern sind die dritte Ordnung und so weiter. Dann trugen sie den Wert der Informationsentropie gegen diese Tiefe auf. Bei erwachsenen Menschen fanden sie, wie zu erwarten, dass die Informationsentropie mit zunehmender Tiefe abnimmt. Dies ist das Ergebnis der Regelstruktur in unseren Kommunikationssystemen. Erstaunlicherweise taten Doyle und McCowan dasselbe mit Delfinsprachen und fanden das gleiche Muster. Delfinkommunikationssysteme zeigen eine abnehmende Informationsentropie, wenn wir längere Sequenzen von Schallsignalen betrachten. Das bedeutet, dass in Delfinkommunikationssystemen eine Regelstruktur zum Vorschein kommt, und man könnte argumentieren, dass dies Delfinen auch ermöglicht, die Sätze des anderen zu beenden. (Delfin schreit) Vergleichen Sie dies mit einer zufälligen Sequenz von Symbolen, die auf diesem Informationsentropie-Diagramm eine gerade Linie hat, da es keine bedingte Abhängigkeit zwischen den Symbolen gibt. Da dieses Muster sowohl in menschlichen als auch in nicht-menschlichen Kommunikationssystemen auftaucht, haben Doyle und McCowan vorgeschlagen, dass dieses Abnehmen der Entropie für die Übertragung von dem, was wir als Wissen bezeichnen könnten, wesentlich ist. Wie Doyle es ausdrückt, wenn wir ein schmalbandiges Signal, eine -1-Steigung auf dem Zipf-Diagramm und höhere Ordnungsentropien nach Shannon erhalten, haben wir es geschafft. All dies basiert auf der einfachen Prämisse, dass auch Außerirdische die Sätze des anderen beenden können. Dunkelhaariger Mann: Wie kann ich Ihnen helfen, mit uns zu kommunizieren? Außerirdischer: Wie ich in der Lage bin zu sprechen? Durch Assimilation der früheren Photosynthese. Ich konnte einige der funktionalen Prozesse von Dr. Wyman übernehmen. Dunkelhaariger Mann: War Dr. Wymans Tod notwendig? Außerirdischer: Durch sein Opfer kann ich kommunizieren. Sprecher: Ohne die Sprache oder Kultur der anderen menschlichen oder nicht-menschlichen Arten zu verstehen, ist die Entropie von Claude Shannon eine Maßeinheit, die es uns ermöglichen kann, die Präsenz dieser strukturellen Regeln unabhängig von der Bedeutung zu erkennen. Das Informationsmodell von Claude Shannon entstand aus dem Wunsch, Zeit über die Telegraphendrähte zu sparen. Dies führte zur globalen Informationseinheit, dem Bit, einem einzigen Unterschied, der nun das Rückgrat unserer Informationswirtschaft ist. Die zunehmend digitalen und vernetzten Technologien, die unsere moderne Welt antreiben, weisen auf die Kraft und Beständigkeit von Claude Shannons Ideen hin. Das Bit ist gekommen, um zu bleiben, und die Erforschung der Informationstheorie wird weiterhin eine Schlüsselrolle in unseren technologischen und sozialen Innovationen auf der Erde und vielleicht darüber hinaus spielen. Carl: Ich denke, selbst wenn es ein plausibles Argument für ein paar gibt, sollten wir weiter suchen. Ich würde sogar noch weiter gehen. Wenn es ein plausibles Argument gibt, dass niemand da draußen ist, in dem Bewusstsein, dass wir uns irren könnten, sollten wir weiter suchen, weil die Frage von höchster Bedeutung ist. Sie bestimmt unseren Platz im Universum. Sie sagt uns, wer wir sind. Es lohnt sich also zu versuchen, nach anderen Zivilisationen zu suchen, würde ich sagen, koste es, was es wolle.