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.jpg人类始终对宇宙充满好奇。我们经常追问,宇宙中是否只有我们?若存在其他智慧生命,它们会是什么模样?又该如何交流?地外生命存在的可能性有科学依据支撑,但恒星间的旅行距离极为遥远。若与外星生命建立联系,大概率需通过远距离通信——我们最近的比邻星距离地球4.4光年。即便乐观估计,往返通信也可能需要十年以上。
当我们与外星生命没有共同语言时,该如何交流?不妨思考地球上与我们思维迥异的生物——蜜蜂。尽管人类与蜜蜂的大脑差异巨大,但两者都具备数学能力。正如我们在《Leonardo》期刊发表的新论文中所述,我们的思想实验进一步支持了数学可能构成“通用语言”基础的观点,这种语言或许有朝一日能用于星际间的交流。
数学作为通用语言的概念并非新鲜事物。17世纪,伽利略·伽利莱将宇宙描述为一本“用数学语言书写的宏伟著作”。科幻作品也长期探索数学作为通用语言的可能性:1985年小说及1997年电影《接触》中,外星生命通过无线电信号发送重复的质数序列与人类联系;刘慈欣小说《三体》(已改编为网飞剧集)中,外星人与人类通过电子游戏交流以解决数学问题;特德·姜1998年中篇小说《你一生的故事》(2016年改编为电影《降临》)中,拥有非线性时间体验的外星生命使用截然不同的数学体系。
现实中,通用通信的科学尝试也离不开数学与数字:1977年发射的旅行者1号和2号探测器携带的金唱片封面,刻有数学与物理量以“向地外生命讲述地球的故事”;1974年的阿雷西博射电信息由1679个0和1组成,传递了1到10的数字及构成DNA的元素原子序数;2022年,研究人员开发了一种二进制语言,旨在向地外生命介绍人类的数学、化学与生物学知识。
若无外星生命,如何测试通用语言?拥有两根触角、六条腿和五只眼睛的生物听起来像外星人,但这也描述了蜜蜂(科幻作品当然也想象过“昆虫型”外星人)。蜜蜂与人类的祖先在6亿多年前分道扬镳,却都具备交流、社会性及一定数学能力。此后,蜜蜂与人类各自独立发展出复杂社会中有效的交流与合作方式。
人类创造了语言,蜜蜂进化出摇摆舞——通过该舞蹈传递食物源位置,包括距离、方向、与太阳的夹角及资源质量。由于进化上的巨大差异及脑容量与结构的不同,蜜蜂可被视为地球上存在的昆虫型外星模型,至少在..
蜜蜂与数学。2016至2024年间的一系列实验中,我们探索了蜜蜂学习数学的能力。研究对象是自由飞行的蜜蜂,它们自愿定期造访并参与户外数学测试以获取糖水。测试中,蜜蜂展现出解决简单加减法、将数量分类为奇偶、排序物品数量(包括理解“零”)的能力,甚至能将符号与数字关联——类似人类学习阿拉伯或罗马数字的简化版。
尽管蜜蜂大脑微小,却具备基本的数学运算与数量问题解决能力。它们能学会加减1,这为更抽象的数学能力奠定了基础:理论上,加减1的能力让蜜蜂可表示所有自然数。若人类与蜜蜂这两种彼此“陌生”的物种(及其他许多动物)都能进行数学运算,那么数学或许能构成通用语言的基础。
若存在地外物种且其大脑足够复杂,我们的研究表明它们可能具备数学能力。有待解答的进一步问题是:不同物种是否会发展出不同的数学方法,如同语言中的方言?这些发现也有助于回答数学是纯人类构建,还是智能的产物因而具有普遍性。





