我深信火星上存在高度智慧的生物。当我在科罗拉多州进行实验时......我找到了火星上存在生命的证据。我已经制造了一个非常灵敏的无线电接收器，远远超出了任何已知的范围。我捕捉到了一些信号，我解释为1--2--3--4的含义。我相信火星人正在使用数字进行交流，因为数字是普遍存在的。
这是特斯拉在1923年接受奥尔巴尼电报的记者采访时所说的话。自从20世纪初无线电问世后不久，科学家们便开始注意宇宙中传来的各种无线电信号。尽管很多被认为是来自于自然界的干扰，但是仍有很多神秘的信息等待破译。
在好莱坞电影中，我们经常看到这种情节：科学家收到来自外星文明的信息，那是一串数字，或者是一列字母。这些信息往往包含着一些数学公式或者常数等等。然而现实中这些信息是什么样子的呢？今天就让我们来看看真正的外星信息是什么样的，它们又是如何破解的。
来自太空的信号
“人们认为我们在寻找圆周率、斐波那契级数、素数、莎士比亚十四行诗等等，但这些都不是真的。”SETI（搜寻外星智慧）研究所的资深天文学家塞思·肖斯塔克博士这样形容他的工作。
塞思·肖斯塔克博士
这些科学家们寻找的东西非常简单——窄频带信号。就像在收音机里调到你最喜欢的电台一样，外星智能发出的信号不可能占据每一个频率。无论是在地球上还是在另一个星球上，用广泛的频率进行广播在技术上都是困难的。因此窄频带是科学家们寻找的目标。
当然还要排除一些人为信号，还有宇宙中一些自然产生的信号，比如脉冲星。剩下的则可以认为是来自外星人的信号。真正的困难部分就是如何分析这个信号。
无意信号
首先你需要把一个可疑信号分成两类：有意的和无意的。有意的信号是指有针对性的，专门发射的信号。而无意的信号则可以认为是我们“偷听”到的外星人的通信。
让我们先看看无意的信号。也许这是外星人的母星发送给轨道飞船的指令，或者是外星人好声音的选秀节目。如何去理解这些信息呢？那还是需要从我们自己的语言出发。
人类历史上有7000多种不同的语言。尽管它们跨越了巨大的地理距离或存在于截然不同的时代，但它们仍然有一些相似之处。语言学家威尔斯·詹森博士的一部分研究就集中在如何解释外星语言。
她指出，在人类语言中，我们有名词、动词、单数和复数以及表达时间流逝的词语。但这些词汇的分类是神经解剖学的结果吗？是不是因为我们居住在一个相当平坦的时空中，才使得我们会交流时间？我们之所以有数字的概念，是因为我们把自己看作彼此不同的实体吗？我们不能以类人的正常思维去解读外星人的心理。很多看似寻常的东西，也许在宇宙的另一端截然不同！
我们需要以一个更开放的姿态去理解一些事情。比如：山以及山上的树木。它们是否是一个相连的整体？或许在外星种族眼中，这些只是由一些元素组成的网络化实体。
这样看来，似乎我们永远无法理解这些信息了。其实不然，有一件事可能会有帮助，那就是齐夫定律（Ziph's Law）。齐夫定律是由哈佛大学的语言学家乔治·金斯利·齐夫于1949年发表的实验定律。它可以表述为：在自然语言的语料库里，一个单词出现的频率与它在频率表里的排名成反比。这对许多人类语言都有效，甚至被用于海豚——海豚的尖叫声不仅仅是声音，它们是某种语言。因此同样的概念也适用于外星信号的破译。
但这种分析工作，需要大量的信号样本。最好的解决方案可能就是建造更大的望远镜了。
有意信号
好了，现在来看看那些有意信号。实际上人类在发送自己的有意信号上花了很多心思。当先驱者10号和11号探测器离开太阳系时，它们携带了包含人体图像和地球在宇宙中的位置等多个图案。如果探测器遇到外星人，也许他们可以解释这些图案。在旅行者号探测器上携带了一张黄金唱盘，里面录制有来自地球的声音，还有音乐。当然，外星人也要碰巧有耳朵才能接收这些信息。
利用数字来发送信息也是一个办法。将图像数字化然后用无线电波发送出去，这对人类来说并不难。但还原这些图像，似乎并不容易。卡尔·萨根（Carl Sagan）曾做过一个测试。他给他的研究生们一长串由0和1组成的数字。在没有任何进一步指导的情况下，他让学生去尝试解码，寻找其中隐藏信息。
这段数字一共有29791个0和1，学生们很快发现它们可以分解成一个31x31x31的立方阵。最后，他们确定了一个三维图像，看起来像甲醛分子。这个分子有一个特定的无线电频率。果然，他们发现了萨根的初衷——调到这个频率来找到剩下的信息。不过，外星人会像我们这样思考吗？他们会像我们一样解释形状和数字吗？
肖斯塔克博士的建议是把所有东西都发送出去算了。比如把整个谷歌服务器送入太空。他的理由是给出的信息越多，外星人解码就越容易。而且大量信息将包含许多冗余，有助于消除误解，外星人也可以利用大量的信息学习我们的语言。
然而另一个方向，我们至今没有收到任何地外有意信号。就算我们在未来收到一段似乎有意义的电码，我们能顺利解码，并完全理解一种陌生的语言吗？没有人知道答案。语言不仅仅是一种交流方式，它融合了我们的文化，我们的历史，我们的感情。如果我们接收到一个信号，我们可能永远无法彻底理解它。但也许，我们能从中找到一些信息，起码帮助我们理解我们面对的陌生文明有什么特点。我们必须对此有所准备！
练习破译外星信号
2011年4月21日，美国国家安全局在他们的技术期刊上发布了一些关于外星信息的文章。文章标题中“外星”这个词，使得很多人认为这是讨论破译收到的外星信号的。但实际上内容是关于“练习破译”外星人编码信息的，可以说是对以后与外星文明首次接触的一种演习。
兰布罗斯·D·卡利马霍斯
谈到这些练习，必须提到一个人，这就是美国国家安全局著名的密码学家兰布罗斯·D·卡利马霍斯（Lambros D. Callimahos）。卡利马霍斯出生在开罗附近尼罗河的Gezirah岛上，父母是希腊人，4岁时来到美国。大学时代，他在罗格斯大学学习法律，1933年从朱利亚德大学音乐专业毕业，密码只是他的业余爱好。然而就是这个业余爱好，让他于1941年加入了美国陆军，开始从事密码学的工作。
卡利马霍斯主要从事密码学的研究和教学工作，在陆军国家安全局的密码学发展中起到了至关重要的作用。卡利马霍斯为精英密码分析员开发了一个特殊的等级，命名为CA-400，作为高级密码分析课程的扩展。
卡利马霍斯对不明飞行物的关注度很高。作为一名密码学家，他感兴趣的是破译可能收到的任何外星信号的能力。1966年冬天，卡利马霍斯在《华尔街日报》上发表了一篇题为《与外星智慧的交流》的文章。在文章中他说，“一旦我们收到一个可识别的信号，我们很有机会理解这条信息。”
他接着谈到了一些密码学术语，并讨论了外星生物可能用来发送信号的不同类型的技术，包括一些我们还没有掌握的技术。在文章的最后一部分，他给出了一个例子，一个基于光栅原理创建的假想外星信息。他讨论了如何破译这个例子，并引用了其他类似的关于破译假想外星信息的练习。
假想外星信息
在1966年春天的国家安全局技术期刊上，霍华德·坎佩尔（Howard H. Campaigne）博士写了一篇后续文章，题目是“外星智能”。他讨论了卡利马霍斯关于练习解码外星信号的问题，并在文章中提供了一些来自外层空间的信号。就现在来看，这些“信号”似乎是假设的外星信号，是想提供给读者来测试他们解码能力的。
尽管这些信号可能并不是真正的外星信号，但卡利马霍斯确实对这个主题有着浓厚的兴趣。在美国国家安全局的解密的文件中包含了一篇卡利马霍斯写的文章，标题是《不明飞行物假设和生存问题》。在文章中他认为应该更加认真地对待不明飞行物现象和未来可能的接触。卡利马霍斯在文章中说：
“在此之前，在处理不明飞行物问题时，悠闲的科学方法常常占据首要地位。如果你走在一条林间小路上，有人大喊“响尾蛇”，你的反应会是立竿见影的、防御性的。你不会在行动前花时间去猜测。你必须把警报当作是对你生存的真正和直接的威胁。调查将成为一项密集的紧急行动来隔离威胁并确定其确切性质。这将在最短时间内制定充分的防御措施。”
从这些可以看出密码学家们对地外信号的破解十分兴奋。
如何破译外星密电？
破译这些信号是一件很有意思的事情。我们来看一篇发表在美国国家安全局技术期刊上的文章，了解一下密码学家是如何“猜测”这些信号含义的。
这篇文章的作者是我们前面提到的坎佩尔博士。在这篇文章中，他给出了一个破译信息的例子，使用的是31条从外层空间获得的信号（也许是模拟外星信号，仅作为练习使用）。这些信息的最原始形态是一些不连续的电信号。因此第一步是将这些信号根据断点分割，分割点用一个点表示。然后每段连续的电文，用字母标记不同类型的信号。
于是你可以得到一些由字母，点，空格组成的外星译电。剩下的基本上是一个逻辑游戏。每一步你需要做出一个猜测，然后用所有的信息去验证这个猜测的真伪。不得不说，这对一个普通人来说，可能毫无头绪。但对于一个有着丰富解码经验的密码学家来说，还是可以操作的。
在坎佩尔博士的文章中，详细解释了31条信息的可能含义。其中有一些比较简单，比如对“AA.B AAA.C AAAA.D AAAAA.E AAAAAA.F AAAAAAA.G” 的解读就是B=AA，C=AAA等等。有一些比较复杂，信息中包含有一些二元逻辑关系。正像坎佩尔博士所说，这些解读是基于一些数字，集合，物理常数等等。他认为这些在每一种文化中都应该存在，因此可以作为一种通用语言。毕竟能够在空间中发射电波的文明应该有一些相似之处。
好了，以上就是如何解读外星信号。可以看到，这项工作需要的不仅仅是时间、金钱，还有智慧与耐心。其实你也可以试试。上面最后一张图是科学家勒内·海勒博士提出的一项有趣的科学挑战。这些0和1代表了从一颗距地球约50光年的恒星附近发出的脉冲信息（当然完整数据是一个1.9M的文件）。如果你能成功解密，那么你可以回答下面的问题：
它们的平均身高是多少？
它们的一生是什么样子的？
它们用来发送信息的设备的规模有多大？
从什么时候起它们就开始和星际通信了？
它们以什么样的东西为生？
它们的恒星系统有多老？
如果感兴趣的话在公众号回复你的邮箱，我会把这个外星密电全文发给你！
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