地球外知的生命体とのコミュニケーション

SETIの支部

1992年のNASA SETI（地球外知的生命体探査）マイクロ波観測プロジェクトのサイト

地球外知的生命体との通信（CETI ）は、地球外知的生命体探査（SETI）の一部門であり、理論的には他の技術的文明によって理解可能な恒星間メッセージの作成と解読に焦点を当てています。 ^[1]この種のCETI実験の中で最もよく知られているのは、フランク・ドレイクが1974年に作成したアレシボ・メッセージです。

CETI 研究には複数の独立した組織および個人が従事しています。この記事で CETI および SETI (地球外知的生命体探査) という略語を一般的に使用していますが、これは特定の組織 ( SETI 研究所など) を指すものではありません。

CETIの研究は、数学的言語、アレシボ・メッセージのような絵文字システム、アルゴリズム的コミュニケーションシステム（ACETI）、そして「自然」言語コミュニケーションの検出と解読のための計算論的アプローチという4つの広範な分野に焦点を当てています。考古学者によって発見された線文字Aのように、人間のコミュニケーションには未解読の文字体系が数多く残されています。研究の多くは、惑星間通信の多くのシナリオで発生する同様の解読問題を克服することに注力しています。

2015年2月13日、アメリカ科学振興協会の年次総会で、科学者たち（ダグラス・ヴァコフ、デイビッド・グリンスポン、セス・ショスタク、デイビッド・ブリンなど）は、活発な地球外探査（SETI）と、宇宙に存在する可能性のある知的地球外生命体にメッセージを送信することが良い考えかどうかについて議論した。^{[2] [3]}同週、SETIコミュニティの多くの署名による声明が発表され、「いかなるメッセージを送る前にも、世界的な科学的、政治的、人道的議論が行われなければならない」とされた。^{[4] 2015年3月28日、}セス・ショスタクが関連するエッセイを執筆し、ニューヨーク・タイムズ紙に掲載された。^[5]

歴史

19世紀には、他の惑星に生命体が存在する可能性について多くの書籍や記事が推測しました。多くの人々は、月、火星、そして金星に知的生命体が生息しているかもしれないと信じていました。^[6]

当時は他の惑星への旅行は不可能だったため、無線が発見される以前から、地球外生命体に信号を送る方法を提案する人がいました。カール・フリードリヒ・ガウスは1820年に、シベリアのツンドラに巨大な三角形と3つの正方形、つまりピタゴラスの図形を描くという提案をしたとよく言われています。図形の輪郭は幅10マイルの松林で、内部はライ麦や小麦で埋め尽くされていたと考えられています。^[7]

地球外生命体へのシグナルとして提唱されたピタゴラスの定理の図解。2つの辺（青と赤）を1辺とする正方形の面積の和は、斜辺（紫）を1辺とする正方形の面積に等しい。

1819年、ジョセフ・ヨハン・リトロウはサハラ砂漠を一種の黒板として使うことを提案した。数百ヤード幅の巨大な溝を掘り、幅20マイルの形状を描き出す。そして溝に水を満たし、その上に6時間燃える量の灯油を注ぐ。この方法を用いれば、毎晩異なる信号を送信できる。^[8]

一方、他の天文学者たちは他の惑星に生命の兆候を探していました。1822年、フランツ・フォン・パウラ・グリュイトハイゼンは月に巨大な都市と農業の痕跡を見たと考えましたが、より強力な観測機器を用いた天文学者たちによって彼の主張は反証されました。グリュイトハイゼンは金星にも生命の証拠を見たと信じていました。金星の裏側で灰色の光が以前から観測されており、彼はそれが住民が新皇帝を祝うために催した大規模な火祭りによるものだと仮説を立てました。後に彼はこの見解を修正し、金星人は農地を増やすために熱帯雨林を焼き払っている可能性があると述べました。^[9]

1800年代後半までに、月面生命の存在の可能性は否定されました。当時の天文学者たちは、太陽から最も遠い惑星ほど古いというカント＝ラプラスの仮説を信じており、したがって火星には金星よりも高度な文明が存在する可能性が高いと考えられていました。 ^[10]その後の調査は火星人とのコンタクトに焦点が当てられました。1877年、ジョヴァンニ・スキアパレッリは火星で「canali」（イタリア語で「水路」を意味するが、これは人工的な「運河」と誤訳されている）を発見したと発表しました。その後30年間、火星生命の可能性に関する熱狂が続きました。^[11]最終的に、火星の運河は幻想であることが判明しました。

発明家のシャルル・クロスは、火星と金星で観測された光の点が大都市の光であると確信していました。彼は火星人に信号を送るための巨大な鏡の資金調達に何年も費やしました。この鏡は火星の砂漠に焦点を合わせ、強烈な太陽光の反射を利用して砂に模様を刻む予定でした。^[12]

発明家ニコラ・テスラは、その生涯を通じて、テスラコイルなどの彼の発明品を「共鳴受信機」として利用して他の惑星と通信するために使用できると考えていると何度も述べており、^{[13] [14]} 1899年には金星か火星から発信されていると思われる地球外無線通信の繰り返し信号を観測したとさえ述べています。しかし、これらの「信号」は地球からの放射線であることが判明しました。

1900年頃、グスマン賞が創設され、惑星間通信を初めて確立した人物に10万フランが授与されることとなったが、一つ条件があった。それは、マダム・グスマンが火星との通信はあまりにも簡単すぎるため賞を受ける資格がないと考えたため、火星は除外されたということである。^[15]

数学と科学言語

リンコス（Lingua cosmica）

1960年にハンス・フロイデンタールによって出版された『リンコス：宇宙的交流のための言語の設計』は、アストラグロッサを拡張し、基本的な数学記号と論理記号から派生した汎用言語を構築した。^{[16]フロイデンタールの研究をさらに発展させた研究者もいる。リンコスに似た辞書は、カ​​ール・セーガンの小説『}コンタクト』とその映画版に登場した。

黄耆

1963年にランスロット・ホグベンによって出版された「アストラグロッサ」は、数と演算子を短いパルスと長いパルスの列で組み合わせるシステムを解説したエッセイです。ホグベンのシステムでは、短いパルスは数を表し、長いパルスの列は加算、減算などの記号を表します。^[17]

カール・セーガン

1985 年のSF小説『コンタクト』で、カール・セーガンは、素数を出発点として、数学と科学のさまざまな普遍的な原理と事実を用いて、異星文明との通信を可能にするメッセージを構築する方法を詳細に研究しました。

サガンはこのテーマに関するノンフィクション本も編集した。^[18]同じテーマに関する最新の論文集が2011年に出版された。^[19]

科学の基本的な事実に基づいた言語

1992年にカール・デヴィートとリチャード・オーレによって出版された「科学の基本的事実に基づいた言語」は、アストラグロッサやリンコスと構文的に類似しているが、既知の物理的特性を中心に語彙を構築した言語を記述した論文である。^[20]

Lone Signal 送信で使用される Busch 汎用バイナリ言語

2010年、マイケル・W・ブッシュは汎用バイナリ言語^[21]を開発し、後にローン・シグナル・プロジェクト^[22]でクラウドソーシングによるメッセージを地球外知的生命体（METI）に送信するために使用されました。その後、ローン・シグナルの呼び出しメッセージで使用される構文を拡張し、数学的でも厳密に論理的でもないものの、ローン・シグナルの呼び出しメッセージにおける用語や概念の事前定義に基づいて理解可能な方法で通信を行う試みが行われました^{[23] 。}

名前	指定	星座	送信日	到着日	メッセージ
グリーゼ 526	HD 119850	うしかい座	2013年7月10日2013年7月10日	2031	ローンシグナル

絵メッセージ

プロキシマ・ケンタウリの潜在的な地球外知的生命体への高解像度画像メッセージの例

絵によるコミュニケーションシステムは、ビットマップとして送信される簡略化された図表を通じて、数学や物理学の基礎概念を説明しようとします。これらのメッセージは、必然的に受信者が同様の視覚能力を持ち、基本的な数学と幾何学を理解できることを前提としています。絵によるコミュニケーションシステムに対する一般的な批判は、特殊な形状に対する共通の理解を前提としているというものです。しかし、視覚が大きく異なる種族の場合、視覚情報の解釈方法も異なるため、必ずしもそうとは限りません。例えば、ある物体の動きを表す矢印が、武器の発射と誤解される可能性があります。

パイオニア探査機

パイオニア・プラークとして知られる2枚のエッチング・プラークは、 1972年と1973年に打ち上げられたパイオニア10号とパイオニア11号宇宙船に搭載されていました。これらは天文学者のエリック・バージェスとセーガンのアイデアで、ドレイク、リンダ・ザルツマン、ジョン・ロンバーグが協力しました。^[24]プラークには、銀河系内の太陽系と太陽系内の地球の特定の位置、および人体の形状が描かれています。

ボイジャー探査機

1977年に打ち上げられたボイジャー探査機は、パイオニア号の銘板に似た図が刻まれた2枚の金色のレコードを搭載していました。これらの図には、人間の姿、太陽系、そしてその位置が描かれていました。また、地球からの画像と音声の録音も含まれていました。このレコードの構想はボイジャー計画責任者のジョン・R・カサーニが考案したものでしたが、レコードとして記録するというアイデアは、セーガン、ドレイク、ザルツマン、ロンバーグとその同僚たちの手によるものでした。^{[25] [26] [27]}

アレシボメッセージ

1974 年に送信されたアレシボ メッセージは、ドレイクが作成した 1,679ピクセルのビットマップであり、73 行と 23 列に適切に配置されて、1 から 10 までの数字、水素、炭素、窒素、酸素、リンの原子番号、DNA のヌクレオチドを構成する糖と塩基の化学式、人間のゲノム内のヌクレオチドの数、DNA の二重らせん構造、人間の簡単な図と身長、地球上の人口、太陽系の図、およびアレシボ望遠鏡の直径を示した図を示しています。

宇宙からのメッセージ

コズミック・コール・メッセージは、「ロゼッタ・ストーン」、アレシボ・メッセージのコピー、バイリンガル画像用語集、そしてブラースタッド・メッセージといったデジタルセクションに加え、世界中の人々から送信のために提出されたテキスト、音声、動画、その他の画像ファイルで構成されていました。「ロゼッタ・ストーン」はステファン・デュマとイヴァン・デュティルによって作成され、数と数学演算を表す記号の語彙を構築した複数ページのビットマップです。メッセージは基本的な数学から、物理的なプロセスや物体（水素原子など）を含む、徐々に複雑な概念へと進んでいきます。メッセージはノイズ耐性のあるフォーマットと、ノイズによる改ざんを防ぐ文字を用いて設計されました。これらのメッセージは、アレクサンダー・L・ザイツェフの科学的指導の下、ロシアのエフパトリア惑星レーダーから1999年と2003年に送信されました。リチャード・ブラースタッドがプロジェクト全体の調整を行いました。

メッセージが送られた恒星系は以下のとおりです。^[28]

名前	指定HD	星座	送信日	到着日	メッセージ
16 Cyg A	HD 186408	白鳥座	1999年5月24日	2069年11月	コズミック・コール1
15 スゲ	HD 190406	サジッタ	1999年6月30日	2057年2月	コズミック・コール1
	HD 178428	サジッタ	1999年6月30日	2067年10月	コズミック・コール1
Gl 777	HD 190360	白鳥座	1999年7月1日	2051年4月	コズミック・コール1
	ヒップ4872	カシオペア	2003年7月6日	2036年4月	コズミック・コール2
	HD 245409	オリオン	2003年7月6日	2040年8月	コズミック・コール2
55CNC	HD 75732	癌	2003年7月6日	2044年5月	コズミック・コール2
	HD 10307	アンドロメダ	2003年7月6日	2044年9月	コズミック・コール2
47 UMa	HD 95128	おおぐま座	2003年7月6日	2049年5月	コズミック・コール2

マルチモーダルメッセージ

10代向けメッセージ

ロシアの科学者 (ザイツェフ、ギンディリス、プシェニヒナー、フィリッポワ) と若者によって作成された「ティーンエイジ メッセージ」は、2001 年 8 月 29 日と 9 月 3 日、4 日に、ウクライナのエフパトリア深宇宙センターの 70 メートル パラボラアンテナから太陽に似た 6 つの恒星系に送信されました。メッセージは 3 つの部分で構成されています。

セクション1は、太陽中心からの送信を模倣するために、低速ドップラー波長調整を用いたコヒーレントサウンディング電波信号を表しています。この信号は、地球外生命体がTAMを検出し、星間物質の電波伝播効果を診断するのに役立つように送信されました。

セクション2は、テルミンで演奏された音楽のメロディーを表すアナログ情報です。この電気楽器は準単色信号を発し、星間距離を越えて容易に検出できます。「最初の宇宙人のためのテルミンコンサート」には7曲の楽曲が収録されています。テルミンコンサートの14分間のアナログ伝送は、デジタル方式では約50時間を要します。「最初の星間音楽無線メッセージ」を参照してください。

セクション 3 は、よく知られているアレシボのようなバイナリ デジタル情報 (TAM のロゴタイプ、宇宙人へのロシア語と英語のバイリンガルの挨拶、画像用語集) を表します。

メッセージが送られた恒星系は以下のとおりです。^[28]

名前	HD指定	星座	送信日	到着日
	197076	デルフィヌス	2001年8月29日	2070年2月
47 UMa	95128	おおぐま座	2001年9月3日	2047年7月
37 宝石	50692	ジェミニ	2001年9月3日	2057年12月
	126053	乙女座	2001年9月3日	2059年1月
	76151	ヒドラ	2001年9月4日	2057年5月
	193664	ドラコ	2001年9月4日	2059年1月

コズミック・コール2（コズミック・コール2003）メッセージ

Cosmic Call -2 メッセージには、テキスト、画像、ビデオ、音楽、Dutil/Dumas メッセージ、1974 年の Arecibo メッセージのコピー、BIG = Bilingual Image Glossary、AI プログラムElla、および Braastad メッセージが含まれていました。

アルゴリズムメッセージ

アルゴリズム通信システムは、CETI の中でも比較的新しい分野です。数学的言語に関する初期の研究を基にしたこれらのシステムでは、送信者が、受信者が仮想マシン上で実行できる基本的なプログラミング言語の基礎となる数学記号と論理記号の小さなセットを記述します。アルゴリズム通信は、静的な画像や数学的なメッセージに比べて、^局所的な通信 (受信者は、送信者に返信を送信してから応答を何年も待つことなく、メッセージ内のプログラムを調べて対話できます)、前方誤り訂正 (メッセージには、メッセージの他の場所でデータを処理するアルゴリズムが含まれている場合があります^{) 、}およびメッセージ内にプロキシエージェントを埋め込む機能など、多くの利点があります [要出典]。原理的には、高度なプログラムでも、十分に高速なコンピューティング基盤上で実行すると、複雑な動作や、場合によってはインテリジェンスを示す可能性があります。

コズミックOS

MITの Paul Fitzpatrick が設計したCosmicOS は、ラムダ計算から派生した仮想マシンを記述します。

論理ゲートマトリックス

ブライアン・マッコーネルが開発したロジックゲートマトリックス（LGM）は、n次元空間の座標を数学的演算と論理演算によって接続することで構築される汎用仮想マシンを記述します。例えば、(1,0,0) <-- (OR (0,0,1) (0,0,2)) のようになります。この手法を用いることで、任意の複雑な計算基盤と、その上で実行される命令を記述することができます。^{[説明が必要]}

自然言語メッセージ

この研究は、私たちが自分に向けられていない信号やメッセージ（盗聴）を受信する場合、あるいは自然なコミュニケーション形態で信号やメッセージを受信する場合に焦点を当てています。この困難なシナリオに対処するため、信号が知的情報源を示唆する構造を持っているかどうかを検出し、検出された構造の種類を分類し、物理レベルの符号化やパターンから、内部および外部オントロジーを符号化する品詞に至るまで、その内容を解読する手法が開発されています。^{[29] [30]}

この構造モデリングは、主に、一般的な人間および種間言語の普遍性の探索に焦点を当て、言語を非言語と区別し、未知の言語の核となる構造的統語要素を検出するための計算手法を考案することを目的としています。^[31]この研究の目的には、言語構造の理解と信号中の知的言語のような特徴の検出に貢献し、地球外知的生命体の探索を支援することが含まれます。^{[32] [33]}

30のウィキペディア（2015年10月からのダンプ）の最初の1000万語の順位と頻度を対数対数スケールでプロットしたもの

したがって、問題の目標は、対話なしに言語と非言語を分離し、その過程で言語の構造について何かを学ぶことである。言語は人間のものではないかもしれない（動物、エイリアン、コンピュータなど）。知覚空間は未知かもしれない。人間の言語構造は推測することはできないが、どこかで必ず始まらなければならない。言語信号には、無知を増大させ、可能な限り仮定を少なくするという、素朴な視点からアプローチすべきである。^{[34] [35]}

シーケンスをトークン化、つまり「単語」に分割できれば、未知の人間の言語は、トークンの頻度分布によって他の多くのデータシーケンスと区別できる可能性があります。人間の言語はジップ分布に従いますが、他の多くの（ただしすべてではない）データシーケンスは従いません。エイリアンの言語もこのような分布に従う可能性があるという提案もあります。^[34]頻度と順位の両対数グラフで表示すると、この分布は約-1の傾きを持つ直線として表示されます。SETI科学者のローランス・ドイルは、トークンのストリーム内の個々のトークンを表す線の傾きは、ストリームに言語的またはその他の構造化されたコンテンツが含まれているかどうかを示す可能性があると説明しています。線が45°の角度であれば、ストリームにはそのようなコンテンツが含まれます。線が平坦であれば、含まれません。^{[36] [37]}

CETIの研究者

• フランク・ドレイク(SETI 研究所): SETI の先駆者。アレシボ・メッセージを作成した。
• ジョン・エリオット博士：「自然」言語メッセージの受信に基づく戦略開発に関する研究。地球外生命体信号が知的生命体のような構造を持っているかどうかを検出するアルゴリズムの開発、そしてもしそうであればその内容を解読する方法の研究。この分野で多数の論文を執筆し、SETIの星間通信に関する書籍の共著者でもある。メッセージの設計と構築にも貢献。国際宇宙航行アカデミー、SETI常設研究グループ、未知の無線信号の検出後識別に関する国際タスクグループのメンバー。^{[29] [30] [31] [32] [33] [34] [35]}
• ローレンス・ドイル (SETI 研究所): 動物のコミュニケーションを研究し、動物の発話と人間の言語の複雑さを測る統計的尺度を開発しました。
• ステファン・デュマ: Cosmic Callメッセージと、ノイズによって破損しても認識可能な 2D シンボルを生成する一般的な手法を開発しました。
• Yvan Dutil : Stephane Dumas とともにCosmic Callメッセージを開発しました。
• ポール・フィッツパトリック（MIT）：ラムダ計算に基づくCosmicOSシステムを開発した
• Brian McConnell: 2000 年から 2002 年にかけて、アルゴリズム通信システム (ACETI) のフレームワークを開発しました。
• マービン・ミンスキー（MITの AI研究者）：宇宙人は人間と共通の制約があるため、人間と同じように考えることができ、コミュニケーションが可能になると考えている。^[38]星間メッセージにアルゴリズムを含めるというアイデアを初めて提案した。
• カール・セーガン: アレシボ・メッセージの共著者であり、生涯を通じてSETIに深く関わっていた。
• ダグラス・ヴァコフ( METI ): CETI に関する 2014 年のエッセイ集『考古学、人類学、および星間通信』の編集者。
• アレクサンダー・ザイツェフ（アイルランド、ロシア）：ボリス・プシェニヒナー、レフ・ギンディリス、リリア・フィリッポワらと「ティーンエイジ・メッセージ」を共同執筆、 2003年宇宙の呼び声メッセージのバイリンガル画像用語集を執筆、エフパトリア惑星レーダーからの1999年宇宙の呼び声、 2001年宇宙の呼び声、 2003年宇宙の呼び声の送信科学管理者、「地球からのメッセージ」プロジェクトの科学コンサルタント。^{[39] [40] [41] [42]}
• Michael W. Busch: ( Lone Signal ) は、現在も使用されているLone Signal呼び出しメッセージ用のバイナリ エンコーディング システムを作成しました。
• ジェイコブ・ハック・ミスラ (ローン・シグナル) は、現在進行中のローン・シグナルSETI プロジェクトの主任科学責任者です。

種間コミュニケーション

研究者の中には、地球外生命体とコミュニケーションをとるためには、まず地球の知的な動物種とのコミュニケーションを試みなければならないと結論づけている者もいる。ジョン・C・リリーはイルカに英語を教えることで異種間のコミュニケーションに取り組んだ（イルカとイルカの口や噴気孔の形が違うため、リズムの面では成功したものの、理解しやすさでは成功しなかった）。彼は様々な精神性の鍛錬をし、イルカと一緒にLSDや（後には）ケタミンなどの幻覚剤を摂取した。 ^[43]彼はイルカと非言語的にコミュニケーションできるかどうかを調べようとしたほか、地球外からの無線信号の中に知的なコミュニケーションがあるかどうかを調べようとした。同様に、ローレンス・ドイル、^{[44] [45] [46]}ロバート・フレイタス^[要出典]、ブレンダ・マッコーワン^{[44] [45]}はクジラ目動物の言語と人間の言語の複雑さを比較し、宇宙からの特定の信号が解読すべきメッセージを表すのに十分複雑かどうかを判断するのに役立てている。

参照

• アクティブSETI
• 動物の言語
• 天体言語学
• ダークフォレスト仮説、惑星文明は潜在的に攻撃的な世界との接触の可能性を避けるために沈黙を守っているという考え
• 人間と動物のコミュニケーション
• 太陽系外惑星システム科学のためのネクサス
• パイオニア銘板
• SETIcon
• タイムカプセル
• ウォーターホール（ラジオ）
• わあ！信号だ

参考文献

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35. Elliott, John (2007). 「検出後の解読マトリックス」. Acta Astronautica 61 ( 7–8 ) : 712– 715. Bibcode :2007AcAau..61..712E. doi :10.1016/j.actaastro.2007.02.006. ISSN  0094-5765.
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41. Zaitsev, A (2001年8月29日). 「地球外知性体へのメッセージング（METI）」. arXiv : physics/0610031 .
42. アレクサンダー・ザイツェフ (2011). 「ラジオ関心の会議」。
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さらに読む

• ブラースタッド、リチャード『地球外の説教』 2016年8月3日アーカイブ、Wayback Machineより
• カッターモール, P., ムーア, P. (1997). 『金星地図帳』ケンブリッジ大学出版局.
• デュマ、ステパン。1999年と2003年のメッセージの説明
• デュティル、デュマ、アクティブ SETI ページ
• エラズシステムズ
• マーティン、マーティン C. 1991 SETI パズル 2005-02-13ウェイバックマシンにアーカイブ
• 異星人とのコミュニケーション、1985年、マービン・ミンスキー
• レイ、ウィリー『ロケット、ミサイル、そして宇宙旅行（改訂版）』ニューヨーク：ザ・ヴァイキング・プレス（1958年）ISBN 978-1568493022
• マコーネル、ブライアン・S. 2001 『Beyond Contact: A Guide to SETI and Communicating with Alien Civilizations』 オライリー、マサチューセッツ州ケンブリッジISBN 978-0596000370
• マコーネル、ブライアン・S. 2002 ETIと混合メディアメッセージ構成によるアルゴリズム通信
• ミンスキー、マーヴィン、地球外知的生命体との通信（CETI）における講演、ソ連エレバンのビュラカン天体物理観測所で開催された会議録、1971年9月5日～11日。カール・セーガン編。マサチューセッツ州ケンブリッジ：マサチューセッツ工科大学、1973年。p. ix
• モリソン、P.「星間通信」ワシントン哲学協会紀要、16、78（1962年）。AGWキャメロン編『星間通信』に転載。
• Oberhaus, D. (2019) 地球外言語。 MITプレス。
• チーム・エンカウンター、コズミック・コール、2003
• Vakoch, DA (編). (2011) - Communication with Extraterrestrial Intelligence, New York: SUNY Press.

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