"Omnilingual", escrito por H. Beam Piper allá por 1954, explica cómo puede funcionar. Hay universales en la ciencia y las matemáticas que describen el mundo real, que dos culturas tecnológicamente avanzadas tendrán que compartir.

Entonces, las matemáticas conducen a la comunicación: las matemáticas básicas conducen a comprender los símbolos de los demás para la numeración y las operaciones matemáticas, así como el sistema base utilizado para contar. Una vez que tenga eso, tiene la capacidad de traducir cualquier número en un idioma a un número en otro.

Ahora, toma esos números. Los extraterrestres te envían una lista que se ve así:

• 1 1.0 grande
• 2 4.0 gorgoteo
• 3 6.9 lejía
• 4 9.0 yech
• 5 10.0 burbujeo
• 6 12.0 rez
• 7 14.0 skurp
• 8 16.0 xowill , y así sucesivamente hasta llegar a
• 92 238.0 fraznip

No le tomará mucho tiempo a alguien reconocer la tabla periódica y los nombres de los elementos. Ahora, ignorando la lingüística que podría derivar de los nombres mismos, considere ahora lo que es posible: blarg es hidrógeno, xowill es oxígeno, así que si ve ( blarg )( blarg )( xowill ) = kerblud , eso le da una suposición razonable de que kerblud significa "agua". Y así sucesivamente y así sucesivamente. Eso te permite crear un vocabulario de palabras traducidas y, una vez que lo tienes, el proceso de comprensión mutua de los idiomas se vuelve cada vez más rápido.

Puedes construir un idioma a partir de cualquier cosa.

El lenguaje es solo una colección de bloques de construcción. El lenguaje humano es, por supuesto, muy complicado, pero debe haberse formado a partir de los tipos de eventos básicos de comunicación que los mamíferos de todo el mundo todavía utilizan.

Así que 'matemáticas' es una manera tan buena como cualquier otra para comunicarse con otra persona.

¿Qué entenderemos mutuamente los extraterrestres y nosotros?

Esto es más difícil de entender conceptualmente. Si solo enviamos a los extraterrestres algunos números, puede que no les quede claro cómo asociar los símbolos con algún significado numérico, sin algún tipo de marco lógico. ¿Cómo puedes saber que el símbolo "2" representa el concepto de conteo de dos?

Sin embargo, debe haber algunas cosas que deben entenderse universalmente. Una señal que oscila entre dos valores debe interpretarse fácilmente como binaria. A partir de ahí, podemos enviar mensajes consistentemente enmarcados que se interpretarían como números enteros. Por encuadre consistente, me refiero a que usted enviaría sus números en conjuntos de 8, 16 o 64 bits, tal como lo hacen las computadoras cuando almacenan números enteros.

Una vez que pueda enviar números, puede enviar patrones que serán indicaciones obvias de inteligencia: puede enviar una serie de números primos o una secuencia de Fibonacci, los lados de todos los triángulos rectángulos integrales (es decir, 3-4-5, 5-12- 13, 15-8-17, etc.). Hacer esto debería al menos establecer que estás hablando con alguien que puede responderte.

Construir desde las matemáticas hacia arriba

Obviamente, no somos los primeros en abordar este problema. Ya hay propuestas para varias formas de construir desde las matemáticas hasta una comunicación completa. Lincos es uno, diseñado en los años 60, mientras que uno más reciente es Lone Signal . Lone Signal está diseñado para enviar dos cosas juntas: un conjunto muy simple de declaraciones matemáticas sobre las leyes de la física junto con mensajes en un lenguaje completamente complejo. La idea es que las declaraciones físicas simples actuarían como una 'piedra de Rosetta' que permitiría a los extraterrestres traducir el lenguaje completo.

Hay dudas sobre si los extraterrestres podrían o no traducir el lenguaje humano. Noam Chomsky, utilizando su teoría de la gramática genéticamente determinada, sugiere que sin una facultad incorporada para comprender la gramática humana, los extraterrestres podrían no ser capaces de dar sentido a nuestro idioma. En mi opinión, si bien eso impediría, digamos, que Han Solo hable con Chewbacca, no impediría que una computadora sea capaz de decodificar un idioma alienígena.

¿Cómo funciona el mensaje?

Los detalles técnicos de la configuración de la transmisión se encuentran aquí .

Aquí está el informe sobre el mensaje de prueba. Fue ideado por Michael Busch de CalTech y desarrollado por una colega, Rachel Reddick de Stanford. Obviamente, sería más fácil para alguien con una comprensión humana de las matemáticas y la ciencia descifrar un código creado por humanos, pero el destinatario pudo descifrar rápidamente el mensaje con solo lápiz y papel.

En el enlace del mensaje de prueba, el mensaje decodificado comienza en la página 9. El mensaje comienza con varias tautologías para establecer un vocabulario. He intentado reproducir el mensaje decodificado y el cuádruple uno al lado del otro. El quad es simplemente dos dígitos binarios.

( ___0 = ___0 )  00000000 10000000 01000001 10000000 00010000
( ___1 = ___1 )  00000000 10000001 01000001 10000001 00010000
( ___2 = ___2 )  00000000 10000002 01000001 10000002 00010000
( ___3 = ___3 )  00000000 10000003 01000001 10000003 00010000
( _671 = _671 )  00000000 10022133 01000001 10022133 00010000
( ___0 = -__0 )  00000000 10000000 01000001 20000000 00010000
( ___1 ≠ -__1 )  00000000 10000001 01000100 20000001 00010000
( ___1 ≠ ___0 )  00000000 10000001 01000100 10000000 00010000
( _870 = _870 )  00000000 10031212 01000001 10031212 00010000
( _870 ≠ _871 )  00000000 10031212 01000100 10031213 00010000

A partir de aquí, verá que ya hemos establecido algún 'lenguaje' simbólico. Lo que se codifica como paréntesis son divisiones de cuadros (00000000 y 00010000). La igualdad (¡un concepto!) se expresa como 01000001 mientras que la desigualdad es 01000100.

A partir de ahí, el mensaje pasa a describir las características de nuestro sol y de los elementos, entre otras cosas. Si el oyente puede identificar el elemento, entonces puede asociar el 'símbolo' para el elemento. Por ejemplo, el oxígeno se identifica con 31020020; la construcción de esta agua se identifica por su composición química como 31021001.

Lea el periódico para obtener más información; hay más de 70 páginas de mensajes codificados y decodificados, junto con una clave de cifrado. Tanto los conceptos concretos (agua, carga eléctrica, años solares) como los abstractos (igualdad, tiempo) se expresan dentro de un marco matemático con solo un mensaje simple.

¿Funcionará?

Por supuesto, esta es la pregunta más importante y para la que no tenemos respuesta.

Pero en resumen, las matemáticas son importantes por dos cosas: para establecer que nos estamos comunicando con una forma de vida inteligente; y por construir una simple 'piedra de Rosetta' de conceptos que se pueden usar para traducir un lenguaje más complejo.

Otro libro que explica parte de este proceso es Contact, de Carl Sagan. La película que se hizo basada en su novela pasó por alto la parte matemática, pero es una parte muy importante del proceso de comprensión de un mensaje extraterrestre.

Tomar conciencia de los demás
El primer paso para recibir un mensaje es tomar conciencia de su existencia. El espacio es mucho más ruidoso de lo que mucha gente piensa y la realidad es que nos hemos encontrado con muchas señales diferentes que primero se pensó que eran mensajes que ahora sabemos que eran fenómenos naturales, como púlsares. Entonces, ¿cómo se envía una señal que pueda reconocerse como una señal de una fuente inteligente?

Números primos.

Envía dos pulsos, luego descansa. Envía tres pulsos, luego descansa. Enviar Cinco. Siete. Once, etc., hasta un conteo arbitrario. Enjuague y repita. Esto NO PUEDE ser una señal natural (está bien, tal vez sí, pero las probabilidades son tan cercanas a cero como cualquier otra cosa que se me ocurra) porque aunque es regular, es regular según un patrón matemático que es demasiado complejo para los fenómenos normales pero que puede ser entendido fácilmente por cualquier vida inteligente con incluso una comprensión rudimentaria de las matemáticas. Ellos son con los que realmente quieres comunicarte de todos modos.

Una vez que tenga su atención
El siguiente paso es construir algunas reglas matemáticas básicas. Un pulso (símbolo W) Un pulso (símbolo E) dos pulsos. El símbolo W es más, el símbolo E es igual. Haz esto para una amplia gama de ecuaciones matemáticas, hasta que entiendan. Luego hazlo por el Símbolo X, o multiplica. Nuevamente, enseñe el símbolo a través de las matemáticas. Sigue adelante. Menos. Dividir, etc

Luego, cuando termines con eso; un pulso (símbolo W) un pulso (símbolo N) tres pulsos. Estás construyendo el símbolo de los no iguales. Siga mostrando esto con respuestas aleatorias para las que no es posible una conexión lógica con la respuesta real (respuesta real + cantidad de preguntas incorrectas, por ejemplo) y habrá construido los conceptos para Sí y No, verdadero y falso a partir de las matemáticas.

Pasando de las matemáticas a conceptos más amplios
Ahora puede comenzar a introducir elementos como la tabla periódica (como ya se ha sugerido) con nuevos símbolos que reflejen los elementos. Luego, puede comenzar a agregar cosas como tasas de descomposición, lo que significa que puede introducir el concepto de tiempo. Sigue adelante. Eventualmente, ha creado conceptos que, a su vez, se pueden desarrollar para llegar a lo que realmente quiere hablar.

De lo que estamos hablando aquí es realmente de usar las matemáticas como la 'grieta en el hielo'; el punto de partida que se basa en las pocas cosas que es probable que veamos conceptualmente de manera similar para que podamos formar una comprensión de las cosas cercanas y luego construir en un campo radiante de comprensión.

No antropomorfizar
Hay algunas cosas sobre las que no podemos hacer suposiciones durante este proceso. No asumas que otra civilización alienígena funcionará igual que la nuestra. Puede que no tengan ojos (y por lo tanto no 'ven' de la misma manera que nosotros), puede que no tengan emociones. El cerebro humano es un equipo muy complejo diseñado durante 3500 millones de años de evolución; asumir que los extraterrestres se sienten 'felices' o 'asustados', etc. de la misma manera que nosotros, sería una gran sobreestimación de la comunidad de nuestros genes. Recuerde que a medida que construimos a partir de las matemáticas, es menos probable que nuestros conceptos puedan converger de alguna manera. Esté preparado para golpear una barrera contra la cual no es posible un mayor desarrollo conceptual. Pero aún así, tú

La historia corta en la que se basa la película La llegada extiende más allá de la ciencia real el concepto de que nuestra psicología está determinada en gran medida por nuestro lenguaje. Esto es cierto, pero no en la medida en que nuestra psicología pueda trascender la física y podamos recordar en ambas direcciones temporales como resultado de aprender un nuevo idioma.

Sin embargo, lo que es importante recordar de ese concepto es que usamos nuestro lenguaje como una forma de base operativa para nuestros marcos conceptuales. Sin embargo, todos los lenguajes que conocemos actualmente están basados ​​en humanos, por lo que todos pensamos razonablemente de manera similar, aunque si tiene alguna duda sobre el poder del lenguaje para dar forma al pensamiento, siéntese y disfrute de un café mientras ve a un programador de .NET discutir el proceso con un escultor :)

¿Porque es esto importante? Es porque si bien hay muchas cosas que creemos que sabemos que no se pueden describir con las matemáticas, una especie alienígena con un camino de desarrollo completamente diferente al de los humanos tendrá más dificultades para entendernos que nosotros para entendernos unos a otros cuando no lo sabemos. No conozco el idioma de los demás.

En esencia, esto significa que no tenemos más remedio que volver a la única forma de lenguaje que no puede cambiar entre nosotros, y esas son las matemáticas. Si podemos comunicarnos a través de eso, entonces, si tenemos suerte, seguirán los conceptos más amplios.

No puedes comunicarte con las matemáticas.

Las matemáticas son una colección de sistemas formales relacionados que son, en cierto modo, una extensión de la lógica formal. Los idiomas son sistemas para la comunicación. Estos son dos tipos muy diferentes de sistemas que no son necesariamente compatibles.

Mientras que algunos matemáticos discutirán la universalidad de las matemáticas, están hablando de algo muy diferente a la comunicación. Intente traducir "pásame eso" a matemáticas y vea cómo funciona. Lo que las matemáticas hacen muy bien es razonar sobre las cosas. Suponiendo que hubiera un método de matemáticas de ida y vuelta, descubriría que ambos estaban de acuerdo con cualquier prueba matemática que intercambiaran.

Si recuerdas de The Arrival, había otro equipo que intentaba comunicarse con los extraterrestres a través de las matemáticas. El resultado fue que consiguieron que los extraterrestres resolvieran problemas matemáticos simples y produjeran secuencias de números primos, no una respuesta a la pregunta de la película "¿Cuál es tu propósito aquí?".

Para citar la respuesta de Artelius a una pregunta similar:

tl; dr

• Las matemáticas no se pueden usar para decir "venimos en son de paz"
• Las matemáticas se pueden utilizar para establecer un terreno común con la mayoría de los seres intelectualmente maduros concebibles.
• Aunque no hay garantía de que lo "consigan", será obvio si lo hacen.