Рубрика: Математика
Нов пристап за декодирање на евентуална порака од вонземјаните користејќи математика
Објавено на 21.06.2023 - 18:45

Ако вонземјаните ни испратат порака, новиот математички пристап би можел да го открие бројот и големината на димензиите на пораката.

Една од најпознатите пораки што некогаш биле испратени во вселената претставува низа од 1679 бита испратени од радиотелескопот Аресибо во 1974 година. Но, ако Е.Т. ни испрати ваква низа, како ние Земјаните воопшто би можеле да започнеме да ја декодираме? Еден нов математички пристап предлага како тоа може да се изведе.

За секој што се обидува да ја протолкува пораката од Аресибо – цртеж на кој, меѓу другите информации, се прикажани човек, двојната спирала од ДНК, Сончевиот систем и самиот телескоп – најнапред треба да разбере дека се работи за слика и дека таа е широка 23 пиксели и висока 73 пиксели.

При испраќање на сигналот, радиоантената ги кодирала во 1679 бита, со наизменична промена помеѓу две различни фреквенции коишто претставувале единица и нула, соодветно. Ако ги подредите битовите поинаку, ставајќи повеќе или помалку од 23 пиксели по ред, сликата изгледа како случаен хаос.

Ние можеби би се соочиле со сличен предизвик доколку вонземјаните ни испратат порака. Од каде би го знаеле бројот и големината на нејзините димензии?

Пораката од Аресибо, испратена од Земјата во 1974 година, е испратена како 1679 бита што создаваат слика широка 23 пиксели и висока 73 пиксели (на приказот е додадена боја за да се прикажат деловите од пораката) JOHANNES RÖSSEL/WIKIMEDIA COMMONS (CC BY-SA 3.0)

Научниците од Аресибо вметнаа и клуч во преносот: 23 и 73 се прости броеви – шема што друг интелигентен живот би можел да ја препознае, ако и тие сметаат дека простите броеви се интересни. Но, пораките од вонземјаните би можеле да дојдат во многу форми и да имаат многу димензии, вели Брајан Меконел, компјутерски научник во „Notion Labs“ во Сан Франциско и автор на „Прирачник за вонземски комуникации“ (The Alien Communication Handbook). Пораката би можела да претставува база на податоци во која секој елемент не е само вредност, туку листа од вредности или листа на списоци. Пораката во форма на симулација на физика би можела да вклучува низа величини за секоја точка во време-просторот.

Новиот метод за декодирање, развиен од Хектор Зенил, компјутерски научник од Универзитетот во Кембриџ и основач на Oxford Immune Algorithmics, и неговите колеги, зема низа битови – дојдовна порака – и ја разгледува секоја можна комбинација од број на димензијата и големина. 100 бита, на пример, може да бидат 1×100 или 10×10 (две димензии) или 4x5x5 (три димензии) или 2x2x5x5 (четири димензии) итн.

Потоа ја разгледува уреденоста на секоја можна конфигурација на два начина. За да се добие величина мерка за локален редослед, ја дели пораката на сегменти. За секој сегмент, тој пребарува каталог од трилиони мали компјутерски програми што истражувачите претходно ги создале за да го истражат алгоритамскиот простор и брои колку програми генерираат идентичен сегмент. (Излезите на програмите се претходно пресметани и зачувани, со што пребарувањата се брзи.) Колку повеќе програми создаваат идентичен сегмент, толку е поголема оценката за локалната уреденост на тој сегмент. Од резултатите на сегментите се прави просек за да се добие севкупен резултат за локалната уреденост за целата конфигурација. Истражувачите, исто така, ја мерат и глобалната уреденост на секоја можна конфигурација со тоа што разгледуваат колку алгоритамот за компресија може да ја намали сликата без да се загуват информации – математички, случајноста може помалку да се компримира од  уредените обрасци. Со комбинирање на локалните и глобалните резултати, истражувачите добиваат увид за тоа колку е веројатно некоја конфигурација да биде правилна.

Тимот го тестирал методот на верзија од пораката на Arecibo која била развлечена на шест пати поголема димензија од оригиналната, па ширината сега изнесувала 138 пиксели. Во една анализа, истражувачите ја подредиле низата битови во слики со големина од 0 до 200 пиксели, подгрупа на можни конфигурации. Со график изведен од ширината на сликата по x оската и резултатот за веројатната димензија за y оската за секоја конфигурација, се добиле неколку остри пикови, најистакнати на 138. Методот покажал сличен успех и при парсирање на други пораки кодирани во битови, вклучувајќи неколку други слики, аудио датотека и 3Д скен од магнетна резонанца.

 

Со уредување на низата битови од Аресибо во слика со ширина од 73 пиксели и висина од 23 пиксели, би се измешале наменетите визуелни слики (додадена боја). Но, математичкиот пристап сепак може да ја открие пораката. JOHANNES RÖSSEL/WIKIMEDIA COMMONS

Новиот пристап, исто така, може да се справи и со видот шумот што би можел да се јави додека пораката патува низ вселената. Во друга анализа, ширината на оригиналната порака од Arecibo, од 23 пиксели, се издвојувала дури и кога четвртина од битовите биле променети, од 1 во 0 или обратно.

Овој труд е мошне возбудлив, бидејќи она што го покажавме е дека ако имате информација што не е сосема случајна, тогаш таа всушност го шифрира оригиналниот простор во кој била спакувана“, вели Зенил. Со други зборови, пораката ви ја кажува сопствената геометрија. Тој забележува дека во научно-фантастичниот роман на Карл Саган, Контакт, и филмот заснован врз него, ликовите поминуваат многу време за да сфатат дека пораката добиена од вонземјаните е во три димензии (конкретно видео порака). „Ако ги имате нашите алатки, би го решиле тој проблем за неколку секунди и без човечка интервенција“.

Дури и ако вонземјаните испраќаат континуиран сигнал наместо битови, тој вели дека методот може да помогне да се најде вистинската семплинг фреквенција за за дигитализација. Тоа само ќе додаде повеќе конфигурации за проба.

Она што ми се допаѓа кај него [методот] е тоа што тоа е математички ригорозен пристап за карактеризирање на преносот“, вели Меконел за техниката, која сè уште чека на рецензија. Уште повеќе, „поголемиот дел од луѓето во SETI заедницата се фокусираат на откривање сигнали. Тие не размислуваат многу за делот што потоа“.

Ако вонземјаните ни испратат порака, новиот математички пристап би можел да го открие бројот и големината на димензиите на пораката.

Истражувачот од SETI, Даглас Вакоч, претседател на METI International, непрофитна организација која проучува како можеме упатиме порака до вонземска интелигенција, забележува дека новиот пристап на улогата на простите броеви им дава и секундарна цел при парсирањето на пораката. „Наместо да бидат водилка за откривање на форматот, тие сега може да се користат и за да се потврди дека декодерите го нашле правилното решение“, вели Вакоч.

(„Примарните броеви се некако мошне посебни во математичка смисла“, забележува Зенил, „бидејќи тие може да се сметаат како компимирана верзија на природните броеви.“Но, има и други видови интересни броеви од кои може да се избере, многу од нив наведени во “On-Line енциклопедијата на секвенци со цели броеви “On-Line Encyclopedia of Integer Sequences”)

Се разбира, дури и ако можеме да ја откриеме и форматираме пораката, сепак ќе треба правилно да ја протолкуваме. Дали формата означува тело на вонземјани, вселенско летало, равенка или флека?

Зенил забележува дека пристапот има и потенцијални практични примени, на пример во дешифрирањето на меѓуклеточната сигнализација. Тој, исто така, веќе користел концептуално слични методи за да ги идентификува важните компоненти во мрежите за регулација на гените – ако нарушите еден дел, дали тоа го прави целокупниот систем помалку разбирлив? Алгоритам што ги спојува помалите алгоритамски компоненти со цел да ги објасни или предвиди податоците – овој нов метод е само еден начин да се направи тоа – може да ни помогне еден ден да постигнеме вештачка општа интелигенција, вели Зенил. Таквите автоматизирани пристапи не зависат од човечките претпоставки за сигналот. Тоа ја отвора вратата за откривање форми на интелигенција кои би можеле да размислуваат поинаку од нашата.

Извор: Science News

Клучни зборови:
Ако вонземјаните ни испратат порака, новиот математички пристап би можел да го открие бројот и големината на димензиите на пораката.

Ако вонземјаните ни испратат порака, новиот математички пристап би можел да го открие бројот и големината на димензиите на пораката.

Пораката од Аресибо, испратена од Земјата во 1974 година, е испратена како 1679 бита што создаваат слика широка 23 пиксели и висока 73 пиксели

Пораката од Аресибо, испратена од Земјата во 1974 година, е испратена како 1679 бита што создаваат слика широка 23 пиксели и висока 73 пиксели (на приказот е додадена боја за да се прикажат деловите од пораката) JOHANNES RÖSSEL/WIKIMEDIA COMMONS (CC BY-SA 3.0)

Со уредување на низата битови од Аресибо во слика со ширина од 73 пиксели и висина од 23 пиксели, би се измешале наменетите визуелни слики

Со уредување на низата битови од Аресибо во слика со ширина од 73 пиксели и висина од 23 пиксели, би се измешале наменетите визуелни слики (додадена боја). Но, математичкиот пристап сепак може да ја открие пораката.