CÁCH MỘT NHÀ VẬT LÝ THIÊN VĂN ỨNG DỤNG PHƯƠNG THỨC GIAO TIẾP CỦA CÁ HEO VÀ CÁ VOI LÀM BƯỚC CHUẨN BỊ CHO MỘT VIỄN CẢNH GIAO TIẾP VỚI NGƯỜI NGOÀI HÀNH TINH CÓ THỂ XẢY RA TRONG TƯƠNG LAI
Minh họa: wildestanimal/Getty Images
————————————
Khi nhà vật lý thiên văn Laurance Doyle lên sáu, cha ông đưa ông xem một tấm bản đồ hệ Mặt Trời. “Những ngôi sao của con là mặt trời của người khác” – lời này của cha Doyle đã khơi dậy niềm cảm hứng với không gian trong ông, và ông đã bắt đầu nghiên cứu về thế giới ngoài hành tinh kể từ đó.
Trước kia, Doyle đã từng làm công việc khám phá các ngoại hành tinh cùng với Sứ mệnh Kepler của NASA. Hiện tại, ông đang điều hành một dự án có thể sẽ đột phá không kém: xây dựng một nền tảng giúp con người hiểu được ngôn ngữ ngoài hành tinh.
Doyle đã làm việc cho Viện Tìm kiếm trí thông minh ngoài Trái Đất (Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute). Tại đây, ông đảm nhận vai trò nghiên cứu viên chính trong một dự án có mục tiêu là tưởng tượng về phương thức giao tiếp của các nền văn minh khác ngoài Trái Đất. Đương nhiên là chưa có ngôn ngữ ngoài hành tinh nào được biết đến cho tới ngày nay — hay thậm chí là mới tồn tại — cho nên Doyle phải dùng ngôn ngữ của các loài động vật thông minh làm kim chỉ nam.
Để làm được điều này, Doyle và các đồng sự của mình đã thu thập một loạt âm thanh được tạo ra bởi cá heo và cá voi lưng gù. Hiện họ đã có 180.000 mẫu âm thanh nhằm phục vụ công tác phân tích cú pháp của các sinh vật biển, tương tự như cách một nhà ngôn ngữ học làm với con người.
Không giống các loài động vật thông minh khác — khỉ chẳng hạn — “cá voi lưng gù và cá heo mũi chai Đại Tây Dương (tursiops truncatus) chỉ có thể phán đoán dựa vào tín hiệu âm thanh”, Doyle cho biết, trong khi các loài khác còn có thể dựa cả vào ngôn ngữ cơ thể. Do đó, chúng tôi có thể thu thập và phân loại các đơn vị riêng biệt trong hệ thống tín hiệu của chúng và [trở nên] chắc chắn rằng chúng tôi đang có đủ các mẫu rồi, vì cá voi lưng gù không có điệu bộ, cũng chẳng biết mỉm cười.”
Cá voi lưng gù tình cờ lại là một trong những loài động vật xã hội phức tạp nhất. “[Chúng] hình thành những mối quan hệ lâu dài dựa theo chức trách, tựa như con người vậy,” Doyle nói, “Đây là loài động vật duy nhất ngoài con người được biết đến là có tập tính này.”
Để phá vỡ các quy tắc giao tiếp của động vật trong lòng đại dương, Doyle và các đồng sự của mình đã sử dụng các công cụ gọi là “bộ lọc thông minh”. Các công cụ này sẽ giúp họ đo lường được mức độ phức tạp của một loại ngôn ngữ. Bộ lọc được sử dụng nhiều nhất là Luật của Zipf.
Luật của Zipf được đặt theo tên của nhà ngôn ngữ học của thế kỉ XX George Kingsley Zipf. Đây là một mô hình toán học diễn tả quy luật phân phối của mọi ngôn ngữ trên thế giới. Để tìm ra mô hình này, Zipf đã cho các học trò của mình đếm số lần xuất hiện của tất cả các chữ cái có trong cuốn Ulysses của James Joyce. Chữ cái được sử dụng nhiều nhất là E, theo sau là T, tiếp đó là A, .v.v Họ đã làm tương tự với nhiều cuốn sách khác được viết bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau.
Luật của Zipf phát biểu rằng, tần suất xuất hiện các chữ cái và từ thông dụng nhất trong một ngôn ngữ là kết quả của phép lũy thừa tần suất xuất hiện các chữ cái và từ ít thông dụng nhất. Khi được trình bày dưới dạng đồ thị, tất cả các ngôn ngữ của loài người trông đều giống nhau chính bởi lí do này. Phương thức giao tiếp của cá heo và cá voi lưng gù cũng tiến gần tới mô hình này. Trẻ sơ sinh và cá heo con thậm chí còn có chung mô hình giao tiếp, Doyle phát hiện.
“Về mặt Toán học, chúng ta có thể chỉ ra rằng cá heo con cũng phải bập bẹ học ngôn ngữ của chúng giống như con người,” Doyle cho biết.
Vậy làm thế nào để ứng dụng những hiểu biết này trong việc thông hiểu một loại ngôn ngữ ngoài Trái Đất?
Nếu một ngôn ngữ như vậy trở nên sẵn có, Doyle nói rằng “nhóm nghiên cứu sẽ tiến hành phân tích cấu trúc biến thiên entropy và xét xem [ngôn ngữ đó] phức tạp như thế nào. Đây có thể là thước đo trực tiếp để xác định mức độ phức tạp của một xã hội.” Doyle cũng muốn tìm hiểu cách thức giao tiếp xảy ra theo thời gian và không gian, và đây cũng là một thắc mắc mà các sinh vật biển có thể góp sức tìm câu trả lời.
“Cá voi lưng gù gửi thông điệp cho nhau từ một khoảng cách rất xa,” Doyle giải thích, “chúng có thể đợi hàng giờ để chờ hồi âm.”
Nước là môi trường truyền âm tuyệt vời, và cá voi lưng gù có thể phát ra âm thanh với cường độ lên tới 190dB — tương đương một động cơ phản lực. Sự phức tạp của giao tiếp đường dài trong lòng đại dương cũng đúng trong không gian, Doyle cho biết. Khi NASA phát lệnh tới các tàu vũ trụ trong không gian liên sao, cơ quan này sử dụng giao thoa ánh sáng một chiều. NASA phát một lệnh và phải chờ để có hồi âm.
Trước kia, cá voi xanh thường sử dụng phương cách này để liên lạc giữa hai điểm cực Bắc và Nam. Tuy nhiên, khi các tàu chở dầu cỡ lớn trở nên phổ biến trên mặt biển, các liên lạc kiểu này trở nên thưa thớt dần. Các nhà khoa học tin rằng nguyên nhân của sự thay đổi này là bởi cá voi xanh gửi đi tín hiệu 5Hz, cùng tần số với các tàu chở dầu, do đó giao tiếp bị gián đoạn. Cá voi vẫn có thể giao tiếp, nhưng hiệu quả không còn được như trước nữa.
“Hãy thử tưởng tượng đến tình huống một con cá voi xanh ở châu Nam Cực (gần cực Nam) muốn gặp một con khác sống tận biển Bering (gần cực Bắc), và thế là chúng bắt đầu đi,” Doyle giải thích, “Cuộc hành trình của chúng sẽ kéo dài tới vài tuần, và điều đó khiến chúng tôi tự hỏi: Chúng đã vận hành hệ thống liên lạc của mình bằng cách nào? Làm sao chúng có thể giao tiếp một chiều như vậy?”
Bằng cách cố gắng lí giải những thắc mắc này, Doyle và đoàn đội của mình mong muốn gia tăng khả năng phát hiện tín hiệu đến từ các nền văn minh khác và hiểu được chúng. Hiện tại, trong khi âm thanh của vũ trụ vẫn còn là một ẩn số, họ sẽ tiếp tục nghiên cứu các cuộc hội thoại phức tạp diễn ra trong lòng đại dương.
————————————
Chú thích của người dịch:
Ngoại hành tinh (extrasolar planet/exoplanet) là những hành tinh nằm ngoài hệ Mặt Trời.
Sứ mệnh Kepler là một nhiệm vụ được thực hiện bởi Kính viễn vọng không gian Kepler của NASA nhằm khám phá các hành tinh kiểu Trái Đất quay xung quanh các ngôi sao khác. NASA đã phóng Kepler lên không gian vào ngày 7 tháng Ba năm 2009 và tuyên bố chấm dứt hoạt động kính thiên văn này từ ngày 30 tháng Mười năm 2018 sau hơn 9 năm thực hiện sứ mệnh “cách mạng hóa” hiểu biết của con người về vũ trụ, giúp chúng ta phát hiện ra hơn 2600 hành tinh và chỉ ra có hàng tỉ hành tinh đang ẩn khuất trong vũ trụ.
Entropy (trong cơ học thống kê) là đơn vị đo lường khả năng mà một hệ có thể rơi vào trạng thái độ trong một tình trạng, thường được gọi là “sự lộn xộn” hay “tính bừa” thể hiện trong một hệ.
