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AI可以幫人類跨物種交流嗎?童話裡可能不是騙人的!

2024年11月21日14:00 |
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在童話故事裡,人類往往能夠和動物甚至是植物、微生物對話交流。

而在現實生活中,我們雖然已經和貓貓狗狗這樣的動物建立起了很深的感情,它們似乎也能“聽懂”我們所說的話,但我們遠遠做不到和它們對話交流的程度。

再加上,它們的叫聲隻能傳達簡單的情緒和信息,不能進行無窮無盡的組合、表達無限的意思,所以很難算得上是一種語言。

可在自然界,科學家發現了一類可能有自己語言的動物——鯨魚,並且2024年,在《自然-通訊》(Nature Communications)期刊上發表了一篇文章,展示了一份抹香鯨界的“字母表”。

我們是不是可以拿著這份字母表和鯨魚交流了?下面我們就來了解一下。

鯨魚真的有語言嗎?

在大約1萬年前的原始人壁畫裡,就已經出現了鯨魚的形象,而人類和鯨魚打交道的歷史可能遠不止一萬年,畢竟鯨魚很大、分布范圍很廣,而且需要時不時到水面上來換氣,人類和它們遭遇的可能性不算低。

在和鯨魚互動的過程中,人類也早就知道鯨魚會發出獨特的叫聲了,因為有些種類的鯨魚聲音頻率是在人類聽閾范圍內的。

但是在很長時間裡,人們並沒有多想,並不認為鯨魚的叫聲和小貓小狗的叫聲有太大區別。

在進入20世紀之后,特別是一戰、二戰期間,潛艇和潛艇戰開始出現,人類需要使用水下麥克風陣列來監聽水裡的聲音,在這個過程中,人類記錄下了越來越多的鯨魚的“歌聲”。

並且海洋生物學家在分析這些聲音之后,發現了它們中間似乎有一些固定的模式,有些特殊的節奏片段會重復出現,這也讓一些人開始思考,鯨魚歌聲裡的固定片段,會不會跟人類語言裡經常出現的語言短語、句子相似呢?

因為很多種類的鯨魚會通過叫聲和身邊甚至是千裡之外的同伴交流,這樣的社會結構,說不定真的能讓鯨魚演化出自己的語。

如果這個猜想是真的,那我們隻要破解了鯨魚語言的規律,說不定就能實現跨物種對話,光是想想就讓人激動。

CETI——鯨魚語言破譯計劃

在2017年,一個特殊的項目“鯨魚語言破譯計劃”誕生了,而這個項目的誕生,和一位名叫大衛·格魯伯的科學家有關。

大衛·格魯伯最初並不是研究鯨魚聲音的專家,他的研究興趣非常廣泛,從水母、魚類、海龜的熒光現象,到設計模仿鯊魚的視覺制作“鯊魚眼”相機,再到設計能輕柔捕獲水母和其他脆弱海洋生物的柔性機器人等等。

在長期和海洋生物的接觸過程中,格魯伯也對抹香鯨的叫聲產生了興趣。他也覺得,抹香鯨的叫聲裡似乎藏著什麼信息。但感覺畢竟只是感覺,要如何破譯這些聲音呢?

在2017年,機會出現了。這一年格魯伯來到了哈佛大學的拉德克利夫高等研究院,這個研究院裡聚集了全世界來自各個領域的優秀科學家,是一個與其他領域科學家合作交流、打開思路、啟發想法的好地方。格魯伯的鯨魚語言破譯計劃能誕生,也要歸功於這個開放交流的環境。

一天,格魯伯正在自己的辦公室裡播放抹香鯨的歌聲,與此同時,一位名叫莎菲·戈德瓦塞爾的科學家正好從格魯伯的辦公室門前經過。聽到這個聲音,戈德瓦塞爾立即來了興趣。

戈德瓦塞爾是一位計算機和人工智能領域的專家,並且曾經因為在密碼學領域做出的貢獻獲得了“計算機界的諾貝爾獎”——圖靈獎。

聽到抹香鯨的歌聲,戈德瓦塞爾還以為是跟莫爾斯電碼有關的東西,於是就跟格魯伯交流了起來,在得知這個聲音是抹香鯨的叫聲之后,戈德瓦塞爾認為,說不定可以用機器學習的方法破譯。

巧的是,當時另一位人工智能領域的專家——邁克爾·布朗斯坦也在哈佛拉德克利夫高等研究院,邁克爾·布朗斯坦曾經是英特爾首席工程師,后來成為了推特圖形學習的研究主管,牛津大學計算機科學系的人工智能教授。

布朗斯坦聽完格魯伯和戈德瓦塞爾的想法之后,覺得機器學習確實擅長做這樣的事情,確實可以試一試。

得到兩位人工智能領域專家的支持,鯨魚語言破譯計劃就在這樣的“機緣巧合”中誕生了。

而且格魯伯還給這個項目起了個英文縮寫CETI項目,以讓人聯想到大名鼎鼎的搜尋地外文名計劃(SETI)。

抹香鯨的“歌聲”

抹香鯨是一種有社會結構的鯨魚,它們每天的生活除了捕食,還有一大塊“社交”時間,它們會使用咔噠咔噠的聲音和同伴進行交流。

通過對十幾年間抹香鯨叫聲的分析,CETI項目的科學家確實發現了一些規律。

有一些特定的節奏會經常出現,科學家用“尾聲”(codas)來稱呼它。尾聲這個詞可能會有一些誤解,讓人誤以為它隻出現在一段聲音的結尾。但實際上,它可能出現在開頭,也可以出現在中間的任何地方。

這些尾聲有點類似於我們說話時候用的基本單詞、短語,並且在使用這些尾聲的時候,鯨魚可能會改變它的節奏,改變長短快慢。也可能會在尾聲中穿插一些修飾。如果類比到人類語言中,可能類似於說話的快慢,增加語調的抑揚頓挫和語氣詞。

在AI的幫助下,科學家整理出了一份抹香鯨“鯨魚字母表”。裡面記錄了抹香鯨經常使用的156種“尾聲”常用的節奏和節拍類型。

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這個表格類似於人類使用的拼音表,或者英文字母表。

通過不同尾聲的組合,抹香鯨可能表達出無限多的意思。很多動物的叫聲雖然也能傳遞簡單的信息,但並不能隨意組合搭配表達出無窮無盡的信息,這也是抹香鯨的叫聲能被視作語言的原因。

但有兩點需要注意的。首先,能制作出這樣一個看起來很規范的字母表是基於很多假設的,比如科學家默認抹香鯨會基於這些常用的尾聲進行節奏變化以及添加一些修飾,但這是基於人類語言做出的假設。如果這個假設在“鯨魚語言”中不成立,那麼這張字母表也不成立,甚至可能“抹香鯨有語言”這個前提也只是人類一廂情願的幻想而已。這還有待於進一步的研究確定。

第二,即便人們的假設是正確的,有了這份字母表並不意味著我們破譯了抹香鯨的語言。

因為字母表本身並不具備任何含義,這就好比我們拿到了拼音表,它隻能告訴你一些基本讀音,和語義並不一一對應。如果抹香鯨真的有語言,我們離破譯它們的語言還有很長的路要走。

但無論如何,得到這份字母表已經是很了不起的成果了。希望未來,在AI的幫助下,我們能破解更多鯨魚語言的奧秘。

來源:吉林省科協

(責編:李思玥、謝龍)

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