数学语言：宇宙中的共同语言？
刘炎博士 德国马普学会天文学研究所
从地球人开始仰望星空时，就已经幻想了外星人（学名“地外智慧生命”或“地外文明”）的存在。从统计学的科学推论上讲，外星人可能存在于宇宙的某处空间。前不久，诺贝尔物理学奖得主、瑞士天文学家米歇尔•马约尔认为，宇宙中或存在外星人，但要找到他们却是很难的。而研究地球人与外星人进行交流的共同语言——宇宙语言，更是难上加难。
早在2300多年前，古希腊哲学家、无神论者伊壁鸠鲁就提出存在无数个世界，其中也可能有生命的存在；16世纪，意大利天文学家乔尔丹诺•布鲁诺提出宇宙包含“无数与地球类同的世界。外星人是地球人孜孜不倦的探索目标，人们迫切想要知道，除了地球以外还有没有其他文明。自从1961年美国天文学家弗兰克•德雷克正式提出著名的“德雷克方程”，引起科学家对外星人存在概率的普遍关注以来，人类寻找地外文明的努力已经持续了60年，并经历了数十次严肃认真的尝试。虽然目前尚无证据表明地球之外存在外星人，但人类一直试图寻找地外文明，以证明地球人并不孤单。这是一项具有一定的前瞻性和预见性的工作，为人类寻找地外文明带来希望和信心。
随着近年来被发现的系外行星的不断增多，让地球人探索外星人的步伐更加急迫。2015年，由俄罗斯亿万富翁尤里•米尔纳资助1亿美元、英国物理学家斯蒂芬•霍金倡导的“突破聆听”（Breakthrough Listen）计划已经启动。该计划为期10年，动用了世界最强大的两台天文望远镜——美国绿岸望远镜和澳大利亚帕克斯望远镜，对地球附近的100万颗恒星和银河系周围的100个星系进行“地毯式”搜索，希望能找到地外文明发出的无线电信号。最近，美国宇航局（NASA）宣布，将投入1亿美元来寻找地外文明的痕迹。它将与“突破聆听”组织紧密合作，并利用凌日系外行星探测卫星来搜索外星人的踪迹；该探测卫星已经发现了超过4000颗的系外行星，而且还能发现非常微弱的行星信号。
虽然至今人类还没有发现任何地外文明存在的证据，而且寻找外星人仍困难重重；但许多科学家却坚信宇宙中存在地外文明，他们排除万难去尝试利用各种方法和探测工具来寻找外星人。至于发现地外文明是好是坏，还有待商榷。如果真的发现了外星人，地球人将要面对的是什么呢？科学界的主流观点认为，首先要解决的是交流工具问题，也就是用何种“语言”来进行交际。在有关地外文明的研究中，语言很可能是最难克服的障碍之一。科学家们表示，与外星人沟通的可能性在于某些超越文字的逻辑力量，而这种逻辑力量来自数学。因此，宇宙语言的研究突破口主要集中于数学领域。
由于外星人的文明与地球人的文明很可能不同，地球人一切传统的语言概念恐怕对外星人都不适用。因此，地球人和外星人需要一种为双方都能理解的共同语言作为他们之间使用的交流工具。那么，什么是他们的共同语言?在17世纪初，意大利哲学家、天文学家伽利略•伽利雷认为，大自然这本书是用数学语言写的。美国天文学家、科普作家卡尔•萨根深信，宇宙中的技术文明无论差异多大，都有一种共同的语言——数学语言。中国数学家、语言学家周海中在经典论文《宇宙语言：设计、发送与监听》中指出，数学语言具有逻辑性、抽象性、明确性、单义性、紧凑性、普适性等优点，是星际交流的理想工具。
作为星球之间的交流工具，数学语言是科学思维的载体，更是表达科学思想的通用工具。数学语言是一种高度抽象的人工符号系统，是由一些符号和数学术语组成的语言。它可分为抽象性数学语言和直观性数学语言，包括数学概念、术语、符号、式子、图形等。它又可归结为文字语言、符号语言、图形语言三类。各种形态的数学语言都有其优越性；它们不仅可以代替一些词语，还可以代替一句完整的话，甚至是某种情绪或情感。
至于数学语言是否可作为星球之间的交流工具，目前尚无定论；由于这一观点是从地球人的角度来看交际问题的，还有待时间的检验。探究宇宙奥秘，揭开外星人之谜，是科学追求的目标；而研究地球人与外星人的共同语言，是科学家们孜孜不倦地探索的重要课题。
