AI可以帮人类跨物种交流吗？

作者：田达玮 科普创作者

审核：张珊珊 泉州师范学院 海洋生态学副教授

在童话故事里，人类往往能够和动物甚至是植物、微生物对话交流。

而在现实生活中，我们虽然已经和猫猫狗狗这样的动物建立起了很深的感情，它们似乎也能“听懂”我们所说的话，但我们远远做不到和它们对话交流的程度。

再加上，它们的叫声只能传达简单的情绪和信息，不能进行无穷无尽的组合、表达无限的意思，所以很难算得上是一种语言。

可在自然界，科学家发现了一类可能有自己语言的动物——鲸鱼，并且2024年，在《自然-通讯》（Nature Communications）期刊上发表了一篇文章，展示了一份抹香鲸界的“字母表”。

我们是不是可以拿着这份字母表和鲸鱼交流了？下面我们就来了解一下。

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鲸鱼真的有语言吗？

在大约1万年前的原始人壁画里，就已经出现了鲸鱼的形象，而人类和鲸鱼打交道的历史可能远不止一万年，毕竟鲸鱼很大、分布范围很广，而且需要时不时到水面上来换气，人类和它们遭遇的可能性不算低。

在和鲸鱼互动的过程中，人类也早就知道鲸鱼会发出独特的叫声了，因为有些种类的鲸鱼声音频率是在人类听阈范围内的。

但是在很长时间里，人们并没有多想，并不认为鲸鱼的叫声和小猫小狗的叫声有太大区别。

在进入20世纪之后，特别是一战、二战期间，潜艇和潜艇战开始出现，人类需要使用水下麦克风阵列来监听水里的声音，在这个过程中，人类记录下了越来越多的鲸鱼的“歌声”。

并且海洋生物学家在分析这些声音之后，发现了它们中间似乎有一些固定的模式，有些特殊的节奏片段会重复出现，这也让一些人开始思考，鲸鱼歌声里的固定片段，会不会跟人类语言里经常出现的语言短语、句子相似呢？

因为很多种类的鲸鱼会通过叫声和身边甚至是千里之外的同伴交流，这样的社会结构，说不定真的能让鲸鱼演化出自己的语。

如果这个猜想是真的，那我们只要破解了鲸鱼语言的规律，说不定就能实现跨物种对话，光是想想就让人激动。

CETI——鲸鱼语言破译计划

在2017年，一个特殊的项目“鲸鱼语言破译计划”诞生了，而这个项目的诞生，和一位名叫大卫·格鲁伯的科学家有关。

大卫·格鲁伯最初并不是研究鲸鱼声音的专家，他的研究兴趣非常广泛，从水母、鱼类、海龟的荧光现象，到设计模仿鲨鱼的视觉制作“鲨鱼眼”相机，再到设计能轻柔捕获水母和其他脆弱海洋生物的柔性机器人等等。

在长期和海洋生物的接触过程中，格鲁伯也对抹香鲸的叫声产生了兴趣。他也觉得，抹香鲸的叫声里似乎藏着什么信息。但感觉毕竟只是感觉，要如何破译这些声音呢？

在2017年，机会出现了。这一年格鲁伯来到了哈佛大学的拉德克利夫高等研究院，这个研究院里聚集了全世界来自各个领域的优秀科学家，是一个与其他领域科学家合作交流、打开思路、启发想法的好地方。格鲁伯的鲸鱼语言破译计划能诞生，也要归功于这个开放交流的环境。

一天，格鲁伯正在自己的办公室里播放抹香鲸的歌声，与此同时，一位名叫莎菲·戈德瓦塞尔的科学家正好从格鲁伯的办公室门前经过。听到这个声音，戈德瓦塞尔立即来了兴趣。

戈德瓦塞尔是一位计算机和人工智能领域的专家，并且曾经因为在密码学领域做出的贡献获得了“计算机界的诺贝尔奖”——图灵奖。

听到抹香鲸的歌声，戈德瓦塞尔还以为是跟莫尔斯电码有关的东西，于是就跟格鲁伯交流了起来，在得知这个声音是抹香鲸的叫声之后，戈德瓦塞尔认为，说不定可以用机器学习的方法破译。

巧的是，当时另一位人工智能领域的专家——迈克尔·布朗斯坦也在哈佛拉德克利夫高等研究院，迈克尔·布朗斯坦曾经是英特尔首席工程师，后来成为了推特图形学习的研究主管，牛津大学计算机科学系的人工智能教授。

布朗斯坦听完格鲁伯和戈德瓦塞尔的想法之后，觉得机器学习确实擅长做这样的事情，确实可以试一试。

得到两位人工智能领域专家的支持，鲸鱼语言破译计划就在这样的“机缘巧合”中诞生了。

而且格鲁伯还给这个项目起了个英文缩写CETI项目，以让人联想到大名鼎鼎的搜寻地外文明计划（SETI）。

抹香鲸的“歌声”

抹香鲸是一种有社会结构的鲸鱼，它们每天的生活除了捕食，还有一大块“社交”时间，它们会使用咔哒咔哒的声音和同伴进行交流。

通过对十几年间抹香鲸叫声的分析，CETI项目的科学家确实发现了一些规律。

有一些特定的节奏会经常出现，科学家用“尾声”（codas）来称呼它。尾声这个词可能会有一些误解，让人误以为它只出现在一段声音的结尾。但实际上，它可能出现在开头，也可以出现在中间的任何地方。

这些尾声有点类似于我们说话时候用的基本单词、短语，并且在使用这些尾声的时候，鲸鱼可能会改变它的节奏，改变长短快慢。也可能会在尾声中穿插一些修饰。如果类比到人类语言中，可能类似于说话的快慢，增加语调的抑扬顿挫和语气词。

在AI的帮助下，科学家整理出了一份抹香鲸“鲸鱼字母表”。里面记录了抹香鲸经常使用的156种“尾声”常用的节奏和节拍类型。

这个表格类似于人类使用的拼音表，或者英文字母表。

通过不同尾声的组合，抹香鲸可能表达出无限多的意思。很多动物的叫声虽然也能传递简单的信息，但并不能随意组合搭配表达出无穷无尽的信息，这也是抹香鲸的叫声能被视作语言的原因。

但有两点需要注意的。首先，能制作出这样一个看起来很规范的字母表是基于很多假设的，比如科学家默认抹香鲸会基于这些常用的尾声进行节奏变化以及添加一些修饰，但这是基于人类语言做出的假设。如果这个假设在“鲸鱼语言”中不成立，那么这张字母表也不成立，甚至可能“抹香鲸有语言”这个前提也只是人类一厢情愿的幻想而已。这还有待于进一步的研究确定。

第二，即便人们的假设是正确的，有了这份字母表并不意味着我们破译了抹香鲸的语言。

因为字母表本身并不具备任何含义，这就好比我们拿到了拼音表，它只能告诉你一些基本读音，和语义并不一一对应。如果抹香鲸真的有语言，我们离破译它们的语言还有很长的路要走。

但无论如何，得到这份字母表已经是很了不起的成果了。希望未来，在AI的帮助下，我们能破解更多鲸鱼语言的奥秘。

参考文献：

[1] Sharma P, Gero S, Payne R, et al. Contextual and combinatorial structure in sperm whale vocalisations[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 3617.

[2] Whitehead, H. (2003). Sperm Whales: Social Evolution in the Ocean. Chicago: University of Chicago Press. p. 4. ISBN 978-0-226-89518-5.

[3] Whitehead, H. Sperm whales: social evolution in the ocean. Choice 41, 41–3452–41–3452 (2004).

[4] https://www.newyorker.com/magazine/2023/09/11/can-we-talk-to-whales

来源: 星空计划

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