外星文明信号与宇宙微波背景辐射与通信效率

编写者

这个是受 @鱼昆的启发想出的,不过,这个idea的来源不是科幻小说,是一篇论文:

外星文明的信号确实隐藏在宇宙微波背景辐射中,但是,原因并不是外星文明有保障自己生存和扩张的复杂阴谋,而是非常简单朴素的原因:通信效率

Santa Fe研究人员的论文:[cond-mat/9907500v1] The physical limits of communication

论文标题:《通信的物理极限:为什么任何足够先进的科技都与噪音无异》

The Physical Limits of Communication or Why any sufficiently advanced technology is indistinguishable from noise

熟悉科幻的诸位都应该知道致敬的是谁吧。

点子很简单:他们证明在能量或表面积受限的情况下只有长期统计特征和黑体辐射完全一致的信号才能达到最大的比特率,所以技术足够的文明会用黑体谱信号传输(相应的黑体温度只需要几K就能达到很高的比特率)。这条件甚至能推广到用电磁波以外的通信媒介的情况,一般结果都是某种约束下的最大熵谱,以致于容易在自然条件下产生。

(如果读者熟悉信息论的话,应该很容易理解原因)

这导致地球文明无法从长期统计特征来识别这些信号,而非长期统计的特征只有外星文明自己才知道。

(举例:Champernowne constant虽然构造简单,一眼就能看出它是很有规则的,但这却是一个正规数,其数位频率分布与完全随机数是一样的)

另外,我记得在论文的末尾提及用过类似设定的科幻小说已经发表了,只是没有像这篇论文一样有严格证明。

参考链接:

https://www.zhihu.com/question/63616994/answer/215657439