NSA 解密文档 《与地外智慧生物通信》(Communication with Extraterrestrial Intelligence)

https://www.nsa.gov/portals/75/documents/news-features/declassified-documents/cryptologic-spectrum/communications_with_extraterrestrial.pdf

下面是对这篇 NSA 解密文档 《Communication with Extraterrestrial Intelligence》(与地外智慧沟通) 的详细解读和总结:


一、文件背景与作者

  • 作者:Lambros D. Callimahos(著名密码学专家,NSA 教官,曾任二战军方密码部门成员)。

  • 性质:该文档曾为“仅供官方使用”,后被解密。

  • 主题:探讨与外星智慧生命通信的可能性、方法和挑战。

  • 核心问题:如果外星文明存在,我们如何与其建立联系并理解信息?


二、主要观点

  1. 外星生命存在的概率

    • 文中引用了 Bernard LovellFrank Drake 的研究。

    • 数量估算:银河系内可能有 约一亿颗宜居星球,可能已有约 10亿个文明 发展至今。

    • 问题:既然概率如此高,“大家都在哪里?”(Fermi悖论)

  2. 通信距离与时间

    • 最近恒星系 Alpha Centauri 距地球 4.3光年,但可能过于年轻。

    • 合适目标:Epsilon EridaniTau Ceti,约11光年。

    • 现实中,最接近的文明可能 至少100光年,因此一来一回的通信 需200年

  3. 外星文明自我毁灭风险
    引用俄罗斯天文学家 Iosif Shklovsky 的观点,文明面临五大危机:

    • 核灾难或不可控科技

    • 基因危机

    • 信息过载

    • 智能生物大脑容量限制

    • 人工智能引发的危机


三、通信媒介与技术设想

  1. 现有探索尝试

    • Project Ozma (1960):尝试接收来自外太空的信号,监听频率 1420.405752 MHz(氢原子辐射频率,因其宇宙普遍性被视为“宇宙标准频道”)。

    • 1974 年 Arecibo 信息:向 M13 星团发射三分钟二进制信息,但即便对方回应,也需 48000年才能收到。

  2. 通信方式

    • 无线电:最可能的媒介。

    • 其他可能:激光(laser)、微波、甚至未来可能的中微子信号。

    • 信号内容设计:应从简单数学模式(如素数序列)入手,逐渐扩展至语言和科学知识。


四、信息编码示例

  • 文档亮点之一:提出了一种“逆向密码学”概念(Inverse Cryptography),即最大化易懂性,而非隐藏含义。

  • 示例1(页面图2):一个由 1271比特组成的二进制信号,排列成 41×31的点阵,解码后显示:

    • 太阳及行星位置

    • 人类形象(表明我们是双性哺乳类)

    • 化学元素(氢、碳、氧)

    • 人类身高(以21 cm为单位,约7.5英尺)

    • 水和鱼(暗示有海洋生命)。

  • 示例2(页面图3):一系列符号传输模拟,演示如何逐步引入:

    • 数学符号(+、-、=、乘、除)

    • 进制概念、小数点

    • 数学公式(如欧拉恒等式 e^iπ + 1 = 0)

    • 词汇组合,最终形成复杂语句。


五、科学与哲学意义

  • 沟通目标

    • 科学问题:如费马大定理、哥德巴赫猜想。

    • 技术突破:如更精确的“精细结构常数”(目前人类仅知道5位)。

  • 潜在风险

    • 文末提醒:即使建立联系,也可能带来生存威胁(对方可能远超我们技术水平)。

六、文档核心结论

  • 我们必须假设“他们”比我们先进得多

  • 通信应基于数学和科学,因为这是最可能的“宇宙共通语言”。

  • 初始信息应极度简洁,逐步增加复杂度

  • 密码学家在未来的星际通信中扮演核心角色,任务不是加密,而是让外星文明“看懂”。


备用下载地址(取自NSA):

communications_with_extraterrestrial.pdf (4.2 MB)