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A busca por inteligência extraterrestre

A teoria da informação pode nos ajudar a falar com alienígenas? Versão original criada por Brit Cruise.

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RKA10GM Eu gostaria de saber a resposta de uma questão muito simples: estamos sozinhos como seres conscientes em toda essa galáxia vibrante de 400 bilhões de estrelas, uma das 10 bilhões de outras galáxias? Parece bem improvável. A busca atual por inteligência extraterrestre, ou SETI, começou em 1959, quando dois físicos da Universidade de Cornell, Giuseppi Cocconi e Philip Morrison, publicaram um artigo na revista Nature que mostra a possibilidade de usar ondas de rádio e micro-ondas para comunicação entre estrelas. Para que isso funcione, pesquisadores supõem que qualquer civilização inteligente terá descoberto a habilidade de transmitir ondas de rádio. Esta suposição é baseada, em parte, no fato dos seres humanos terem levado apenas 80 anos para descobrir como fazer isso, depois de Alessandro Volta descobrir as baterias e corrente elétricas. A premissa é bem simples: podemos criar ondas de rádio enviando pulsos curtos de corrente elétrica por fios. Essas ondas podem viajar além da atmosfera e ir para o espaço com pouca interferência. Uma vez que essas ondas de rádio, ou ondas eletromagnéticas são enviadas, podem ser recebidas usando antenas e transformadas, novamente, em pulsos elétricos. Em 1960, Frank Drake conduziu a primeira busca por sinais de rádio de outros sistemas solares. Bem parecido com sintonizar um rádio, Drake estava tentando sondar o céu a fim de sintonizar sinais de rádio enfraquecidos que poderiam vir de outros mundos. Embora essa primeira tentativa não tenha resultado em nenhuma descoberta notável, pesquisadores têm sondado as estrelas desde então. Existem algumas tendências de que, em algumas décadas, vamos pegar um sinal de alguma civilização muitíssimo distante e exótica. Consequentemente, tudo na Terra vai mudar. Isso é possível. O interessante sobre a busca do SETI é que, embora reivindiquemos que estamos procurando por inteligência extraterrestre, na verdade, não podemos definir o que é um sinal inteligente. Dessa forma, um ponto de partida é dizer que procuramos por um sinal que a natureza não vai produzir por qualquer mecanismo que entendemos. Surge uma pergunta importante: como podemos saber que tal sinal está vindo de uma fonte inteligente? Na primeira reunião do SETI, em 1961, John Lilly propôs que pesquisadores estudassem a linguagem dos golfinhos, para ajudá-los a aprender mais sobre como sinais extraterrestres poderiam ser. Grande parte desse trabalho inicial culminou em uma pesquisa conduzida por Laurance R. Doyle e Brenda McCowan. O trabalho de Doyle e McCowan é baseado na suposição de que se existe algum traço comum nos sistemas comunicação de humanos e não humanos, então os sistemas de comunicação extraterrestre também deveriam compartilhar esse traço. Eles analisaram uma longa sequência de vocalizações de adultos, de bebês humanos e de golfinhos. No caso dos golfinhos, foi um conjunto de assobios e cliques. Os bebês humanos aprendem a falar por um processo de imitação vocal e lentamente acumulando um conjunto cada vez maior de sinais sonoros. Porém, durante a fase do balbucio, como é conhecido, os sons produzidos são mais ou menos aleatórios e desestruturados. Para pesquisar isso, Doyle e McCowan plotaram diferentes sinais de sons contra a sua frequência e com qual regularidade ocorrem. Depois, ordenaram símbolos em um gráfico de acordo com a frequência, com os mais comuns ficando à esquerda e os menos comuns à direita. Em bebês humanos a inclinação é quase plana, já que todos os sons produzidos ocorrem de forma bem equilibrada ou aleatória. Entretanto, à medida que as crianças aprendem o idioma dos pais, elas limitam seu repertório de sons para se adaptar ao modelo ao qual foram expostos. Como resultado a estrutura é imposta aos nossos padrões de fala. Consequentemente, a inclinação do gráfico converge para um ângulo de 45°, ou uma inclinação de -1 em um gráfico log-log, isso é conhecido como lei de Zipf. O interessante é que a mesma inclinação aparece em diferentes idiomas humanos. Parece ser um padrão que todos os humanos compartilham. E ainda mais surpreendente é que esse padrão também apareceu quando Doyle e McCowan analisaram a comunicação não humana. Eles descobriram que os assobios produzidos por golfinhos filhotes parecem estar distribuídos em um padrão similar ao dos bebês humanos durante a fase do balbucio. No início os assobios dos golfinhos são mais ou menos desestruturados, e quando atingem a fase adulta, o gráfico converge para uma inclinação de cerca de -1, que é igual a dos humanos. Mas esse tipo de análise só considera sinais individuais ou palavras, e não dizem nada sobre a estrutura linguística mais profunda do sistema de comunicação de humanos ou golfinhos. Vamos esclarecer o que queremos dizer por estrutura mais profunda com um exemplo. Se eu selecionar aleatoriamente uma palavra de um livro e te perguntar qual é, você não terá a menor ideia de qual será, e terá, simplesmente, que adivinhar. Se ao invés disso eu te der uma palavra aleatória de um livro e pedir para prever a palavra seguinte, você ainda terá que adivinhar, mas vai perceber que é, provavelmente, mais fácil de adivinhar esta palavra. Se eu te der uma sequência de duas palavras de um livro e te pedir para prever a terceira palavra, isso se torna ainda mais previsível. Se for dada uma sequência de três palavras, essa tendência continua. A habilidade de adivinhar é mais fácil. Parece que, como resultado da estrutura do idioma, a liberdade de escolha diminui à medida que olhamos para sequências de palavras cada vez mais longas. Intuitivamente, é por isso que podemos terminar as frases uns dos outros. Para identificar isso, Doyle e McCowan pegaram emprestado a medida de entropia de Claude Shannon que, como você deve lembrar, é uma medida de surpresa. A entropia pode ser pensada como uma quantidade de perguntas de sim ou não, ou bits necessários para adivinhar a próxima palavra. À medida que a previsibilidade aumenta, a informação de entropia diminui. Doyle e McCowan calcularam a entropia para diferentes profundidades, ou ordens. Palavras isoladas são de primeira ordem, grupos de duas palavras são de segunda ordem, grupos de três palavras são de terceira ordem e assim por diante. Depois, eles plotaram os valores da informação de entropia contra esta profundidade. Para humanos adultos, como era de se esperar, eles descobriram que a informação de entropia diminui à medida que a profundidade aumenta, e esse é o resultado da estrutura de regras em nossos sistemas de comunicação. Incrivelmente, Doyle e McCowan fizeram o mesmo com a linguagem dos golfinhos e encontraram o mesmo padrão. A comunicação dos golfinhos mostra a diminuição de informação de entropia à medida que olhamos para sequências mais longas de sinais sonoros. Isso significa que no sistema de comunicação dos golfinhos, há uma estrutura de regras que surge e, provavelmente, isso também permite que os golfinhos terminem as frases uns dos outros. Contrastando isso com uma sequência aleatória de símbolos, que tem uma linha plana neste gráfico de informações de entropia, já que não há dependência condicional entre os símbolos. Como esse padrão aparece em sistemas de comunicação humanos e não humanos, Doyle e McCowan sugeriram que essa diminuição de entropia é essencial para a transmissão do que chamamos de conhecimento. Como Doyle disse: se pegarmos o sinal de banda estreita com inclinação de -1 no gráfico de Zipf e a entropia de ordem de Shannon mais elevada, acertamos em cheio. Tudo isso parte de uma premissa simples: que alienígenas também podem terminar as frases uns dos outros. Como posso ajudá-lo a se comunicar conosco? Como sou capaz de falar, assimilando uma forma de fotossíntese, tenho sido capaz de incorporar certos processos funcionais do dr. Wyman. A morte do dr. Wyman foi necessária? Por causa do sacrifício dele, eu posso me comunicar. Sem nem mesmo entender o idioma ou a cultura das outras espécies humanas ou não humanas, a entropia de Claude Shannon é uma unidade de medida que nos permite detectar a presença dessas regras estruturais, independentemente do significado. O modelo de informação de Claude Shannon nasceu do desejo de economizar tempo pelos telégrafos. Isso leva à unidade global de informação, o bit, com uma única diferença, pois agora é a espinha dorsal de nossa economia de informação. As crescentes tecnologias digitais e de rede, que impulsionam o nosso mundo moderno apontam para a força e a persistência das ideias de Claude Shannon. O bit veio para ficar, e o estudo da teoria da informação vai continuar a desempenhar um papel fundamental em nossas inovações tecnológicas e sociais na Terra, e talvez mais além. Acho que mesmo havendo um argumento plausível para poucos, devemos continuar procurando. E vou além, se há um argumento plausível de que não há ninguém lá fora, e tendo em mente que podemos estar errados, devemos continuar procurando porque a questão é de suma importância. Ela calibra nosso lugar no universo, ela diz quem nós somos. Por isso, vale a pena tentar encontrar outras civilizações, aconteça o que acontecer.