早在2300多年前，古希臘哲學家、無神論者伊壁鳩魯就提出存在無數個世界，其中也可能有生命的存在；16世紀，義大利天文學家喬爾丹諾•布魯諾提出宇宙包含「無數與地球類同的世界。外星人是地球人孜孜不倦的探索目標，人們迫切想要知道，除了地球以外還有沒有其他文明。自從1961年美國天文學家弗蘭克•德雷克正式提出著名的「德雷克方程」，引起科學家對外星人存在概率的普遍關注以來，人類尋找地外文明的努力已經持續了60年，並經歷了數十次嚴肅認真的嘗試。雖然目前尚無證據表明地球之外存在外星人，但人類一直試圖尋找地外文明，以證明地球人並不孤單。這是一項具有一定的前瞻性和預見性的工作，為人類尋找地外文明帶來希望和信心。
隨著近年來被發現的系外行星的不斷增多，讓地球人探索外星人的步伐更加急迫。2015年，由俄羅斯億萬富翁尤里•米爾納資助1億美元、英國物理學家斯蒂芬•霍金倡導的「突破聆聽」（Breakthrough Listen）計畫已經啟動。該計畫為期10年，動用了世界最強大的兩臺天文望遠鏡——美國綠岸望遠鏡和澳大利亞帕克斯望遠鏡，對地球附近的100萬顆恆星和銀河系周圍的100個星系進行「地毯式」搜索，希望能找到地外文明發出的無線電信號。最近，美國宇航局（NASA）宣布，將投入1億美元來尋找地外文明的痕跡。它將與「突破聆聽」組織緊密合作，並利用凌日系外行星探測衛星來搜索外星人的蹤跡；該探測衛星已經發現了超過4000顆的系外行星，而且還能發現非常微弱的行星信號。
雖然至今人類還沒有發現任何地外文明存在的證據，而且尋找外星人仍困難重重；但許多科學家卻堅信宇宙中存在地外文明，他們排除萬難去嘗試利用各種方法和探測工具來尋找外星人。至於發現地外文明是好是壞，還有待商榷。如果真的發現了外星人，地球人將要面對的是什麼呢？科學界的主流觀點認為，首先要解決的是交流工具問題，也就是用何種「語言」來進行交際。在有關地外文明的研究中，語言很可能是最難克服的障礙之一。科學家們表示，與外星人溝通的可能性在於某些超越文字的邏輯力量，而這種邏輯力量來自數學。因此，宇宙語言的研究突破口主要集中於數學領域。
由於外星人的文明與地球人的文明很可能不同，地球人一切傳統的語言概念恐怕對外星人都不適用。因此，地球人和外星人需要一種為雙方都能理解的共同語言作為他們之間使用的交流工具。那麼，什麼是他們的共同語言?在17世紀初，義大利哲學家、天文學家伽利略•伽利雷認為，大自然這本書是用數學語言寫的。美國天文學家、科普作家卡爾•薩根深信，宇宙中的技術文明無論差異多大，都有一種共同的語言——數學語言。中國數學家、語言學家周海中在經典論文《宇宙語言：設計、發送與監聽》中指出，數學語言具有邏輯性、抽象性、明確性、單義性、緊湊性、普適性等優點，是星際交流的理想工具。
作為星球之間的交流工具，數學語言是科學思維的載體，更是表達科學思想的通用工具。數學語言是一種高度抽象的人工符號系統，是由一些符號和數學術語組成的語言。它可分為抽象性數學語言和直觀性數學語言，包括數學概念、術語、符號、式子、圖形等。它又可歸結為文字語言、符號語言、圖形語言三類。各種形態的數學語言都有其優越性；牠們不僅可以代替一些詞語，還可以代替一句完整的話，甚至是某種情緒或情感。
至於數學語言是否可作為星球之間的交流工具，目前尚無定論；由於這一觀點是從地球人的角度來看交際問題的，還有待時間的檢驗。探究宇宙奧秘，揭開外星人之謎，是科學追求的目標；而研究地球人與外星人的共同語言，是科學家們孜孜不倦地探索的重要課題。
文/劉炎（作者單位：德國馬普學會天文學研究所）
