我们能破译外星语言吗?

奥拉夫·利平斯基：在2016年的科幻电影《降临》中，一位语言学家面临着一项艰巨的任务，即破译一种由回文短语组成的外星语言，这些回文短语用圆形符号书写，向后读和向前读一样。当她发现各种线索时，世界上不同的国家对这些信息的解释不同——有些人认为它们传达了一种威胁。

如果人类今天也陷入了这样的境地，我们最好的选择可能是转向研究人工智能（AI）是如何开发语言的。

但是究竟是什么定义了一门语言呢？我们大多数人至少使用一种语言与周围的人交流，但它是如何产生的呢？几十年来，语言学家一直在思考这个问题，但没有一种简单的方法可以找出语言是如何进化的。

语言是短暂的，它不会在化石记录中留下可检验的痕迹。与骨头不同，我们无法挖掘出古代语言来研究它们是如何随着时间发展的。

虽然我们可能无法研究人类语言的真正进化，但也许模拟可以提供一些见解。这就是人工智能出现的地方——一个迷人的研究领域，叫做紧急交流，我花了三年的时间研究它。

为了模拟语言的进化，我们给智能体（ai）一些需要交流的简单任务，比如在一个游戏中，一个机器人必须在不向它展示地图的情况下引导另一个机器人到达网格上的特定位置。我们（几乎）没有限制他们说什么或怎么说——我们只是给他们任务，让他们以自己想要的方式解决。

因为解决这些任务需要智能体相互交流，我们可以研究它们的交流是如何随着时间的推移而演变的，从而了解语言是如何演变的。

类似的实验也在人类身上进行过。想象一下，你是一个说英语的人，和一个不说英语的人配对。你的任务是指导你的同伴从桌子上各种各样的物体中捡起一个绿色的立方体。

你可以试着用手做一个立方体的手势，指着窗外的草来表示绿色。随着时间的推移，你们会一起发展出一种原始语言。

也许你会为“立方体”和“绿色”创造特定的手势或符号。通过反复的互动，这些即兴的信号会变得更加精细和一致，形成一个基本的通信系统。

这同样适用于AI。通过尝试和错误，他们学会了就他们看到的物体进行交流，而他们的谈话对象也学会了理解它们。

但我们怎么知道他们在说什么呢？如果他们只和他们的人工对话伙伴而不是和我们一起学习这种语言，我们怎么知道每个单词的意思呢？毕竟，一个特定的单词可能意味着“绿色”、“立方体”，或者更糟——两者兼而有之。这种解释的挑战是我研究的关键部分。

Cracking the code 破解密码

一开始，理解人工智能语言的任务似乎几乎是不可能的。如果我试着用波兰语（我的母语）和一个只说英语的合作者说话，我们无法相互理解，甚至不知道每个单词的开头和结尾。

人工智能语言的挑战甚至更大，因为它们可能以完全不同于人类语言模式的方式组织信息。

幸运的是，语言学家已经开发出复杂的工具，利用信息理论来解释未知的语言

就像考古学家从碎片中拼凑出古代语言一样，我们在人工智能对话中使用模式来理解它们的语言结构。有时我们会发现与人类语言惊人的相似之处，有时我们会发现全新的交流方式。

这些工具帮助我们窥探人工智能通信的“黑匣子”，揭示人工智能如何发展自己独特的信息共享方式。

我最近的工作重点是使用代理人所看到和所说的来解释他们的语言。想象一下，有一份你不熟悉的语言的对话记录，以及每个说话人都在看什么。我们可以将文字记录中的模式与参与者视野中的物体相匹配，在单词和物体之间建立统计联系。

例如，也许“yayo”这个短语与一只飞过的鸟巧合——我们可以猜测“yayo”是说话者表示“鸟”的词。通过对这些模式的仔细分析，我们可以开始解码交流背后的意义。

在我和我的同事发表在神经信息处理系统（NeurIPS）会议论文集上的最新论文中，我们展示了这些方法可以用来对人工智能的语言和语法进行至少部分的逆向工程，让我们了解它们是如何构建交流的。

Aliens and autonomous systems    外星人与自治系统

这和外星人有什么联系？我们正在开发的理解人工智能语言的方法可以帮助我们破译任何未来的外星人通信。

如果我们能够获得一些带有上下文（如与文本相关的视觉信息）的书面异形文本，我们就可以应用相同的统计工具来分析它们。我们今天开发的方法可能是未来研究外星语言的有用工具，被称为异种语言学。

但我们不需要找到外星人就能从这项研究中受益。从改进语言模型（如ChatGPT或Claude）到改进自动驾驶汽车或无人机之间的通信，人工智能有许多应用。

通过解码新兴语言，我们可以让未来的技术更容易理解。无论是了解自动驾驶汽车如何协调它们的运动，还是人工智能系统如何做出决策，我们不仅仅是在创造智能系统——我们还在学习理解它们。