如果人类遇到了外星人，要如何才能对话？克服这几步难题就不是事

清荼蘼荼iq

在文章开始之前，先进行一个友情提示。本文内容纯属脑洞。截止目前为止，还没有任何证据能证明外星人的存在。
如果各位看官是想来关注探索外星人或者地外文明的最新消息，那要让各位失望了，好了，现在我们来脑洞一下，如果外星人存在，我们和外星人交流一共分几步呢？

首先，我们按照假设，已经发现了外星人。

那么第一步，我们需要把消息发送给外星人。但是我们还需要了解人类目前的科技水平。要想跨星系交流，有两大障碍：距离和时间！当然了，我们现在先假设这个外星人不是太阳系内的。
距离障碍

传输信号强度

要说跨星系发送信息。用我们现在的技术。我们基本上只有一条路：电磁波。不过，就算用电磁波我们的手段也不能和任何一个地外星系交流。因为目前人类所能制造出的电磁波强度都不能传播很远。电磁波的衰减公式如下：

公式中，A 表示电磁波的衰减量，单位为 dB;d 表示电磁波传播的距离，单位为米;f 表示电磁波的频率，单位为赫兹;K 为常数，与环境有关。

其实也不必太过纠结究竟能传多远。因为只要和距离有关，星系之间的距离定会让电磁波强度变得微乎其微。实在不行，我们只需要借助一个例子就能证明。

在著名小说《三体》中，地球人想要给4光年外的三体星球发送电磁波消息。一开始尝试了几次，信号强度根本不够，最后还是作者刘慈欣敞开脑洞——假设太阳能够反射电磁波并且能把反射的电磁波增强了好多个数量级，才能勉强送到4光年之外，被三体文明识别。

而这个太阳放大电磁波的功能，也只是小说虚构的。现实并不存在。

三体中负责发射电磁波的红岸基地

而小说里距离我们4光年的三体星系，也是在现实里存在的，并且这是距离地球最近的恒星系。我们目前连将电磁波发送到最近的恒星系都不行，那剩下的就更不要想了。

传输信号精度

那么，我们就没有办法实现远距离传输了吗？也不是，最简单的方法是将电磁波集中发射，类似于把一个灯泡的光，变成一束激光，这样就可以在能量不变的前提下，保证传输距离。

但是这样做的问题是，你需要精确定位目标星系的位置。

并且不像在地球上，地球赤道的周长40076千米，虽然对与汽车，高铁，乃至导弹火箭，这个距离都不算近，但是对于每秒可以传播大约30万千米的电磁波来说，也仅仅是2/15秒而已，几乎不需要考虑提前量。

但是放到宇宙中，地球和目标星系在不断的相对运动，光在茫茫宇宙中，也犹如蜗牛爬行。那么我们发射时就需要考虑提前量，并且要精确瞄准目标星系。

激光是能量集中发射的电磁波

举个例子，要瞄准四光年外的星系。我们选取其中一颗：比邻星C，他的直径约为1.7倍地球直径，差不多18,000公里左右。

太阳系和比邻星系，距离约为4光年，一光年是光在真空中传播一年的距离，那么就是光每秒传播30万公里，一小时传播30?3600。一天要再乘24。然后再乘365。这是一光年。还要乘4。最后这个数字是37,843,200,000,000千米。

下面我们需要一点点高中数学知识。对边是星球半径，也就是9000公里。临边我们只需要取一下数量级就完事了，3后边13个零。那么我们向着目标星系发信息，设允许的误差角度最大为α，那么tanα＝9000/37843200000000。

由此可以计算角α的度数。这个角的度数经过计算网络正切值计算器的计算是0°。这倒不是说一点误差不能有，是这个角的度数已经超出了网页计算器的计算精度了。这还只是离我们最近的星球。更远的星球对瞄准的要求更加苛刻。

折中方案

当然，我们也可以采取两者折中方案，那就是向着目标星系大致方向发射信号。还是借助前面的比方，我们既不让信号360度传播，也不让信号很集中像是一束激光一样传播。而是像手电筒一样，向着大致方向发送信号过去。

手电筒兼顾了强度和精度

当然，受限于本人捉急的数学水平，无法计算到底需要多强的电磁波。但是，目前我们显然没有精力干这事。而且用那么大的能量只为发送一次消息。显然对于目前的人类科技，还是太过奢侈。

虽然在科幻小说里还有更加稳定，不必担心信号衰减的引力波通信和中微子通信。就算我们抛开技术因素不谈，但是时间因素我们也必须要考虑。

中微子的相关研究

时间障碍

这时候就要谈到时间因素了，其实这个也好解释。前面提到过，目前人类的认知里，传播速度最快的电磁波。在宇宙中也如同蜗牛，而中微子和引力波的传播速度也被限制在光速。
《三体》小说中三体通过智子实时与人类通信的技术目前也没有理论基础。这个技术要牵扯到一个概念，量子纠缠。即一个微观粒子可以和另一个微观粒子处于纠缠态，无论两个粒子相距深远，一个微观粒子状态改变，也可以瞬间影响另一个粒子。

以此为基础，可以利用纠缠的粒子对实行通信。但是此理论在现实中却行不通。我们无法控制粒子处于何种状态，粒子处于那种状态是完全随机的。我们也没法控制粒子的状态。

假设我们约定好，我和爱因斯坦各持一个纠缠的粒子。互相远离10万光年。我和爱因斯坦约定，如果爱因斯坦约定，我们分别50000秒后，爱因斯坦观测粒子状态。我们假设时间不存在误差。如果是A状态，那就吃饭，如果是B状态那就睡觉。

能实时通信的智子机器人目前还仅存在与小说中

如果能控制例子状态，就可以在50000秒的时候通过改变我手中的粒子状态，决定爱因斯坦手中的粒子状态，从而传递信息。但是我现在不能控制粒子状态，所以爱因斯坦的粒子我无法控制。
所以这个技术依照目前来看，仅仅是小说中的脑洞。对于星际通讯来说，时间依旧是我们不可逾越的鸿沟。毕竟最近的比邻星都要一条消息来回跑八年。

理解消息

说完了信息传递，下面就到了对消息的理解上了。这就提到了一个段子，其实这也暗含一个问题：那就是中国人一开始都不会英文，英国人都不会中文，那第一次见面如何沟通呢？

当然可以沟通，只不过费劲点而已。比如，我端个饭碗，大口吃饭，然后说：吃饭。重复这个过程，就有可能让他理解，我这个动作是吃饭。这个其实并不难，这类似于我们教婴儿认东西。慢慢也就理解了。

由此可见，人类同时使用声波和电磁波（可见光属于电磁波范围），如果外星人也是如此，那么要相互理解对方意思，并不是十分费力。即使外星人只使用声波或者只使用电磁波。那也无妨。只使用声波，那就差不多是瞎子。只使用电磁波那就是聋哑人。

然后我们将上述方法拓展一下。如果一个物体不仅能够识别电磁波的波长，还能判断电磁波传来的方向，那我们就可以给外星人画画了。

我们举个例子，给这个物体传输电磁波，让它感知到在一个方形区域有电磁波传来，然后我们在中间一个很小的圆形里用50Hz的电磁波，这个方形其他区域用100Hz的电磁波。那不就是相当于在一张方形白纸上，中间有个不一样颜色的圆点。

上述理论示意图

我们可以不断的改变圆点形状，这不就是和画画差不多嘛？然后我们可以给他画一个小人，然后旁边标注“人”。就回到了上述英国人和中国人的问题了。给它画面和汉字。就可以让他把汉字和行为对应起来。

不过这个过程需要接受电磁波的物体有足够的解析力，也就是我们的前提条件：

1.识别电磁波的波长

2.判断电磁波传来的方向

假如它只能识别电磁波的波长，你再用同样的方法，它只会收到一堆50Hz和100Hz的电磁波。不过既然都进化成生物了，想必处理电磁波等信息的能力不会那么有限。如此一来，互相理解彼此语言的问题不大。个人感觉是远不如传递信息的难度。

总结

所以，个人认为，要想和外星人交流，总共分两步。其一是要传递消息。其二要理解消息。传递消息受限于人类技术和目前的物理定律，除非外星人就在地球不远处，否则几乎不可能办到。所以我们要想和外星人聊天的话，还是祈祷外星人就在太阳系吧。