假如人類遇到了外星人,該怎麼平衡度量衡。?

如題,假如人類的衛星或者通過其他的什麼手段,接觸到了外星人,語言不通的時候,該怎麼統一度量衡?也就是說怎麼把人類和該種類外星人的各種量度進行匹配呢。長度,重量,時間,溫度,力。還有各種常量,比如自然底數e,萬有引力中的G。

最後,如何與外星人以最快的速度進行語言互通?通過什麼當時最快?會不會是先通過宇宙比較基礎的物理常量或者公式什麼的。


e是常數,要表達數主要是進位的問題,人類10個手指,所以用10進位,如果外星人8個手指就會用8進位,你用10進位的2.71828就不通,所以要用2進位。

首先任何一個成熟的文明都要用二進位,而且二進位只有0和1兩個符號,外星人要破譯起來也比較方便。

如果嫌2進位寫起來篇幅太多,可以採用16進位代替,但要先列出一張表,作為16進位基本數碼和2進位數碼的對應關係。

單位制就比較麻煩了,首先我們可以用自然單位制,讓光速c,約化普朗克常數 hbar ,真空的磁導率 mu ,還有玻爾茲曼常量k取為1,這樣只有質量或者能量(光速取1,所以他們是一個單位)的單位是獨立的,其他的單位都是他們派生的。

這裡解釋一下還有兩個基本量、物質的量,單位為摩爾,發光強度,單位為坎德拉。

這兩個物理量不能要,因為無法和外星人交流,直接取消。

1、物質的量,mol是一個數量單位不是物理單位,物質的量和粒子的數量其實在物理上看沒有不同之處,只是我們為了宏觀使用方便。注意它的定義:

質量為12g的純碳12含有的碳12原子的數量為 N_A 個,數量為 N_A 個粒子的物質的量為1mol。

為什麼選碳12,為什麼選12g,這太人為了,根本不可能與外星人達到一致。

所以,放棄物質的量,用粒子數表達即可,沒有單位。

2、發光強度,更不靠譜,這個量不是光的絕對強度,是光在人眼中感受的相對強度。這麼說,再強的紫外線,由於人看不到,它的發光強度也只能是0!

這怎麼能和外星人交流?別人所不定還看不到人類的「可見光」呢!

所以這個物理量也留不得,以光的能流密度代替,國際單位瓦特每平方米,自然單位制電子伏特的4次方,都不是獨立的。

好現在我們所有除了能量單位電子伏特外的單位都沒了,但電子伏特也是依賴人類的單位,因為伏特是我們人類的特有電壓單位,就是電子的電荷是宇宙通用的,這個單位卻因為伏特而不通用了,沒關係,還有很多代替品:

1.電子的靜止質量

2.上夸克的靜止質量

用這些當能量單位就比較通用了,但你要讓外星人明白你選的是電子,最好畫個氫原子模型圖,上面標註電子的質量,質子的質量,氫原子的基態能量,外星人就明白了。

注意不可以讓G=1,取所謂普朗克單位制。

假設外星人已經掌握量子引力,G也不一定為1,還可能是 frac{1}{8pi} ,這樣愛因斯坦方程沒有係數,而不是牛頓萬有引力方程有係數。就像我們取真空介電常數和磁導率為1,庫倫定律和畢奧-薩伐爾定律有係數 frac{1}{4pi} ,但麥克斯韋方程沒有係數了。取約化普朗克常量而不是普朗克常量為1,是為了讓角動量取半整數值,同時讓坐標和動量的對易式 [x,p]=i

而且我們根本不知道真正的量子引力是什麼樣的,時空的最小單元到底是多少,所謂普朗克能量和普朗克尺度重要的也是它的量級,直接拿出去見外星人,肯定行不通。


其實參考一下古往今來的度量衡統一標準,你就會發現,肯定是以科技水平高,戰鬥力強的那一方的習慣為基準。另外一方為了方便學習也會遷就另一方,慢慢形成統一。


他們是友善的,那就會考慮到這個,他們會平衡來跟你從數學基礎和認知基礎開始交流。
他們是惡意的,那就打電話給廣東人。


我記得人教猩猩數數的時候,可沒管什麼度不度量衡的。


人類只要被動接觸就好了,弱者談什麼溝通交流


有個科幻電影叫降臨,某種程度能解開你的疑惑。


呃,首先得看文明等級吧,既然能遭遇外星文明了,無非兩個情況,此高彼低,或相反。如果能進行跨星際尺度交流了,那種科技不管哪邊高低,想必很容易解決溝通問題。
其次,就算是題設默認想像中雙方類似當前科技的情況下,首先溝通的也不會是度量衡問題,等能溝通了,度量衡也就不是問題了。例如一個古中國人碰到一個古埃及人,倆人啥都不能溝通的時候先把各自度量衡拿出來比較比較,這腦子都太靚麗。
好吧,還想說二進位的問題。如果能和外星交流,而且,雙方數學根基相同,那麼,外星人對於幾進位又有啥關係?就像十六進位十進位,就人類來說只是使用習慣問題。假如外星人使用的是一萬進位的,豈不是語言能力秒殺地球?人家看得上二進位么?會不會說這玩意效率低下?低等文明才使用?
如果數學根基完全不同,(數學發生過好幾次危機呢),外星人用人類無法想像的方式來計算,比如直接用時間的結果(假如外星人無視時間,只要把想要的東西擺在那裡等結果,類似牛頓小方塊下斜坡或者粒子撞擊啥的)。二進位是啥?
嗯,還有人類淺薄的電文明,連大點的災難都抗不了,如果碰到外星光文明,或者外星中微子文明。。。。
不要以淺薄來度量宇宙的浩渺。


隨便寫寫吧,要回答這個問題,首先要明確「人與外星人交流」的前提。我給出三條假設,歡迎補充。

(1)人類與該外星人處於統一物質世界

(2)人類與外星人對於物質世界具有觀測交集

(3)人類和外星人都能對觀測結果產生充分的認識

解釋下,第一條,由於物質的本質規律是恆定的,不因個體的認識而改變的,故而對於人類和外星人具有相同的物質世界客觀規律R。第三條表明無論是人還是外星人都能認識到物質世界的客觀規律,不存在像隔壁阿花那樣上課聽講聽不懂,看答案也看不會的情況。也就是說,只要提供觀測結果r,就必然能總結出宇宙真理R的完備的映射子集,即觀測者的認識Rr。對於第二條的觀測交集Q,就能得出對於外星人和人類的認識Rr1和Rr2,由於r1和r2存在交集Q,且產生的認識是充分的,故而一定有RBQ,不,RQ是人類和外星人的認識交集。交流本質是個體認識層面的交流,故而在(1),(2),(3)條件成立的前提下,人類與外星人必然是可以交流的。

到了這裡其實可以進一步假設人類或外星人無法對觀測結果產生充分的認識會怎樣,也不複雜,我就不拓展了。

好了,由於度量衡是個體認識的一部分,由上可知,統一度量衡的關鍵在於尋找人類與外星人的觀測交集Q,由於題設已經產生接觸,故而對人類和外星人而言這個觀測交集Q必然是存在的。由於這是我們假想的問題,到這裡就可以自由發揮了。

最高票的答案我是蠻贊同的,因為從概率角度講,外星人在已經可以與人類接觸的前提下,觀測不到二進位存在的概率極小。畢竟二進位的載體在物質世界非常廣泛,根據前提假設外星人應當是可以理解二進位的,那麼就可以以此為基礎展開交流。但二進位對於表達e的技術手段而言不是必需的,因為之前推導出的結果是認識的存在性而非使用的必然性,即外星人大概率能夠理解二進位,但並不是必然採用這種技術手段去表達e,除非他們沒有更合適的技術。說不定外星人跟我們的認識交集重疊非常大,甚至我們對宇宙的認識是他們的子集,那他們大可以在知乎上直接用10進位直接與我們交流。

當然了,外星人可以是鴻蒙初開,啥都觀測不到的蛇皮怪;也可以像隔壁阿花一樣不求上進,觀測到也不研究的鹹魚;也可能尚在社會主義初級階段,像我們一樣對於觀測到的物質世界無法產生充分的認識(這是最可能的)。但只要有共同的觀測基礎,通過不斷學習應該能達到認識的重疊(也有可能達不到)。所以這個問題其實是個很好的問題,大家可以發揮想像暢所欲言。

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接下來說點題外話把。某些答主的答案實在是令人反感,知識是人認識世界的方式,交流的本意是為了互相理解。知乎這個平台是讓網友們交流用的,不是你自以為是嘲諷他人的舞台。不去理解他人表達的本義,用自己的理解和定義歪曲別人表達的內容再加以反駁,最後配上一波嘲諷籍以彰顯自己的優越和對他人的蔑視,實在是讓人ex。有些人用哲學知識幫助自己更好的理解世界,理解他人想要表達的內容;而有些人學這方面的東西只是為了秀優越的時候有更多的伎倆來斷章取義扣別人的字眼,根本不在乎別人真正想要表達的東西是什麼,這就是有些人總讓你感覺跟他說話特別累的原因。現在知乎上也出現了不少這種人,真是悲哀。

另外我的午飯是被外星人順走了嗎?餓死我了……


還平衡度量衡呢,先跑吧


自然對數e;圓周率mpi;數值0/1,還有二進位

這些數學基礎都可以說是全宇宙易於交互;

歐式羅氏黎曼公理以及推理定理倒不一定是全宇宙的真理。

物理還是自然單位吧,氫H是最普及的原子,應該能統一理解。萬有引力應該也可以的。

自然單位制,讓光速c,約化普朗克常數 hbar ,真空的磁導率 mu ,還有玻爾茲曼常量k取為1,這樣只有質量或者能量(光速取1,所以他們是一個單位)的單位是獨立的,其他的單位都是他們派生的。


1真空光速,外星人突破光障來到地球,一定知道這數字啥意思,速度單位就有了,以及光強度單位。
2自己償一塊紅燒肉,請外星人也吃一塊。外星人各種儀器測量一陣,如果也跟著吃了說明他是碳基生物。那你就可以跟他談論碳原子了嘛,碳14的半衰期就是一個時間單位啊
3碳原子的質量大家都知道,順便用二進位表達摩爾數
4基本單位都有了,下面會不會被外星人吃掉就要看造化了


降臨那個電影不錯啊,值得一看。


先用數學得到數據轉換關係,比如勾股定理,這個易懂,也可以用:1,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37....得到如何表示各數字,這物理量公式就易懂


光速和元素周期表全宇宙通用

然後可以基於元素半衰期定義時間和質量

基於時間和光速定義長度

其他就好辦了


又讓我想到了王思潮老師。。。。不說了。


e是沒有用的,這是一個數學上的常數,不管度量衡是多少,e的值是一樣的,不會參與換算。但是G不一樣,G是物理上的常數,可以把單位聯繫在一起,我們可以用一個標準單位通過各種物理常數聯繫在一起,這樣就有問題了,怎麼才能找到一個不變的單位作為那個原始的用於推導的單位呢?

子初一直沒找到那個單位。而且似乎我們要找7個,而不是一個。


假如中國人遇到了不會講英語和漢語的外國人,那麼他們如何進行語言交流


對各位說物理常數的不是很理解,單位不同,這些常數還有什麼意義……


看到某答案裡面的「任何一個成熟的文明都要用二進位」,真是想哈哈大笑,以地球科技的淺薄認知揣摩浩瀚宇宙,和地心說沒什麼兩樣。這種可笑的邏輯,就像是數千年前的人類揣摩當代的物理理論,或者邊遠山溝里的老農民揣摩皇帝家吃什麼。簡而言之,你的有限的知識限制了你的思維,人類的有限的知識限制了人類的思維。宇宙的發展有無數可能,人類只是經歷了其中一種,當你用有限的經驗總結的有限的知識去推論全宇宙,請用詞謹慎謹慎再謹慎。

看到很多人對現有的人類的科學知識很偏執,簡單提一下科學哲學。人類能接收的信息基於我們的感官,所以人類的科學一定是基於我們人類的經驗和認知方式。頭腦是假象的製造機,無論我們感覺多麼真切,都不過發生我們大腦里的事情,科學說起來只不過是人類大腦基於邏輯推斷出來的集體信念。這些信念是因為有益而被接受,而且是隨時更新的,你無法證明我們知道的就是宇宙的客觀,也無法保證不會有新的現象來推翻現有的理論。所謂的客觀性就是一種共識和基於共識的交流有效性。所以,這個客觀性是基於我們人類的,並不是所謂的絕對意義上宇宙的客觀。

霍金認為實在性不過是一套自洽的和觀測對應的圖景、模型或者理論。霍金將其稱為依賴模型的現實主義。另外,我認為霍金雖然是最知名但其實是很普通的科普作家,不如保羅戴維斯 羅傑彭羅斯之流。當然我還是喜歡拿出霍金的觀點來說道,因為大眾就愛吃這一套。

以上為閑扯淡

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回到正題。問題的前提是人類遇到了外星人。這隻有一種可能,外星人科技大大超越地球。假如外星人科技與地球差不多,由於科技水平限制還無法跨越廣袤時空來和我們接觸,所以這是不可能。

當外星人科技大大超越地球,溝通是單向的,他想溝通才會溝通,他想怎麼溝通就怎麼溝通,各種度量也不用地球人來操心,動物世界裡的猴子會操心測量它的尺子是英標還是國標嗎?


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