カチッ、カチッ！科学者がマッコウクジラの謎の音声アルファベットを解読

制作：中国科学普及協会

著者: ティアン・ダウェイ (ポピュラーサイエンスクリエイター)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：中国科学普及の最先端科学技術プロジェクトは、最先端科学技術の最新動向を理解するために、「トップ科学ジャーナルの理解を助ける」と題する一連の記事を開始しました。これは、権威あるジャーナルから優れた論文を選び、できるだけ早く平易な言葉で解釈するものです。トップジャーナルを通して科学の視野を広げ、科学の楽しさを味わいましょう。

SF映画「メッセージ」では、言語学者がエイリアンの言語を学ぼうとし、最終的にエイリアン文明とのコミュニケーションを実現しました。主人公はエイリアンの言語を習得した後、エイリアンの視点で世界を見るようになり、人間の本来の時間の概念を打ち破り、未来を予見できるようになりました。

しかし、SF 小説で描かれているのは、異種間のコミュニケーションというロマンチックなファンタジーにすぎません。しかし、言語は人間の考え方や世界観に影響を与えます。ウィトゲンシュタインは『論理哲学論考』の中で、「私の言語の限界は私の世界の限界である」と述べています。ヴィオリカ・マリアンは著書『言語は人間の心をどのように形作るか』の中で、人が使用する言語は世界を見る方法や問題に対する考え方に影響を与えると述べています。

別の人間の言語を習得するだけで、私たちの世界の見方は変わります。もし私たちが他の生物の言語を習得できれば、それは人類がまったく新しい考え方を切り開くのに本当に役立つかもしれません。

科学者たちは海の中で、言語システムを持っている可能性のある知的な生き物のグループを発見しました。それはクジラです。シュプリンガー・ネイチャー傘下の学術誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」に最近発表された生態学的研究論文によると、マッコウクジラはさまざまな「クリック」音とリズムを組み合わせて調節し、人間の言語に似た複雑な鳴き声を作り出すことができるという。彼らの音を聞いて解読することで、人間は異種間のコミュニケーションを実現できるかもしれない。

ザトウクジラ

画像出典: ウィキメディア

もちろん、これはすべて、クジラが実際に独自の言語を持っているという前提に基づいています。

CETI: クジラのクリック音を理​​解するための翻訳プロジェクト

クジラの歌は人類に古くから知られています。多くのクジラの鳴き声は比較的低い周波数ですが、幸いなことに、一部のクジラの鳴き声は人間の可聴範囲内に収まります。 1940年代、人類は水中マイクを通じてクジラの「歌」を多数録音した。クジラの歌がどんどん録音されるにつれて、人々は次第に一定のパターンや繰り返されるリズムを発見し、「クジラは歌を使って特定の情報を伝えているのかもしれない」と疑い始めました。

歌うクジラの中でも、マッコウクジラの歌は決して美しいとは言えないが、その「カチカチ」という音は一部の科学者を魅了している。

マッコウクジラ

画像出典: ウィキメディア

海では、マッコウクジラは狩りをするためにクリック音を出しますが、非常に社会的な動物であるため、家族間または異なる家族グループ間のコミュニケーションにこの音を使用します。

デビッド・グルーバーという科学者はマッコウクジラの鳴き声に魅了されました。 2017年、グルーバー氏はハーバード大学ラドクリフ高等研究所に入所しました。この研究所は多くの分野のトップクラスの科学者を集めており、科学者が学際的な交流を行い、研究のアイデアを広げるのに最適な場所です。グルーバーの最も野心的な計画もここから始まりました。

グルーバー氏がオフィスでクジラの匂いのする音を聞いていると、シャフィ・ゴールドヴァッサーという科学者が偶然グルーバー氏のオフィスの前を通りかかり、その音を聞いた。

ゴールドワッサーはコンピューター科学者です。 2012年、彼女は暗号技術への貢献によりチューリング賞を受賞した。この賞は「コンピュータサイエンスのノーベル賞」として知られています。ゴールドワッサー氏は、マッコウクジラの鳴き声はモールス信号のようなもので、機械学習でその背後にあるパターンを解読できるかもしれないと考え、このアイデアをグルーバー氏に伝えた。

二人の科学者はすぐに意気投合したが、これが実行可能かどうかを判断するには他の専門家に相談する必要があった。偶然にも、マイケル・ブロンスタインは当時、ハーバード大学ラドクリフ高等研究所の研究員でもありました。彼は人工知能の専門家であり、2022年にオックスフォード大学に加わり、DeepMindの人工知能教授に任命されました。

ブラウンスタイン氏は、このアイデアは特にクレイジーだと考えているが、このプロジェクトがやろうとしていることはまさに AI が得意とすることであり、試してみる価値はあるという。専門家からの確認を得た後、グルーバー氏はプロジェクトを進め始めた。そして、クジラ目言語翻訳イニシアチブ（CETI）が誕生しました。

CETI プロジェクトの名前は意図的に SETI (地球外知的生命体探査) プロジェクトを連想させるもので、グルーバー氏にとってこれは極めて偉大なプロジェクトであるということも表しています。

このプロジェクトの最終的な目標は、クジラの言語を理解することです。

CETIプロジェクト

画像出典: CETI公式サイトのスクリーンショット

エピローグ：クジラの言語を解読する鍵は？

マッコウクジラは自然界で最も大きな脳を持ち、社会的な動物でもあります。マッコウクジラの群れは狩りをするだけでなく、毎日特定の時間に「コーダ」と呼ばれる音を使って互いにコミュニケーションを取り、交流します。

「コーダ」はもともと音楽用語でした。これは、一部の音楽の最後に現れる規則的な繰り返し音を指します。これらは「コーダ」と呼ばれ、これらの音には特別な意味が含まれることがよくあります。この音はマッコウクジラのクリック音にも存在するため、コーダとも呼ばれます。

名前はコーダですが、必ずしもマッコウクジラの鳴き声の最後にこの音が現れるというわけではありません。 CETIの研究では、科学者らは2005年から2018年にかけて東カリブ海でマッコウクジラの鳴き声を分析した。

コミュニケーションをとる2頭のマッコウクジラ

画像出典: 参考文献 5

その結果、マッコウクジラはコミュニケーションをとる際に、まるで質問と答えの形式のように、航跡音を交互に使用しており、航跡音の使用は人々が想像するよりも複雑である可能性があることが示された。まず、マッコウクジラはクリック音を速くしたり遅くしたりしている可能性がある。研究者らはこれを「ルバート」と呼んでおり、伸縮変形に似ている。人間と同じように、速く話す人もいれば、ゆっくり話す人もおり、状況に応じて話す速度を変える人もいます。

さらに、マッコウクジラは装飾として固定パターンに追加のクリック音を加えることもあります。科学者たちは他のクジラの言語の研究でも同様の現象を発見した。例えば、カリフォルニア大学デービス校獣医学部のブレンダ・マコーワン教授も、ザトウクジラの歌を研究していたときに、その歌にコーダや装飾音が存在することを発見したが、ザトウクジラの歌が変化した目的が何であるかは依然として不明である。もちろん、これらの音の中で、科学者が最も懸念しているのはクジラの航跡です。

「アルファベット」：クジラを理解するための第一歩

マッコウクジラの航跡は通常、3～40 回のリズミカルなクリック音で構成されています。ここには 2 つの側面が関係しています。1 つはリズム、もう 1 つはリズムが再生されるたびに使用されるサウンドです。

理解しやすくするために、人間界の状況を例えにしてみましょう。リズムが分かりやすいです。 「ダダダダダ」と「ダ---ダ---ダ---ダダダ」は異なるリズムです。リズムを刻む際に使用する音も置き換えることができます。 「ダ・ダ・ダ・ダ」、「カ・ダ・ダ・ダ」、または「カ・カ・ダ・カ」のいずれかです。マッコウクジラはさまざまなリズムと音の組み合わせを通じて多くの情報を伝えることができます。

研究者らはAIを使ってマッコウクジラの航跡を分析し、156種類のマッコウクジラの航跡を特定し、これらの航跡に基づいてマッコウクジラの航跡の「アルファベット」をまとめた。これには、マッコウクジラが一般的に使用する18種類のリズムと、各拍子で使用されるさまざまな種類の音が含まれている。これらは、私たちが使用している中国語の表音文字と同じように、マッコウクジラの言語の基本要素である可能性があります。

マッコウクジラのアルファベット

画像出典: 参考文献 5

研究は、「アルファベット」はマッコウクジラの尾に存在する可能性のある基本要素を要約したものであり、何の意味も表していないと結論付けている。もしマッコウクジラのクリック音が本当に人間の言語のようなものだとしたら、科学者が「アルファベット」を分類するのは単なる第一歩に過ぎない。

次に、研究者たちはアルファベットの組み合わせに基づいて考えられる意味を調べました。

たとえば、マッコウクジラに特定の音の組み合わせを聞かせて、その反応を見て、その意味を間接的に推測するなどです。

ニューヨーク市立大学の心理学者で動物行動学者のダイアナ・ライス氏は、人間がマッコウクジラの言語を人間の言語に一対一で翻訳するのは難しいが、それができるだけでも素晴らしいことだと考えている。

さらに、科学者の中には、そのようなアルファベットは無意味かもしれないと考える人もいます。たとえば、マッコウクジラがいくつかのリズムの速度を変えたり、エンディングに装飾を加えたりすることを想定すると、このアルファベットが得られます。前述の仮定が真実でない場合、このアルファベットは無意味になります。

しかし、いずれにせよ、これは他の生物の言語を理解しようとする試みにおいて重要な一歩です。クジラの言語を解読できれば、将来はクジラと会話するだけでなく、まったく新しい視点から世界を見ることもできるでしょう。そのような思考は、人間に想像を絶するインスピレーションをもたらすかもしれません。

参考文献:

【1】孫子発。最新の研究：マッコウクジラは人間の言語に似た複雑な鳴き声を出すことができる。[EB/OL](2024-05-08)[2024-05-20]。

【2】ホワイトヘッド、H. マッコウクジラ：海洋における社会進化。選択41、41–3452–41–3452（2004）。

【3】エリザベス・コルバート、クジラと話せるか？[EB/OL](2023-09-04)[2024-05-20]

【4】ホワイトヘッド，H.（2003）。マッコウクジラ：海洋における社会的進化。シカゴ：シカゴ大学出版局。 p. 4. ISBN 978-0-226-89518-5.

【5】Sharma P, Gero S, Payne R, et al.マッコウクジラの発声における文脈的および組み合わせ的構造[J]。ネイチャーコミュニケーションズ、2024年、15(1):3617。

【6】ミンディ・ワイズバーガー。科学者たちは、クジラの鳴き声に「音声アルファベット」を発見したと述べている。[EB/OL](2024-05-13)[2024-05-20]

【7】サラ・クタ。科学者がマッコウクジラが使用する「音声アルファベット」を発見、彼らの会話の解読に一歩近づく。 [EB/OL](2024-05-8)[2024-05-20]