Klick, klick! Wissenschaftler entschlüsseln das mysteriöse phonetische Alphabet der Pottwale

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Tian Dawei (populärwissenschaftlicher Autor)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um die neuesten Entwicklungen in Spitzenwissenschaft und -technologie zu verstehen, hat das Spitzenwissenschafts- und -technologieprojekt von China Science Popularization eine Artikelserie mit dem Titel „Hilfe beim Verstehen führender wissenschaftlicher Zeitschriften“ veröffentlicht, in der herausragende Artikel aus maßgeblichen Zeitschriften ausgewählt und so schnell wie möglich in einfacher Sprache interpretiert werden. Erweitern wir unseren wissenschaftlichen Horizont und genießen wir den Spaß an der Wissenschaft durch das Fenster der Top-Zeitschriften.

Im Science-Fiction-Film „Arrival“ versucht ein Linguist, die Sprache von Außerirdischen zu erlernen und schafft es schließlich, mit außerirdischen Zivilisationen zu kommunizieren. Nachdem er die außerirdische Sprache gemeistert hatte, beherrschte der Protagonist auch die Weltanschauung der Außerirdischen, wodurch unser ursprüngliches Zeitkonzept durchbrochen wurde und er die Zukunft vorhersehen konnte.

Allerdings handelt es sich bei den in Science-Fiction-Geschichten beschriebenen Dingen lediglich um romantische Fantasien über die Kommunikation zwischen den Arten. Aber Sprache hat einen Einfluss darauf, wie Menschen denken und die Welt sehen. Im „Tractatus Logico-Philosophicus“ erwähnte Wittgenstein, dass „die Grenzen meiner Sprache die Grenzen meiner Welt sind“. In ihrem Buch „Wie Sprache den menschlichen Geist formt“ erwähnt Viorica Marian, dass die Sprache, die ein Mensch verwendet, die Art und Weise beeinflusst, wie er die Welt sieht und über Probleme nachdenkt.

Die Beherrschung einer anderen menschlichen Sprache reicht aus, um unsere Sicht auf die Welt zu verändern. Wenn wir die Sprache eines anderen Lebewesens beherrschen, kann dies den Menschen möglicherweise dabei helfen, eine völlig neue Denkweise zu entwickeln.

Im Ozean haben Wissenschaftler eine Gruppe intelligenter Lebewesen entdeckt, die möglicherweise über ein Sprachsystem verfügen: Wale. Eine kürzlich in Nature Communications, einer wissenschaftlichen Zeitschrift des Springer Nature-Verlags, veröffentlichte ökologische Forschungsarbeit ergab, dass Pottwale verschiedene Klickgeräusche und -rhythmen kombinieren und regulieren können, um komplexe Rufe zu erzeugen, die der menschlichen Sprache ähneln. Durch das Zuhören und Entschlüsseln ihrer Laute könnte es dem Menschen möglich sein, zwischen den Arten zu kommunizieren.

Buckelwal

Bildquelle: wikimedia

Natürlich basiert all dies auf der Annahme, dass Wale tatsächlich eine eigene Sprache haben.

CETI: Übersetzungsprojekt zum Verständnis der Walklicks

Der Gesang der Wale ist der Menschheit schon lange bekannt. Obwohl viele Walrufe eine relativ niedrige Frequenz haben, liegen die Rufe einiger Wale glücklicherweise im Bereich des menschlichen Hörvermögens. In den 1940er Jahren haben Menschen mit Unterwassermikrofonen eine große Zahl von Walgesängen aufgezeichnet. Als immer mehr Walgesänge aufgezeichnet wurden, entdeckte man nach und nach feste Muster und sich wiederholende Rhythmen, was den Verdacht aufkommen ließ, dass „Wale ihre Gesänge möglicherweise dazu verwenden, bestimmte Informationen zu übermitteln“.

Unter den singenden Walen sind die Gesänge der Pottwale sicherlich nicht schön, aber ihre „Klick-Klick“-Geräusche haben einige Wissenschaftler fasziniert.

Pottwal

Bildquelle: wikimedia

Im Meer erzeugen Pottwale Klickgeräusche zur Jagd, als sehr soziale Tiere nutzen sie diese Geräusche jedoch auch zur Kommunikation zwischen Familienmitgliedern oder verschiedenen Familiengruppen.

Ein Wissenschaftler namens David Gruber war fasziniert von den Geräuschen der Pottwale. Im Jahr 2017 trat Gruber dem Radcliffe Institute for Advanced Study der Harvard University bei, das Spitzenwissenschaftler aus vielen Disziplinen zusammenbringt und ein guter Ort für Wissenschaftler ist, um interdisziplinären Austausch zu betreiben und Forschungsideen zu entwickeln. Auch Grubers ehrgeizigster Plan begann hier.

Während Gruber in seinem Büro den Geräuschen der Duftwale lauschte, kam zufällig ein Wissenschaftler namens Shafi Goldwasser an Grubers Büro vorbei und hörte die Geräusche ebenfalls.

Goldwasser ist Informatiker. 2012 gewann sie den Turing Award für ihre Beiträge zur Kryptographie. Diese Auszeichnung ist als „Nobelpreis für Informatik“ bekannt. Goldwasser glaubte, dass die Geräusche der Pottwale wie Morsezeichen seien und dass maschinelles Lernen in der Lage sein könnte, die Muster dahinter zu entschlüsseln, also erzählte sie Gruber von dieser Idee.

Die beiden Wissenschaftler verstanden sich auf Anhieb, mussten jedoch noch weitere Experten konsultieren, um zu entscheiden, ob dies möglich war. Zufällig war Michael Bronstein zu dieser Zeit auch Forscher am Harvard Radcliffe Institute for Advanced Study. Er ist Experte für künstliche Intelligenz und wechselte 2022 an die Universität Oxford, wo er zum DeepMind-Professor für künstliche Intelligenz ernannt wurde.

Brownstein hält diese Idee für besonders verrückt, aber das, was dieses Projekt versucht, ist tatsächlich das, worin KI gut ist, und es ist einen Versuch wert. Nachdem Gruber die Bestätigung der Experten erhalten hatte, begann er, das Projekt voranzutreiben. Und so wurde die Cetacean Language Translation Initiative – CETI – geboren.

Der Name des CETI-Projektes erinnert bewusst an das SETI-Projekt (Search for Extraterrestrial Intelligence), was auch zeigt, dass es sich in Grubers Augen um ein extrem tolles Projekt handelt.

Das ultimative Ziel dieses Projekts ist es, die Sprache der Wale zu verstehen.

CETI-Projekt

Bildquelle: Screenshot der offiziellen CETI-Website

Epilog: Der Schlüssel zur Entschlüsselung der Walsprache?

Pottwale haben die größten Gehirne in der Natur und sind außerdem soziale Tiere. Neben der Jagd kommunizieren und interagieren Pottwalgruppen auch zu bestimmten Tageszeiten miteinander, indem sie ein Geräusch namens „Codas“ verwenden.

„Codas“ war ursprünglich ein musikalischer Begriff. Es bezieht sich auf die regelmäßigen, sich wiederholenden Töne, die am Ende mancher Musikstücke auftreten. Sie werden „Codas“ genannt und diese Laute enthalten oft besondere Bedeutungen. Dieser Laut ist auch im Klickgeräusch der Pottwale vorhanden und wird deshalb auch Coda genannt.

Obwohl der Name Coda lautet, bedeutet dies nicht, dass diese Laute am Ende des Rufs des Pottwals erscheinen müssen. Für die CETI-Studie analysierten Wissenschaftler von 2005 bis 2018 Pottwalgeräusche in der östlichen Karibik.

Zwei Pottwale kommunizieren

Bildquelle: Referenz 5

Die Ergebnisse zeigten, dass Pottwale bei der Kommunikation abwechselnd Kielwassergeräusche verwenden, ähnlich wie in einem Frage-und-Antwort-Format, und dass ihre Verwendung von Kielwassergeräuschen komplexer sein könnte, als man sich vorstellte. Erstens könnten Pottwale die Klicks beschleunigen oder verlangsamen, ein Prozess, den die Forscher „Rubato“ nennen und der einer Teleskoptransformation ähnelt. Analog zum Menschen sprechen manche Menschen schnell, manche langsam oder verändern ihre Sprechgeschwindigkeit in bestimmten Situationen.

Darüber hinaus können Pottwale dem festen Muster zusätzliche Klickgeräusche als Verzierung hinzufügen. Auch bei Untersuchungen der Sprache anderer Wale haben Wissenschaftler ähnliche Phänomene festgestellt. So entdeckte beispielsweise Brenda Mccowan, Professorin an der School of Veterinary Medicine der University of California in Davis, bei der Untersuchung der Gesänge von Buckelwalen ebenfalls das Vorhandensein von Codas und Verzierungen in deren Gesängen. Der Zweck dieser modifizierten Gesänge der Buckelwale ist jedoch noch immer unklar. Von diesen Geräuschen bereitet den Wissenschaftlern natürlich das Kielwasser der Wale die größten Sorgen.

„Alphabet“: Der erste Schritt zum Verständnis der Wale

Die Kielwasserspur des Pottwals besteht im Allgemeinen aus 3 bis 40 rhythmischen Klicks. Dabei spielen zwei Dimensionen eine Rolle: die eine ist der Rhythmus und die andere ist der Klang, der bei jedem Spielen des Rhythmus erzeugt wird.

Um es leichter verständlich zu machen, wollen wir die Situation in der menschlichen Welt als Analogie verwenden. Der Rhythmus ist leicht zu verstehen. „Da-da-da-da-da“ und „Da---Da---Da---Da-da-da“ sind zwei verschiedene Rhythmen. Auch die zum Schlagen des Rhythmus verwendeten Geräusche können ersetzt werden. Es kann „da-da da da“, „ka-da da da“ oder „ka-ka da ka“ lauten. Pottwale können durch unterschiedliche Rhythmen und Lautkombinationen viele Informationen vermitteln.

Nachdem die Forscher mithilfe künstlicher Intelligenz die Kielwasserströmungen der Pottwale analysiert hatten, konnten sie 156 Arten von Pottwal-Kielwasserströmungen identifizieren und auf deren Grundlage ein „Alphabet“ der Pottwal-Kielwasserströmungen zusammenstellen, das 18 von Pottwalen häufig verwendete Rhythmen und die verschiedenen Arten von Geräuschen umfasst, die in jedem Takt verwendet werden. Dies könnten die Grundelemente der Pottwalsprache sein, genau wie das chinesische phonetische Alphabet, das wir verwenden.

Pottwal-Alphabet

Bildquelle: Referenz 5

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass das „Alphabet“ lediglich die Grundelemente zusammenfasst, die im Schwanz des Pottwals vorhanden sein können, und keinerlei Bedeutung hat. Wenn die Klickgeräusche der Pottwale tatsächlich der menschlichen Sprache ähneln, dann ist die Entschlüsselung des „Alphabets“ für die Wissenschaftler nur der erste Schritt.

Als nächstes untersuchten die Forscher mögliche Bedeutungen basierend auf den Kombinationen im Alphabet.

Spielen Sie Pottwalen beispielsweise bestimmte Lautkombinationen vor, um ihre Reaktion zu beobachten und indirekt auf ihre Bedeutung zu schließen.

Diana Reiss, Psychologin und Tierverhaltensforscherin an der City University of New York, glaubt, dass es für Menschen zwar schwierig sei, die Sprache der Pottwale eins zu eins in die menschliche Sprache zu übersetzen, es aber bereits bemerkenswert sei, dass ihnen dies gelingt.

Darüber hinaus glauben einige Wissenschaftler, dass ein solches Alphabet möglicherweise bedeutungslos sei. Wir gehen beispielsweise davon aus, dass der Pottwal die Geschwindigkeit einiger Rhythmen ändert und am Ende einige Verzierungen hinzufügt, sodass wir dieses Alphabet erhalten. Wenn die vorherigen Annahmen nicht zutreffen, ist dieses Alphabet bedeutungslos.

Aber ungeachtet dessen ist dies ein wichtiger Schritt bei unserem Versuch, die Sprache eines anderen Organismus zu verstehen. Wenn es uns gelingt, die Sprache der Wale zu entschlüsseln, können wir in Zukunft nicht nur mit Walen sprechen, sondern die Welt auch aus einer völlig neuen Perspektive betrachten. Solches Denken kann den Menschen ungeahnte Inspiration bringen.

Quellen:

【1】Sonne Zifa. Neueste Forschung: Pottwale können komplexe Rufe erzeugen, die der menschlichen Sprache ähneln.[EB/OL](2024-05-08)[2024-05-20].

【2】Whitehead, H. Pottwale: soziale Evolution im Ozean. Choice 41, 41–3452–41–3452 (2004).

【3】Elizabeth Kolbert, können wir mit Walen sprechen?[EB/OL](2023-09-04)[2024-05-20]

【4】Whitehead, H. (2003). Pottwale: Soziale Evolution im Ozean. Chicago: University of Chicago Press. P. 4. ISBN 978-0-226-89518-5.

【5】Sharma P, Gero S, Payne R, et al. Kontextuelle und kombinatorische Struktur in Pottwal-Lautäußerungen[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 3617.

【6】Mindy Weisberger. Wissenschaftler sagen, sie hätten in Walrufen ein „phonetisches Alphabet“ entdeckt.[EB/OL](2024-05-13)[2024-05-20]

【7】Sarah Kuta. Wissenschaftler entdecken ein „phonetisches Alphabet“, das von Pottwalen verwendet wird, und kommen der Entschlüsselung ihres Geplappers damit einen Schritt näher. [EB/OL](8.05.2024)[20.05.2024]