假設(shè)交流系統(tǒng)的復(fù)雜性可以用信息的復(fù)雜性來(lái)衡量，那這就涉及到一個(gè)稱為“信息論”的數(shù)學(xué)領(lǐng)域。該理論最早用于測(cè)定通過(guò)電話線傳輸?shù)男畔⒘�。貝爾�?shí)驗(yàn)室的克勞德·香農(nóng)(Claude Shannon)在1949年提出了信息論，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，現(xiàn)在該理論已經(jīng)在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
勞倫斯·多伊爾(Laurance Doyle)是SETI協(xié)會(huì)宇宙生命研究中心的主要研究者，同時(shí)也是美國(guó)航空航天局開普勒任務(wù)科學(xué)組的成員。他和來(lái)自加州大學(xué)戴維斯分校的布倫達(dá)·麥考恩(Brenda McCowan)、肖恩·漢瑟(Sean Hanser)決定采用信息論的方法對(duì)瓶鼻海豚的交流方式進(jìn)行研究，觀察它們的聲音交流系統(tǒng)能傳送多大的信息量。信息量的大小取決于信息發(fā)生頻率的分布，即“信息熵”。
有關(guān)這方面研究的一個(gè)早期例子是齊夫定律(Zipf's Law)。該定律以一位哈佛語(yǔ)言學(xué)家的名字命名，他將小說(shuō)中出現(xiàn)的英文字母按出現(xiàn)頻率(對(duì)數(shù)刻度)進(jìn)行繪圖，得到一條差不多45度，斜率為-1的直線。換句話說(shuō)，最常出現(xiàn)的字母比次常見的字母出現(xiàn)頻率高10倍；而次常見字母的出現(xiàn)頻率則是第三常見字母的10倍，并以此類推。他還對(duì)中文字符、英語(yǔ)單詞和俄羅斯音素等進(jìn)行了類似的分析，也都獲得了斜率基本為-1的頻率分布圖。
這些結(jié)果顯示，齊夫定律似乎可以用來(lái)描述語(yǔ)言中必要成分的分布�？茖W(xué)家用瓶鼻海豚的聲音信號(hào)制作了齊夫斜率圖，獲得了斜率為-1的直線。這意味著海豚的聲音交流系統(tǒng)可能包含著復(fù)雜的關(guān)系規(guī)則(在人類的交流系統(tǒng)中，這種規(guī)則被語(yǔ)言學(xué)家稱為“語(yǔ)法”)。對(duì)嬰兒咿呀學(xué)語(yǔ)時(shí)的聲音信號(hào)進(jìn)行分析則發(fā)現(xiàn)，其斜率比齊夫定律中的平緩得多。在海豚幼崽中也記錄到了與人類嬰兒相似的聲音頻率分布圖。這告訴我們，在海豚很小的時(shí)候，它們也會(huì)咿呀學(xué)語(yǔ)，到成熟時(shí)才掌握“語(yǔ)言”。
科學(xué)家在座頭鯨身上進(jìn)行了同樣的研究。座頭鯨是具有復(fù)雜社會(huì)性的動(dòng)物，它們與海豚一樣，也十分依賴聲音交流系統(tǒng)，而更少依賴姿勢(shì)或面部表情。在人類之前的幾百萬(wàn)年前，座頭鯨就已經(jīng)發(fā)展出了全球性的交流系統(tǒng)。
座頭鯨對(duì)噪聲的處理方式也與人類相似。當(dāng)我們拿起電話時(shí)，如果出現(xiàn)雜音，通話者就會(huì)減慢說(shuō)話速度，保證對(duì)方能聽清楚所有用詞�？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)座頭鯨受到船舶噪音干擾時(shí)，它們會(huì)減慢向彼此發(fā)出聲音的頻率。它們還會(huì)在制造氣泡圍捕魚類的同時(shí)，彼此進(jìn)行交流。不過(guò)，科學(xué)家的計(jì)算結(jié)果顯示，座頭鯨聲音頻率的減慢，最多只能抵消60%的船舶噪音，而它們的交流時(shí)間也會(huì)因此變長(zhǎng)。
這種現(xiàn)象意味著什么？我們可以借用一個(gè)類比來(lái)說(shuō)明。面對(duì)一份缺失部分字母和單詞的文本，我們?nèi)钥梢赃\(yùn)用強(qiáng)大的語(yǔ)法組織能力，將文本的信息提取出來(lái)。在座頭鯨中可能也存在著類似的“語(yǔ)法”，因?yàn)樗鼈兗词箾]有聽到完整的聲音，也能夠獲得足夠的信息。目前科學(xué)家還沒有足夠的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)座頭鯨和人類的“信息熵”進(jìn)行對(duì)比，但可以肯定的是，這些鯨魚的交流系統(tǒng)具有很高的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。
信息論也可以應(yīng)用在單程交流系統(tǒng)中，如棉花等植物與黃蜂的交流。棉花能夠告訴黃蜂哪一株植物可以停留(植物上擁有作為黃蜂獵物的蟲子)。雖然這還不是不同星球間的交流，但這種不同生物界之間的交流，已經(jīng)是科學(xué)家目前所觀察到最接近的了。
將信息論應(yīng)用在蜜蜂身上也很有趣，它們的“搖擺舞”通信系統(tǒng)涉及利用太陽(yáng)進(jìn)行導(dǎo)航。蜜蜂擁有SETI分析中的三個(gè)重要要素：一個(gè)交流系統(tǒng)；利用工具(建造六角形的蜂巢結(jié)構(gòu))；能運(yùn)用天文學(xué)(利用太陽(yáng)，有時(shí)是滿月來(lái)尋找蜜源)。
更多的嘗試
在利用無(wú)線電進(jìn)行搜索的同時(shí)，用光學(xué)手段搜尋地外文明的嘗試也越來(lái)越多。無(wú)線電SETI搜尋的是窄帶傳輸?shù)男盘?hào)，自然界顯然無(wú)法產(chǎn)生這種信號(hào)。光學(xué)手段SETI則依賴于納秒級(jí)脈沖光的監(jiān)測(cè)。只有人工的技術(shù)力量才能制造出這樣的信號(hào)，就科學(xué)家目前所知，自然界中最快的脈沖光來(lái)自毫秒脈沖星。