“天書密碼”與“圖靈炸彈”

黃牛大叔

精英的聚會(huì)

1939年9月4日，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后的第4天，位于倫敦西北的布萊奇利無線廣播公司里，一次秘密會(huì)議正在進(jìn)行。

“先生們！”主持會(huì)議的海軍上校丹尼斯頓大聲說道，“你們都是不同領(lǐng)域的精英，但從今天開始，你們將執(zhí)行一個(gè)共同的任務(wù)——破譯德國(guó)人的恩尼格瑪！”

丹尼斯頓的對(duì)面坐著寥寥幾個(gè)人，他們個(gè)個(gè)一臉困惑，盯著桌上那臺(tái)剛剛繳獲的恩尼格瑪密碼機(jī)發(fā)呆。其中有位數(shù)學(xué)家一邊飛快地在草紙上演算著，一邊自言自語地說：“這臺(tái)小機(jī)器差不多能制造出一萬五千九百億億種編碼方式，也就是在159后面加18個(gè)0，我們得花50萬億年才能把這么多種可能性全部驗(yàn)證一遍……”

“不！”丹尼斯頓打斷了他，“德國(guó)人每天都會(huì)更改密碼機(jī)的設(shè)置，所以你們每天只有十幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間——午夜0點(diǎn)一過，一切又從頭開始！”

“什么？！”眾人發(fā)出一片驚呼。這時(shí)，一個(gè)冷靜的聲音突然傳來：“我們都不是這臺(tái)機(jī)器的對(duì)手。要打敗它，只能靠另一臺(tái)機(jī)器！”

恩尼格瑪密碼機(jī)

恩尼格瑪密碼機(jī)的操作十分簡(jiǎn)單，只要鍵入電文字母，就可以在字母顯示燈上看到加密后的電報(bào)明文字母。但是，這種字母間的加密轉(zhuǎn)換是無法預(yù)測(cè)的，因?yàn)槊慨?dāng)輸入一個(gè)字母，密碼機(jī)內(nèi)部暗藏的3根轉(zhuǎn)子就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一次，為下一個(gè)字母更換一組不同的加密方式。而且，這3根轉(zhuǎn)子的初始位置以及接線方式還可以由發(fā)報(bào)方自由設(shè)置。在不知道德軍的這些設(shè)置的情況下，盟軍截獲的電文只是一堆毫無規(guī)律的亂碼，憑人力根本無法破解。

會(huì)思考的機(jī)器

說話的人名叫阿蘭·圖靈，一位年輕的劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)教授，同時(shí)也是一個(gè)密碼學(xué)天才。在接下來的日子里，當(dāng)團(tuán)隊(duì)其他成員都在使用傳統(tǒng)的計(jì)算與推理方法強(qiáng)攻德軍的亂碼電報(bào)時(shí)，圖靈卻整天一個(gè)人躲在一邊，在圖紙上設(shè)計(jì)著他的機(jī)器。終于，同事們對(duì)他忍無可忍，跑到丹尼斯頓那里投訴了他。

“人類智慧都無能為力的問題，一堆齒輪、電纜、轉(zhuǎn)軸就能解決嗎？”聞?dòng)嵹s來的丹尼斯頓氣憤地質(zhì)問圖靈。

“理論上講，我們可以制造一種能夠像人一樣思考的機(jī)器?！眻D靈激動(dòng)地拿出自己的圖紙給他看，“我現(xiàn)在需要10萬英鎊資金來建造這臺(tái)機(jī)器。”

“不可能的?！钡つ崴诡D傲慢地?cái)[了擺手，“我不能把寶貴的戰(zhàn)爭(zhēng)資金用在無用的地方。作為這里的長(zhǎng)官，我現(xiàn)在命令你立刻拋棄這些幻想，與其他同事一起認(rèn)真工作?！?/p>

“長(zhǎng)官？”圖靈眨眨眼睛，“那么，您的長(zhǎng)官又是誰呢？”

“溫斯頓·丘吉爾，唐寧街10號(hào)?！钡つ崴诡D說完，不無嘲諷地沖著圖靈冷笑起來。

首相的信

一個(gè)星期后，一封從唐寧街10號(hào)寄來的信被擺在了丹尼斯頓的辦公桌上。

“圖靈先生的想法很好，我希望你可以給他全力支持。”

看著紙上丘吉爾的筆跡，丹尼斯頓被氣得直打哆嗦?！八谷徽娴慕o首相寫信了……”

雖然并不情愿，但事已至此，丹尼斯頓也只能遵命照辦，給圖靈撥款。不久，一臺(tái)好似巨型木柜的奇怪機(jī)器就被打造了出來。它高2米，長(zhǎng)2米，寬1米，上面分布著密密麻麻的線纜和121個(gè)轉(zhuǎn)子，以及標(biāo)注著26個(gè)英文字母的插線口。

“我管它叫‘炸彈，它一定能把恩尼格瑪炸個(gè)粉碎。”圖靈興奮地說著，拿起一封剛剛截獲的德軍電報(bào)，對(duì)照著滿篇天書一般的雜亂字母，將對(duì)應(yīng)的插線口用線纜連接起來。然后，他合上電閘，這臺(tái)龐然大物頓時(shí)轟鳴著運(yùn)轉(zhuǎn)起來……

“炸彈”要提速

一天，兩天，“炸彈”隆隆的轟鳴聲始終持續(xù)著……圖靈就這樣坐在工作室里，睡覺也不離開，一直等到第七天——終于，機(jī)器停轉(zhuǎn)了。

“就是它！”圖靈拿著那封上星期的電文，對(duì)著“炸彈”上顯示的計(jì)算結(jié)果興奮地叫了起來。聞?dòng)嵍鴣淼耐聜儼l(fā)出一陣驚嘆。雖然7天譯出一封電報(bào)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)毫無意義，但是要知道，團(tuán)隊(duì)成員幾個(gè)月來還一無所獲呢。

“我們要想辦法讓它提速?！辈恢钦l說了這么一句。很顯然，從這一刻起，大家都已經(jīng)拋棄了對(duì)機(jī)器的成見，把全部希望都寄托在了圖靈的“炸彈”身上。

酒吧奇遇

在大家的共同努力下，“炸彈”的運(yùn)算速度幾經(jīng)提高。可是盡管如此，要想把一萬五千九百億億種編碼方式全部驗(yàn)證完，一天還是不夠用。圖靈為此整夜失眠，最后只好去酒吧借酒澆愁。

一天，一個(gè)醉醺醺的男子湊到圖靈身邊，樂呵呵地對(duì)他說：“你知道嗎，有個(gè)倒霉的德國(guó)電報(bào)員就要被槍斃了？”

圖靈疑惑地盯著這個(gè)人，感到莫名其妙。

男子大笑起來。原來，他是名無線電監(jiān)聽員，專門負(fù)責(zé)監(jiān)聽德國(guó)的一座無線電站。最近幾天，他攔截到的電報(bào)中常常出現(xiàn)一個(gè)女人的名字，而根據(jù)德軍的規(guī)定，不同的電報(bào)明文中是嚴(yán)禁出現(xiàn)相同詞語的?！拔也履莻€(gè)電報(bào)員肯定是陷入熱戀昏了頭。不過希特勒才不會(huì)因此饒了他呢?！?/p>

“不許出現(xiàn)相同的詞語……”圖靈機(jī)械地重復(fù)著這句話，早把身邊那個(gè)喋喋不休的酒鬼忘到了腦后?！暗?，有一句話他們不會(huì)禁止，對(duì)嗎？”突然，他像著了魔似的大叫一聲，隨即跳起來，在人們驚愕的目光中徑直沖出了酒吧大門。

來自希特勒的“幫助”

圖靈一路奔跑，一路呼喊，將團(tuán)隊(duì)成員召集到了工作室里?！叭绻幸徊糠蛛娢膬?nèi)容是已知的，我們就能以此設(shè)置出一個(gè)很小的檢索范圍，大大縮短檢索時(shí)間，對(duì)不對(duì)？”他激動(dòng)地說。

“但問題是，我們不可能知道電文內(nèi)容，否則我們干嘛還要在這里破譯它？”大伙都不明白圖靈的意思。

“不?！眻D靈擺了擺手，“想想看，德國(guó)人的每封電報(bào)里都會(huì)出現(xiàn)哪句相同的話？那就是我們的解謎鑰匙?！?/p>

“相同的？”團(tuán)隊(duì)中的德語專家眼前一亮，“你說的該不會(huì)是那句該死的納粹口號(hào)吧……”

“沒錯(cuò)，就是那句‘希特勒萬歲。希特勒做夢(mèng)也想不到，是他親手給了我們這把鑰匙。”

1小時(shí)后，謎底揭曉了—— 圖靈的“炸彈”順利地破譯出了德軍電報(bào)。從此，恩尼格瑪再也不是什么難懂的天書，德軍的大量機(jī)密通信被盟軍一覽無余。據(jù)估算，二戰(zhàn)因此提前結(jié)束了2年，至少2 000萬人得到了拯救。

戰(zhàn)后，圖靈繼續(xù)進(jìn)行著人工智能的研究，成為計(jì)算機(jī)邏輯學(xué)的奠基人，被后人稱作“人工智能與計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”。為了紀(jì)念他，計(jì)算機(jī)學(xué)界的最高獎(jiǎng)項(xiàng)被命名為“圖靈獎(jiǎng)”。

編輯/王君梅