Category: Second world war

这个故事你肯定听过吧？战争初期，西欧沦陷，英吉利海峡成为英国与法西斯铁蹄间唯一屏障，而大西洋航运线更是维系民众温饱与军备的生命线。但纳粹U型潜艇以"狼群战术"肆意猎杀商船，他们通过无线电协调行动——英军能截获这些电文，却因恩尼格玛密码机的复杂加密而无法破译。若不采取行动，希特勒先轰炸后饥荒的灭国计划必将得逞。这时，艾伦·图灵登场了。这位供职于布莱切利园政府密码学校的破译天才，以惊世智慧设计制造出世上首台计算机，成功破解恩尼格玛密码，瓦解狼群战术，扭转战局。正因如此，图灵被尊为"计算机之父"。 故事足够精彩，但与许多传奇一样，它与真相相去甚远。世界上首台数字电子计算机——当代计算机的雏形——确为二战期间英国为革新密码破译技术而造，这项创新堪称奇迹，但当时图灵甚至不在英国。它也不是布莱切利园那些主要来自公学与牛津剑桥的专家们的智慧结晶。这台名为"巨人"的计算机，其实是由邮局工程师汤米·弗劳尔斯发明的——他既无大学文凭，又是伦敦东区砌砖匠的儿子。因《官方保密法》约束，弗劳尔斯被禁言数十载。如今在他120周年诞辰之际，随着汤米·弗劳尔斯基金会致力纠正这段历史，这位先驱终获认可：国家计算机博物馆将展出艺术家吉米·C（以伦敦布里克斯顿大卫·鲍伊壁画闻名）创作的巨幅壁画。 这才是电影未曾展现的真相。 八月某个工作日，布莱切利园静谧宜人：湖畔的宏伟庄园里，破译员们曾在冬季攻克第三帝国层出不穷的机电加密设备间隙来此滑冰。主楼右侧矗立着几座混凝土小屋，正如一位女破译员初到时所言，它们看似阴郁却仍弥漫着可感知的历史氛围。游客在此往往低声细语，仿佛怕惊扰曾在此工作的天才英魂。斯蒂芬·弗雷曾说："光是念出布莱切利园这个名字就让我起鸡皮疙瘩。"显然，有此感受者远非他一人。 在游客中心咖啡馆，园区历史学家大卫·凯尼恩解释道，今日的宁静需置于历史语境中审视。他说，布莱切利园作为怪才云集的非军事枢纽这一流行印象，在初期或许成立。但到1943年末，经历多次破译突破后，这里已演变为支持整个盟军作战的大型情报工厂。图灵等密码学家最初工作的小屋被改为行政办公区，而先进的破译机在庄园后方通讯中心周围的字母编号大楼里嗡鸣运转，所有建筑通过机械传送带和真空管系统相连。巅峰时期这里有三班倒的万名工作者，其中四分之三为女性，平均年龄20至22岁，却始终保持着惊人的保密性。 纳粹使用的"替换密码"已有至少两千年历史。最早有记载的加密可追溯至尤利乌斯·凯撒，他在《高卢战记》中描述如何用希腊字母替换罗马字母向被围困的西塞罗将军传递密信。这种方法后来演变为著名的凯撒密码，将明文每个字母在字母表中固定移位。 但替换密码存在明显漏洞。例如若破译者识别出消息末尾的"希特勒万岁"，就能揭示密码模式。密文中高频或稀有字母，或常见字母组合也会根据语言规律提供线索。两千年来，密码学始终是编制者与破译者间的智慧较量。 恩尼格玛密码机大小如打字机，使用三个类似密码锁转盘的转子对明文加密。但密码锁仅有10个位置（0-9），每个恩尼格玛转子却有26个位置。真正复杂之处在于每个字母会触发不同的替换字母表——在某个位置"b"可能变成"f"，另一位置则变成"q"。更关键的是，每输入一个字母至少有一个转子转动，持续变更替换字母表，使破译者依赖的模式消失无踪。 英国早在1921年就知晓恩尼格玛，当时制造商试图向他们推销。才华横溢的破译员迪尔温·诺克斯（传闻在伊顿公学曾是凯恩斯恋人，后与图灵在布莱切利园共事）于1926年从维也纳带回一台测试。他们发现了细微但关键的漏洞并予以拒绝。到1939年战争爆发时，波兰天才数学家马里安·雷耶夫斯基已用纸笔徒手破解恩尼格玛。随后他与同事设计了名为"炸弹"的机器加速破译。图灵的众多杰出成就之一便是破解更复杂的海军恩尼格玛密码——正是它让U型潜艇狼群在大西洋肆虐。他还设计了自己的"炸弹"机，虽为致敬波兰发明但先进得多。这些贡献至关重要，但更大挑战接踵而至，引发未预见的危机。此时汤米·弗劳尔斯登场了。 至1941年6月，多数恩尼格玛破译工作已完成。但当月肯特郡诺克霍特的"Y服务"监听站截获一种陌生加密方式的纳粹电文。与使用摩斯电码的恩尼格玛不同，这条电文采用电传打印机代码，每个字母由五位二进制数表示。例如"G"是01011，即十进制数字11。每个字符的二进制代码以急促脉冲与静默传输，酷似1990年代的调制解调器。 电传打印机从标准键盘获取输入，将其转换为五位二进制数流传输。接收端 identical 机器在纸带上打印消息，对"1"打孔，"0"留白。纸带每行横线代表特定字符，中间小链齿孔引导纸带穿过机器。 这台神秘设备经过16个月测试，至1942年10月消失。英国破译员期望它已被弃用，但它很快重新出现在柏林与占领区希腊萨洛尼卡之间的线路上——这次是永久部署。很快，这台无形的"幽灵机器"开始扰乱战时通讯。 Tunny机加密着希特勒、最高统帅部与战场指挥官间的通讯——这是最高级别的情报。沿袭英国以鱼类命名截获讯号的传统，该设备得名"Tunny"（金枪鱼简称）。 德国人称为洛伦茨SZ40的Tunny机大小如激光打印机，比恩尼格玛先进得多。它直接连接电传打印机，使用12个转轮——每个转轮位置数从23至61不等（均为质数）。与恩尼格玛类似，接收方操作员需知悉各转轮起始位置（布莱切利园称"轮位设置"）。此外，每个转轮内部接线可用小插销改变，实质调整机器配置——BP称之为"轮位模式"。 整整一年，布莱切利园研究部门与Tunny苦战。最初他们破译的唯一希望寄托于敌方失误。1941年8月30日，某操作员违反规程，未更改轮位设置重复发送同一消息。第二次传输的细微错误让资深破译员约翰·蒂尔特曼破译出4000字符并推断出轮位模式（当时每月更换）。但数月后纳粹高层加强安保，再次将破译员拒之门外。 僵局又持续一年，直到原受训为化学家的25岁数学家比尔·塔特完成战争史上最杰出的智力壮举之一。基于图灵破解轮位模式的洞见，塔特推导出揭示关键轮位设置的公式——足以解密任何信息。但难题在于：手动应用塔特公式破译单条Tunny密文需逾百年。除极少数操作员失误情况外，Tunny通讯仍无法破解，破译员挫败感与日俱增。 早期破译团队鲜有数学家，因他们被视为过于抽象古怪不可信赖。图灵的突破性成果与他的原创思维、古怪而富感染力的幽默感（同事彼得·希尔顿语）共同改变了这种偏见。此转变的受益者包括剑桥学者马克斯·纽曼，他觉得枯燥的纸笔工作无趣正欲返校时，Tunny的出现留住了他。 若你索要聪明学者的典型形象而收到纽曼照片，你可能会因太过老套而退回：圆眼镜、乱发，仿佛与过人大脑争夺空间的头颅。在1930年代系列讲座中，纽曼曾推测难题是否有朝一日能自动化求解。他未说明方法，但他的学生——艾伦·图灵——在成名作《论可计算数》中给出了答案。这才是图灵被誉为计算机之父的真正缘由。 纽曼设计了应用塔特公式破解Tunny轮位设置的机器。虽非现代意义计算机，但胜在建造迅速。布莱切利园员工因其临时凑合外观戏称它"希斯·罗宾逊"。它能工作但问题显著——最严重的是依赖两卷电传纸带环：一卷载待破译二进制密文，另一卷含Tunny已破译轮位模式需完美同步，但纸带易拉伸磨损断裂。机器速度慢且不完全可靠。建造团队遇困时，图灵推荐咨询他曾合作并钦佩的工程师——汤米·弗劳尔斯。 弗劳尔斯1905年生于伦敦东区波普拉，父亲是砌砖匠师傅。12岁获当地技术学院奖学金，后开始在伍尔维奇皇家兵工厂学徒（以精密机械工程闻名）。四年间他掌握多种设计与制造技能，但意识到机械工程非其所爱。真正激发他热情的是电力。 在1920年代战后经济萧条期，邮局是少数仍在招聘的机构。当时负责邮政电信的邮局正开展雄心计划，以自动电话交换机替代人工操作。弗劳尔斯1926年加入，迅速以创新思维闻名。图灵求助时，他已是北伦敦多利斯山研究所交换研究负责人。 与此故事中他人相比，弗劳尔斯的公开信息较少。但其82岁侄女布里奇特·扬从华盛顿特区透露了他在布莱切利园之前的生活细节。扬在父母（弗劳尔斯深爱的残疾姐姐与姐夫）车祸身亡后，15岁起与舅舅同住。这非他首次家庭悲剧：25岁时父亲中风猝逝，他被迫抚养两个妹妹和母亲（当时无养老金或社保）。而后1940年10月某夜，他在多利斯山参与战时工作时，获悉炸弹击中家园，母亲与小妹遇难。他不得不辨认遗体，如同后来为扬的父母所做。对他而言，对抗德国Tunny密码是深切个人之战。 尽管历经磨难，扬记忆中的弗劳尔斯温暖、幽默且充满好奇心。他与当时多数工人阶级一样终生支持工党，从未视教育机会为理所当然。她朗读他撰写的专著，其中表达了对工人阶级子女缺乏机遇的忧虑。"我从未想过上大学；相反，我不得不在业余时间自学完成大学水平教育。" 据扬所言，弗劳尔斯始终未忘东区根脉。退休后等候髋关节置换时，她提议资助私人手术——非因他无力承担，是为促其尽早行动。她忆起他的话："不，亲爱的，如果还没轮到我，肯定是因为有人比我更需要。"讽刺的是，后来发现卫生部门电脑误将他从名单删除。 当被告知将有书籍揭露全部真相时，他似有兴趣但评论道："太迟了。" 弗劳尔斯以多利斯山实验室为基地，必要时造访布莱切利园。他改进了纽曼的希斯·罗宾逊设计并监督生产，仍视其不足。1943年2月，他以全电子数字机器方案令专家震惊——该方案利用热离子阀作开关处理二进制运算。阀体似小型管状灯泡（现常见于吉他放大器与高端音响），在1940年代因收音机广为人知，但以频繁故障著称。然而弗劳尔斯因在自动电话交换中推进其应用，深知持续供电下阀体高度可靠。 在数字系统中用阀作开关的概念如此创新，弗劳尔斯或是全英唯一能构想此景——并意识到其速度比纽曼所用机电开关快数百万倍的人。他早已为邮局建造数字存储单元原型，成就非凡。尽管如此，弗劳尔斯后来描述布莱切利园反应充满怀疑。无人想过他提议的机器——使用1600个阀门进行数字运算。采购官员甚至开玩笑："怎么，你要把它们扔向德国人吗？"正如数学家最初被人文学者掩盖，实用工程常被贬为"贸易"。纽曼祝他顺利，但继续推进更实用的希斯·罗宾逊。 图灵则不同，他珍视创造与理论。他支持弗劳尔斯并就机器逻辑提供建议，但未能贡献更多，因他即将赴美协助在华盛顿特区建立布莱切利园分部的美制炸弹机组。...