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当前看点!数学家图灵:成功破译德国高难度密码

发布时间:2022-07-16 18:47:38 来源:科普时报 责任编辑:caobo


【资料图】

“战争”这个词目前吸引着全世界的关注。众所周知,战争是参战方之间经济、政治、军事、科技等各个领域综合国力的较量。提升综合国力离不开数学科学的支持与贡献,甚至一位杰出的数学家能决定一场战争的胜利。

在二战历史中,英国有一位著名数学家艾伦·麦席森·图灵。作为计算机科学之父和计算机逻辑的奠基者,他在计算机科学技术领域作出了非凡成就,提出了“图灵机”与“图灵测试”等相关的可计算性理论与人工智能概念。就是这样一位伟大的数学家,成功破译了德国当时最著名的密码系统英格尔码(ENIGMA),成为二战的一个重要转折点。

图灵出生于英国伦敦一个富裕的家庭。1926年,年仅14岁的图灵考入美国的一所名校——谢伯恩公学,开启了他的数学生涯。在校期间,他对相对论提出了具有深度的解读,展露出惊人的数学天赋。他发表的第一篇数学学术论文《左右周期性的等价》和数学毕业论文《论高斯误差函数》,则完全展现了他的数学天赋。凭借这些学术成就,他从一名普通学生成为剑桥大学国王学院的数学研究员,且荣获剑桥大学著名的史密斯数学奖,一时声名显赫。

由于第二次世界大战爆发,图灵的研究工作被迫中断。当时,德国升级了密码设备,开始启用英格尔码密码机——又称为“哑谜机”或“谜式密码机”,可见其破译难度之大。之后,英国情报机构只能陆续监听到一些茫然不解的信息。美国和法国,也相继遇到类似的情形。各国逐渐认识到事态的严重性,开始重视英格尔码的破解工作。

1939年秋,因战争需要,图灵临危受命,从事军事工作,负责破译英格尔码密码。接到这个任务后,图灵专门设计、建造了一台机器,破解德军的英格尔码密码,也就是世界上的第一台军用计算机——图灵机。后来,图灵机在军事中得到广泛应用。1941年,英国情报机关利用图灵机截获并准确破译了德军的一份密电,轻而易举地得到了世界上最厉害的一艘巨型装甲战列舰“俾斯麦”号的行军路线。英军当即设下埋伏,击沉“俾斯麦”号。造成德军如此巨大的损失,图灵机功不可没。

然而,当图灵正处于人生事业最辉煌的巅峰期时,却突然陷入了困境。1952年,英国政府对图灵的同性恋取向错误予以了定罪,并对其进行了化学阉割。1954年,图灵服毒自杀,年仅41岁。虽然后来得到了平反,但这个世界已经永远失去了这位天才数学家。为了纪念这位优秀的数学家,传记《艾伦·图灵》记录了图灵跌宕起伏的一生,并根据该传记拍摄了电影《模仿游戏》,讲述了二战时期英国情报部门的工作。

时至今日,图灵仍然是计算机的一个标签,全球计算机最高荣誉均以图灵的名字命名。

现代化战争越来越数字化、智能化,应用数学的计算、运筹与优化等诸多方向在军事与国防建设中得到了新的发展与应用。例如,人工智能与兵棋推演、指挥控制系统相结合,成为战前预演、战时决策、战后评估的重要手段。因此,数学在军事中发挥着不可替代的作用,数学家的作用也越来越重要。

(作者系华中农业大学名师工作室成员)

标签: 人工智能 综合国力 计算机科学

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