05-“人工智能之父”如何终结战争？

你好，我是悦创。

在上一讲的结尾，我说到了人工智能领域大名鼎鼎的图灵和图灵机。虽然图灵提出了图灵机的设想，但其实他并没有真的造出过图灵机。不过，图灵造了另一台很厉害的机器，而且挽救了无数人的生命。那台机器是用来破译密码的。

你可能觉得，“破解密码”这种事听起来就像是侦探小说里的情节，能和编程有什么关系呢？其实，关系大着呢。听我说完图灵的故事，你就明白了。

故事要从1939年说起。那一年，纳粹德国入侵了邻国波兰。第二次世界大战爆发了！弱小的波兰根本没办法抵抗强大的德国，很快就沦陷了。

英国人开始担心起来：德国这灭了波兰，那接下来还会往哪里打呢，战火会不会烧到自己身上啊？

于是，整个国家又是动员军队，又是赶快制造武器，还有人在报纸上大骂德国，上上下下一片忙乱。

这时候，在伦敦乡下的一个庄园里，悄悄地住进来一群数学家。他们难道是来度假吗？当然不是，他们接受了政府的秘密任务，在这里破译德军的密码。外人不知道，甚至这些数学家也不知道，他们将会创造奇迹，改变历史的走向。图灵就是这一批数学家当中的佼佼者。

诶，打仗不是要靠将军和士兵吗？怎么会轮到图灵和他的数学家同事们来改变历史呢？

因为打仗可不只是将军和士兵们打打杀杀，还有好多其他的事情。比如，军队和军队之间，需要联络吧，前线的信息，要往后方传递吧？古代打仗的时候，都是让人骑着马，八百里加急传送军令。

到了二战时期呢，当时已经有了无线电，可以用无线电传递军令。那速度可比骑马不知道快了多少倍。不过，无线电虽然很快，却有一个致命的弱点。它就像是一个大喇叭，发出的信号朝着所有方向传播。不光自己的军队能接到信息，敌军也可以。

那怎么办呢？就需要进行“加密”。简单来说，就是靠密码，用一套特殊的规则改造语言，别人截获了信息，看到的都是乱七八糟的字母。而自己人知道破解规则，就可以看懂。

其实，在有无线电之前，人们已经开始给信息加密了——虽然骑马传递信息并不会出现“大喇叭”那样的效果，但传递信息的人有可能会被敌人抓住啊，对吧。所以，早在2000多年前，古罗马的恺撒大帝就使用了加密法来给军队下命令。

恺撒的做法很简单，他把单词里头的每个字母，都改写成在它后边第三位的字母。比如：把A写成D，把B写成E。到了X呢，就顺延下去写成A，Y和Z就写成B和C。这样，每个字母都被新的密码字母替代了。

小狗的英文是D-O-G，dog，这个词用恺撒密码来写，就是grj。光看到这三个字母，谁都不会把它跟dog联系在一起。

当然了，你也可以不顺延三位，而是顺延1位、2位，或者10位、20位，都行。

在古代，本来认识字的人就不多，看到恺撒的密码，那更觉得是天书了，所以，在当时，这样的密码是非常安全的。

可如果掌握了这种规律，那破解恺撒密码就不是什么难题了。你就算不知道它改写的规则，大不了就多试试呗，花不了半小时就肯定能破解。所以，再往后，恺撒密码就不安全了。

后来人们就又想到了更高级的主意，不是简单地移动顺序，而是随便挑一个字母，替代原来的字母。比如，用X来代表A，C代表B，W代表C，等等。这样一来，加密方式就多了——如果你把这个数字写出来，它有27位那么多，念都没法念。实际上，这样加密的可能性比宇宙里所有星星的数量还多1000倍。

诶，有那么多可能性，这种密码应该是非常安全了吧。然而，道高一尺，魔高一丈啊，它还是有漏洞的。

你在写英文单词的时候，肯定已经发现了，有的字母很常用，有的字母却不常用。比如我现在正在给你写这一讲的计算机键盘吧，上面e、a、d、t这几个键都磨花了，而附近的z和q却还很新。很明显，前面那几个字母我经常会敲到，而z和q却很少用。

如果咱们截获了很多敌人加密的军令，就可以看看哪些字母出现得最频繁。比如说在一段密码里，T和Q出现得最频繁，那它们俩很可能实际上就是E和A了。把这两个字母带进去，就可以一步步尝试得到答案了！

你看，这个地方就体现了两个非常重要的编程思维原则，就是“抽象”和“问题转化”。虽然直接搞懂每个单词的意思很难，但是，我们可以把问题转化成“每个字母出现的频率”。这就把破解密码变成了一个数学问题，咱们只要让机器数一数，每个字母出现了几次，然后根据每个字母出现的频繁程度试几次，问题就能轻松解决了。

那么，就没有更好的加密方法了吗？德国人还是很聪明的。他们就想：如果每加密一个字母，就换一套新的密码表，然后再加密下一个字母。这样，字母原来的出现频率就被打破了，那岂不是就没办法靠统计频率破解了？

这个方法很厉害！但在古代的时候，这么干是不可能的。因为，每写一个字母就换一个密码表，那密码表得是一本超级厚的书，拿着不方便就算了，自己人解开密码也得花上好几个小时，可能密码还没破解完呢，仗就打完了，根本不实用。

但到了第二次世界大战的时候，情况就不一样了。那时候虽然还没有电脑，但人们已经会编程了呀，只要制造一台机器，然后告诉机器，每加密完一个字母，就换一套密码表，再加密下一个字母。这样一来，机器就能完成这件复杂的事情。而破译密码的时候呢，只要把这个过程倒过来就行了。

当时，德国人就真的造出了一种这样的机器，叫“恩尼格码机”。“恩尼格码”是德语，翻译过来就叫作“谜”，谜语的谜，所以，也有人把它翻译成谜机的。

这台机器的原理有些复杂，我就不给你细讲了。我打个比方，你就知道它有多厉害了。如果把它的所有加密方式一种一种列出来，写成一本书，每页纸上写一种。那么，光是这本书的页数，就会比银河系里的星星还多1亿倍，而且根本没办法用前面说的频率统计法破解。

在当时，图灵面对的就是这样可怕的加密方法。幸好，图灵既是一个非常聪明的天才，也是一个意志非常坚定的人。经过一次次尝试，他终于发现了德军的一个漏洞！

机器虽然是完美的，但是人性有弱点啊。图灵发现，在已经破译的密码里，德军会经常使用一些固定的话，比如德国人喜欢在每天早上6点钟发送一条天气预报，在这条电报的开头就肯定会包含德语的天气这个词，wetter。

于是，每天接到密码的时候，图灵就会先蒙一个答案：先假定，这段密码中的某一个词就是wetter。如果蒙对了，那么这6个字母就破译出来了。原来可能性比银河系里的星星还多1亿倍，现在缩减到了100万种。

但就算100万种，用人力也是破译不了的。因为德国一天就会换一套新的密码，如果花了一天以上的工夫才破译出来，那也是白搭——因为要改用新密码了嘛。

不过也别着急，机器出的题，还得机器来解。图灵跟同事们就做出了一种密码破译机叫“炸弹机”，比人力要快得多了。用这台机器破译，只需要花1个小时左右就能破译出来。

那破译了德军的密码有多大用呢？有人估计，图灵和他同事的工作让二战提前了两年多结束，他们拯救了成千上万的人。

二战结束后，为了守护国家安全，所有庄园里的人都保守着秘密。直到20多年后，人们才知道，图灵他们曾经改变了整个世界的历史走向。

这集，咱们通过问题抽象和转化的思维方式破解了密码，在下一集，我还要教你用这种思维方式帮计算机看到我们的世界。我们下集见！