二战期间德国密码是怎样被破译的呢 (图灵破解谜密码机)
二战期间德国密码是怎样被破译的呢 (图灵破解谜密码机)
敦刻尔克大撤退后，德国即将启动入侵英国本土，英国军情局在伦敦郊外的布雷奇利庄园设立了密码破译中心。在这里，有数百名工作人员参与破译德国军事行动的绝密情报。而这所庄园以及破译工作，同样也被英国政府列为最高机密，其代号就是"超级机密"。
正在英国人毫无头绪时，1938年，一位犹太人向英国情报人员透露，他曾是"艾尼格玛"的设计人员之一。英国人经过仔细甄别后，相信了他。这位犹太人真的复制出了一台"艾尼格玛"密码机，按照英国人的说法，这是仿制工程的奇迹，而这的确帮了英国人的大忙。
然而在1939年夏秋之际，德国人又改进了原先的密码机，复制品由此失去了效能，英国再次陷入困境。但波兰情报部门又出手解救了英国人。作为英国的盟国，波兰人将他们数年来对德国密码机的研究成果乃至新的密码机样机、已解密机器悉数交给了英国人。
仅仅一个星期后，纳粹军队就开进了波兰。这让英国密码破译专家诺克斯感动不已，他说："波兰此举，就像一名古代的骑士在倒下之前，将手中的利剑递给了战友。"
在布雷奇利庄园，除了诺克斯这位破译界名宿，还有一位数学界奇才——图灵。他毕业于剑桥大学，战后依靠对密码机的研究成果，他成了开创电子计算机时代的先驱者之一。
首先，他们从研制能模仿或能解释德国国防军每一个"哑谜"方式的机器入手，从而能推出所有德军主要司令部日日夜夜、成年累月发布命令时经常变换的编码程序。经过艰难攻关，英国人终于制成了具有上述功能的机器，将之命名为"炸弹"。
1939年底，"炸弹"破译出了德国密码，英国人欣喜若狂。从此，德军的秘密计划和行动方案，源源不断地从布雷奇利庄园传到军情六处孟席斯上校手中，再直接交到丘吉尔的案头。事实上，德军在"二战"期间的绝大多数行动，都没能瞒得过英国人，只不过英国人将情报来源一直掩饰得很好，始终没有引起对手的怀疑。
1940年7月2日，希特勒发布了第一组"海狮"作战计划，也即英国本土登陆作战计划。战役一开始，丘吉尔和空军参谋部就通过"超级机密"了解到德国空军的大部分——有时甚至是全部的计划。
针对德国空军司令戈林要求夺取制空权的指令，英国皇家空军制定了集中优势兵力打击敌人的方案。由于英国空军的飞机数量没有德国多，所以只能在适当时间、适当地方和适当高度，集中战斗机中队及主要防御力量，对付敌人的主攻力量。依赖预警雷达及破译的德国军事情报，英国皇家空军总能掐着纳粹空军到达的时刻精准升空拦截，而不需要时时空中巡逻防备德军突袭——英国空军由此大大减少了飞行员体力消耗及汽油等战略物资消耗。
1940年8月13日，苏塞克斯和肯特上空，80架德军"道尼尔 17"轰炸机群，以及更多数量的"容克 88"俯冲轰炸机，飞往不列颠腹地及海岸线执行轰炸任务。由于天空浓云密布，德军护航战斗机无法按计划起飞，轰炸机只好单独出击。
英国空军司令部事先已知晓德军行动计划，当在雷达上发现德国飞机后，立即启动早已就绪的作战方案……这次交锋，德国空军共损失飞机47架，另有80多架被击伤，而英国空军仅损失飞机13架。
图灵发明了破译德国格恩密码机，是计算机的雏形。但并不是人工智能，但对人工智能有很多贡献。艾伦·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing，1912年6月23日－1954年6月7日），英国数学家、逻辑学家，称为计算机科学之父，人工智能之父。图灵对于人工智能的发展有诸多贡献，提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵试验，至今，每年都有试验的比赛。图灵发明了破译德国格恩密码机，是计算机的雏形。但并不是人工智能，但对人工智能有很多贡献。艾伦·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing，1912年6月23日－1954年6月7日），英国数学家、逻辑学家，称为计算机科学之父，人工智能之父。图灵对于人工智能的发展有诸多贡献，提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵试验，至今，每年都有试验的比赛。
受影视文学作品影响，提到年轻数学家破解恩尼格玛机，人们的脑海中都会浮现出图灵的名字。不可否认，图灵为最终破解恩尼格玛机确实做出了巨大的贡献，但那是他站在了“巨人的肩膀上”。事实上，在图灵之前，首次破解恩尼格玛机要归功于三位年轻的数学家，他们全部来自波兰。
一战后世界处于暂时的停火状态，波兰位于德国和苏联之间，属于在两个大国的夹缝中求生存。东边经常被苏联渗透，西边的德国又谋划着收复失地，所以波兰的警惕性极高，总感觉随时会被两边的强敌攻陷，从没放松过密码学研究。这种威胁下的恐惧感给了他们破解恩尼格玛机的最大动力。
1929年1月，波兰波兹南大学数学系的一群20多岁的大学生和部分研究生被要求宣誓保密，然后开始学习一门密码学课程。他们每周上两个晚上的课，在几星期后就开始破解各种密码，无法完成破解功课的学生则会被淘汰。最终只剩下了三名优秀者，他们分别是雷杰夫斯基、齐加尔斯基和鲁日茨基。
正是这三位年轻的波兰数学家，破译了曾经被认为不可能被破译的初代恩尼格玛机，其中尤以雷杰夫斯基居功至伟——他建立了破解恩尼格玛机的数学方程。
在破解之前，波兰密码局通过情报渠道掌握了德国人使用恩尼格玛机的一些规定：
1.相互间进行通信的恩尼格玛机都有相同的初始设定，其中包括转子的排列和起始位置，初始设定每天变更一次，操作员每个月都会收到一本新的密码簿，上面记录着每天的初始设定；
2.发报员在每发一份电文前，先按密码簿上的当天设定，初始状态为QCW（假设），然后脑子里随意想3个字母，比如说ABC，用设置成QCW状态的机器给ABC加密，比如说加密后ABC变成了BMW。但一次还不够，还要再加密一次，比如第二次ABC又变成了FTN。然后把两次加密的结果并列写一起，形成BMWFTN；
3.收报员收到加密的电文后，先把自己密码机的转子调到当天规定的起始位置，然后输入密文的前6个字母BMWFTN，解密得到ABC，再把3个转子调到ABC的位置，开始解密正式的电文。
通过这些情报，雷杰夫斯基发现： 从数学的角度来看，密码机的作用就是对26个字母进行置换。
随后，他又根据19世纪法国天才数学家伽罗瓦（这位哥们也是密码学史上的重要人物）的“置换群”代数理论——n个元素的所有置换通过合成关系形成为一种代数结构，建立了恩尼格玛机的“置换群”方程。
比如：字母a被加密成x，字母b被加密成y，字母c被加密成z，就形成了三个置换方程：
T(a)=x，T(b)=y，T(c)=z。解出这个方程的解，也就找到了破解恩尼格玛机的关键。
但是这种置换群的结构仍然十分复杂，想求解也是十分困难。雷杰夫斯基又根据恩尼格玛机的特点，发现了两个限定条件：
第一个条件是由于反射器的作用，恩尼格玛机加密与解密的过程完全一致，也即是T(a)=x与T(x)=a是一致的；
第二个条件是操作规程中的前6个字母。比如，某一天密文的前6个加密字符是BMWFTN，那就可以假设加密前的明文为ABCABC，ABC这三个字母就是该电文的密钥，也就是加密电文时3个转子的初始位置参数。
那么把它用置换方程描述出来就是，T1(A)=B，T2(B)=M，T3(C)=W，T4(A)=F，T5(B)=T，T6(N)=N。
根据第一个条件，就可以转化为，T4(T1(A))=F，T5(T2(B))=T，T6(T3(C))=N。
雷杰夫斯基把这三个置换称为这一天密码的“特征集”，想知道T1、T2、T3、T4、T5、T6，只需要把特征集置换的所有对换总结出来就可以了。
具体的工作就是，把当天截获的信息中，所有可以对应的字母都找出来。
假设波兰人截获四封电文，其中每封电文的开头六个字母分别为：
根据上述的操作方式，每封电文的第一个和第四个字母是同一字母加密而来，于是通过上面四封电文，我们可以得到第一个及第四个字母的联系如下：
如果每天可以得到足够多的电文，那么上面的关系表便可以补充完整如下：
仔细观察这个表格，我们不难发现字母关系中会有如下循环：
同样对第二和第五，第三和第六个字母我们也可以写出类似的循环。
而且三位数学家还进一步发现，这种循环，也即由每天的密钥决定的特征集，当中所包含的环的长度和个数只与转子的排列和初始位置有关。
于是他们决定把所有的特征集按其所包含的环的长度和个数分类。为此雷杰夫斯基在恩尼格码的基础上设计了一台能同时验证所有转子位置的机器，取名为炸弹（La Bomba）。经过一年多的连续运行记录，终于收集到了全部数据。这样，波兰人便从每日截获的大量电文中写出字母循环圈，然后根据循环圈的数目和长度从记录表中检索出相对应的转子位子，即是当日的密钥。
至此，第一代恩尼格玛机被全部破解。以后几年，波兰密码局每天都能破译大量的德军情报。
上面对雷杰夫斯基的工作的介绍是极其简单化的，只以举例的形式介绍了其中最重要的思路。雷杰夫斯基对于ENIGMA的分析是在密码分析史上最重要的成就之一，整个工作都是严格地数学化了的（求解关于置换矩阵的方程），决非上面所举例子可以包含。比如说，找到当日密钥中转子状态后，还需要找到连接板状态，才能真正译出密文。
为了表彰雷杰夫斯基、齐加尔斯基和鲁日茨基的功勋，2000年时他们被追授了“波兰复兴大十字勋章”。在2005年雷杰夫斯基诞辰100周年时，他的家乡比得哥市还为他建立了一座铜像，以纪念他在破解恩尼格玛机中的丰功伟绩。
往期文章：
密码那些事儿｜（十六）二战中大放异彩的“超级情报”
密码那些事儿｜（十五）坚持就是胜利——初代恩尼格玛机
密码那些事儿｜（十四）古典密码的巅峰——恩尼格玛机
密码那些事儿｜（十三）尴尬的维吉尼亚3.0
密码那些事儿｜（十二）短命的维吉尼亚2.0
密码那些事儿｜（十一）南北战争时的维吉尼亚密码较量
密码那些事儿｜（十）“钥匙”打开维吉尼亚的锁
密码那些事儿｜（九）维吉尼亚登场
密码那些事儿｜（八）玛丽女王被密码改变的人生
密码那些事儿｜（七）以频率之矛，攻移位之盾
密码那些事儿｜（六）中外古时候的移位加密
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《钻奖励调整公告》
1936年，图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文，题为“论数字计算在决断难题中的应用”。在这篇开创性的论文中,图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义，并提出著名的图灵机"(Turing Machine)的设想。“图灵机”不是一种具体的机器，而是一种思想模型，可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置，用来计算所有能想像得到的可计算函数。"图灵机"与"冯.诺伊曼机" 齐名，被永远载入计算机的发展史中。1950年10月，图灵又发表了另一篇题为"机器能思考吗"的论文,成为划时代之作。也正是这篇文章,为图灵赢得了"人工智能之父"的桂冠。
故事从谜开始
英国现代计算机的起步是从德国的密码电报机——Enigma(谜)开始的,而解开这个谜的不是别人,正是阿兰·图灵,一个在计算机界响当当的人物,可与美国的冯·诺依曼相媲美的电脑天才。在他短暂的生涯中,图灵在量子力学、数理逻辑、生物学、化学方面都有深入的研究,在晚年还开创了一门新学科—— 非线性力学。
图灵英年早逝。在他42年的人生历程中,他的创造力是丰富多彩的,他是天才的数学家和计算机理论专家。24岁提出图灵机理论,31岁参与COLOSSUS的研制,33岁设想仿真系统,35岁提出自动程序设计概念,38岁设计"图灵测验"。这一朵朵灵感浪花无不闪耀着他在计算机发展史上的预见性。特别是在60年代后当然,图灵最高的成就还是在电脑和人工智能方面,他是这一领域开天辟
地的大师。为表彰他的贡献,专门设有一个一年一度的"图灵奖",颁发给最优秀的电脑科学家。这枚奖章就像"诺贝尔奖"一样,为计算机界的获奖者带来至高无上的荣誉。而阿兰·图灵本人,更被人们推崇为人工智能之父,在计算机业十倍速变化的历史画卷中永远占有一席之地。他的惊世才华和盛年夭折,也给他的个人生活涂上了谜一样的传奇色彩。
神童图灵
阿兰·图灵,1912年6月23日出生于英国伦敦。其祖父曾获得剑桥大学数学荣誉学位,但他父亲的数学才能平平。因此,图灵的家庭教育,对他以后在数学及计算机方面的成就并没有多少帮助。小时侯的图灵生性活泼好动,很早就表现出对科学的探索精神。据他母亲回忆,3岁时,小图灵就进行了他的首次实验,尝试把一个玩具木头人的小胳膊、小腿掰下来栽到花园里,等待长出更多的木头人。到了8岁,他更开始尝试写一 部科学著作,题目为《关于一种显微镜》。在这部很短的书中,天才儿童图灵拼错了很多单词,句法也有些问题,但写得还能让人看懂,很像那么一回事儿。在书的开头和结尾,他都用同一句话"首先你必须知道光是直的"作前后呼应, 但中间的内容却很短,短得破了科学著作的记录。图灵曾说 :"我似乎总想从最普通的东西中弄出些名堂。"就连和小朋友们玩足球,他也能放弃当前锋进球这样出风头的事,只喜欢在场外巡边,因为这样能有机会去计算球飞出边界的角度。他的老师认为 :"图灵的头脑思维可以像袋鼠一样进行跳跃。" 图灵是个天才。他16岁就开始研究爱因斯坦的相对论。1931年,图灵考入剑桥大学国王学院,开始他的数学生涯,研究量子力学、概率论和逻辑学。在校期间,图灵还是现代语言哲学大师维特根斯坦班上最出色的学生。他对由剑桥大学的罗素和怀特海创立的数理逻辑很感兴趣。数理逻辑的创建,主要源于古希腊克里特岛上有个叫爱皮梅尼特的"智者",他说 :"所有的克里特岛人都说谎"。我们可以把它简化为:"我说的这句话是假话"。这就出现一种两面都无法自圆的怪圈:如果他没有说谎,那他这句话是错的,他是在说谎;如果他真的在说谎,那他说自己在说谎是对的,所以他又没有说谎。罗素和怀特海把它从逻辑、集合论以及数论中驱逐出去,最后又想尽办法归入《数学原理》之中。
图灵一上大学,就迷上了《数学原理》。在1931年,著名的"哥德尔定理"出现后(该定理认为没有一种公理系统可以导出数论中所有的真实命题,除非这种系统本身就有悖论),天才的图灵在数理逻辑大本营的剑桥大学提出一个设想 :能否有这样一台机器,通过某种一般的机械步骤,能在原则上一个接一个地解决所有的数学问题。大学毕业后,图灵去美国普林斯顿大学攻读博士学位,还顺手发明过一个解码器。在那里,他遇见了冯·诺依曼,后者对他的论文击节赞赏,并随后由此提出了"存储程序"概念。图灵学成后又回到他的母校任教。在短短的时间里,图灵就发表了几篇很有份量的数学论文,为他赢得了很大的声誉。
怪才图灵
在剑桥,图灵可称得上是一个怪才,一举一动常常出人意料。他是个单身汉和长跑运动员。在他的同事和学生中间,这位衣着随便、不打领带的著名教授,不善言辞,有些木讷、害羞,常咬指甲,但他更多地以自己杰出的才智赢得了人们的敬意。图灵每天骑自行车上班,因为患过敏性鼻炎,一遇到花粉,就会鼻涕不止,大打喷嚏。于是,他就常常在上班途中戴防毒面具,招摇过市,这早已成为剑桥的一大奇观。图灵的自行车经常半路掉链子,但他就是不肯去车铺修理。每次骑车时,他总是嘴里念念有词,在心里细细计算,这链条也怪,总是转到一定的圈数就滑落了,而图灵竟然能够做到在链条下滑前一刹那停车,让旁观者佩服不已,以为图灵在玩杂技。后来图灵又居然在脚踏车旁装了一个小巧的机械记数器,到圈数时就停,歇口气换换脑子,再重新运动起来。
1936年,图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为《论数字计算在决断难题中的应用》。在这篇开创性的论文中,图灵给"可计算性"下了一个严格的数学定义,并提出著名的"图灵机"(Turing Machine)的设想。"图灵机"不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算机装置,用来计算所有能想像得到的可计算函数。装置由一个控制器和一根假设两端无界的工作带(起存储器的作用)组成。工作带被划分为大小相同的方格,每一格上可书写一个给定字母表上的符号。控制器可以在带上左右移动,它带有一个读写出一个你期待的结果。外行人看了会坠入云里雾里,而内行人则称它是"阐明现代电脑原理的开山之作",并冠以"理想计算机"的名称。这篇论文在纸上谈了一把兵,创造出一个"图灵机"来。但现代通用电脑确实是用相应的程序来完成任何设定好的任务。这一理论奠定了整个现代计算机的理论基础。"图灵机"更在电脑史上与"冯·诺依曼机"齐名,被永远载入计算机的发展史中。
图灵机理论不仅解决了纯数学基础理论问题,一个巨大的"意外"收获则是,理论上证明了研制通用数字计算机的可行性。虽然早在100年前的1834年,巴贝奇(Chark Babbage,1792～1871)就设计制造了"分析机"以说明具体的数字计算,但他的失败之处是没能证明"必然可行"。图灵机理论不仅证明了研制"通用机"的可行性,而且比世界上第一台由德国人朱斯(K·Zuze)于1941年制造的通用程序控制计算机Z-3整整早5年。这不得不使人惊叹这一理论的深刻意义。
谜语图灵
正当图灵的理论研究工作进一步深入时,战争爆发了。他被派往布雷契莱庄园承担"超级机密"研究。当时的布雷契莱庄园是一所"政府密码学校",即战时的英国情报破译中心。在这座幽静的维多利亚式建筑里,表面上鸟语花香、人迹罕见,其实每天都有12000多名志愿者在这里夜以继日地工作,截获、整理、破译德国的军事情报,有些结果甚至直达丘吉尔首相本人手中。在这里,图灵被人们称为"教授",没有人知道他的真名。当时德国有一个名为"Enigma"(谜) 的通信密码机,破译高手们绞尽脑汁也难以破解。这个难题交到了图灵手中,他率领着大约200多名精干人员进行密码分析,其中甚至还包括象棋冠军亚历山大。分析和计算工作非常复杂,26个字母在"Enigma"机中能替代8万亿个谜文字母。如果改动接线,变化会超过2.5千万亿亿。最后多亏波兰同行们提供了一台真正的"Enigma",图灵才凭借着他的天才设想设计出一种破译机。这台机器主要由继电器构成,还用了80个电子管,由光电阅读器直接读入密码,每秒可读字符2000个,运行起来咔嚓咔嚓直响。它被图灵戏称为"罗宾逊",至今没人能搞懂图灵究竟如何指挥它工作。但"罗宾逊"的确神通广大,在它的密报下,德国飞机一再落入圈套,死无葬身之地。
1945年,图灵带着大英帝国授予的荣誉勋章,来到英国国家物理研究所担任高级研究员。两年后,图灵写了一份内部报告,提出了"自动程序"的概念,但由于英国政府严密、死板的保密法令,这份报告一直不见天日。1969年,美国的瓦丁格(Woldingger)发表了同样成果,英国才连忙亮出压在箱底的宝贝,终于在1970年给图灵的报告"解密"。图灵的这份报告后来收入爱丁堡大学编的《机器智能》论文集中。由于有了布雷契莱的经验,图灵提交了一份"自动计算机"的设计方案,领导一批优秀的电子工程师,着手制造一种名叫ACE的新型电脑。它大约用了800 个电子管,成本约为4万英镑。1950年,ACE电脑就横空出世,开始公开露面,为感兴趣的人们玩一些"小把戏",赢得阵阵喝彩。图灵在介绍ACE的内存装置时说:"它可以很容易把一本书的10页内容记住。"显然,ACE是当时世界上最快、最强劲的电子计算机之一。
1946年,在纽曼博士的动议下,皇家学会成立电脑实验室。纽曼博士是皇家学会会员,又是当年破译小组的成员,正是他对"赫斯·鲁宾逊"的制造起了关键作用。皇家学会的这一新实验室不在伦敦,而是设在曼彻斯特大学,由纽曼博士牵头负责。1946年7月,研制基金到位,纽曼博士开始招募人选。阿兰·图灵也在次年9月加盟电脑实验室。一时间,曼彻斯特大学群英会萃。实验室设在一幢维多利亚时代的老房子里,条件十分简陋,但因图灵他们的到来,也算是蓬荜生辉了。在1948年6月,这里造出了一台小的模型机,大家都爱叫它"婴儿"(Baby)。这台模型机用阴极射线管来解决存储问题,能存储32个字,每一字有32位字长。这是第一台能完全执行存储程序的电子计算机的模型。
大师图灵
到了1949年10月,各项改进工作都已展开,夹在两层存储器之间的自动控制系统已正常运转,并能在程序的控制下,实现磁鼓和阴极射线管存储单元间信息交互。图灵设计出一些协同电路来做输入和输出的外设。有关电动打字设备也是图灵通过老关系从他战时供职的外交部通信部门弄过来的,其中甚至包括一个战后从德国人那里收缴来的穿孔纸带键盘。这样,整个模型机已大功告成。在整个试验阶段,大家忙上忙下。1949年底,模型机交付给曼彻斯特当地的一家叫弗兰尼蒂(Ferranti)的电子公司,开始正式建造。1951年2月完工,通称"迈可1型"。它有4000个电子管,72000个电阻器,2500个电容器,能在0.1秒内开平方根、求对数和三角函数的运算。比起先前的模型机,"迈可1型"功能更为齐全,静电存储器的内存容量已翻倍,能存256个40位字长字,分别存在8个阴极射线管中,而磁鼓的容量能扩容到16384个字,真是一项了不起的工程。
与冯·诺依曼同时代的富兰克尔(Frankel,冯氏同事)在回忆中说:冯·诺 依曼没有说过"存储程序"型计算机的概念是他的发明,却不止一次地说过,图灵是现代计算机设计思想的创始人。当有人将"电子计算机之父"的头衔戴在冯·诺依曼头上时,他谦逊地说,真正的计算机之父应该是图灵。当然,冯·诺依曼问之无愧,而图灵也有"人工智能之父"的桂冠。他俩是计算机历史浩瀚星空中相互映照的两颗巨星。
早在1945年,图灵就提出"仿真系统"的思想,并有一份详细的报告,想建造一台没有固定指令系统的电脑。它能够模拟其他不同指令系统的电脑的功能, 但这份报告直到1972年才公布。这说明图灵在二战结束后就开始了后来被称 为"人工智能"领域的探索,他开始关注人的神经网络和电脑计算之间的关联。
1950年,图灵又来到曼彻斯特大学任教,同时还担任该大学自动计算机项目的负责人。就在这一年的十月,他又发表了另一篇题为《机器能思考吗?》的论文,成为划时代之作。也正是这篇文章,为图灵赢得了一顶桂冠--"人工智能之父"。在这篇论文里,图灵第一次提出"机器思维"的概念。他逐条反驳了机器不能思维的论调,做出了肯定的回答。他还对智能问题从行为主义的角度给出了定义,由此提出一假想:即一个人在不接触对方的情况下,通过一种特殊的方式,和对方进行一系列的问答,如果在相当长时间内,他无法根据这些问题判断对方是人还是计算机,那么,就可以认为这个计算机具有同人相当的智力,即这台计算机是能思维的。这就是著名的"图灵测试"(Turing Testing)。当时全世界只有几台电脑,根本无法通过这一测试。但图灵预言,在本世纪末,一定会有电脑通过"图灵测试"。终于他的预言在IBM的"深蓝"身上得到彻底实现。当然,卡斯帕罗夫和"深蓝"之间不是猜谜式的泛泛而谈,而是你输我赢的彼此较量。
故事以谜结束
1951年,图灵以他杰出的贡献被当选为英国皇家学会会员。就在他事业步入辉煌之际,灾难降临了。1952年,图灵遭到警方拘捕,原因是他是一个同性恋者。与其他一些智慧超群的人物一样,图灵在个人生活方式上也"与众不同"。当时,人们对同性恋还没有像现在这样宽容,而是把这种行为当作一桩伤风败俗的罪孽。事情的败露是这样的,当时有一位叫琼·克拉克(Joan Clarke)的姑娘爱上了图灵,图灵也对对方很有好感,并向对方求婚,琼欣然接受。但不久,图灵自己退缩了,告诉琼,他是同性恋者。在1948年,图灵就由于同性恋倾向,离开了当时属于高度保密的英国国家物理实验室(NPL)。但也有人说,图灵是被英国军事情报部门"开除"出去的,对于这位天才的离去,许多人怅惜不已。
1952年3月31日,图灵更因为和曼彻斯特当地一位青年有染,被警方逮捕。在法庭上,图灵既不否认,也不为自己辨解。在庄严的法庭上,他郑重其事地告诉人们:他的行为没有错,结果被判有罪。在入狱和治疗两者中间,图灵选择了注射激素,来治疗所谓的"性欲倒错"。此后图灵开始研究生物学、化学,还和一位心理医生有很深的交往。那时,他的脾气已变得躁怒不安,性格更为阴沉怪僻。1953年3月,他因为接待过一位被英国警方注意的挪威客人,成为警方的目标,甚至去希腊度假时也被跟踪。
1954年6月8日,图灵42岁,正逢进入他生命中最辉煌的创造顶峰。一天早晨,女管家走进他的卧室,发现台灯还亮着,床头上还有个苹果,只咬了一小半,图灵沉睡在床上,一切都和往常一样。但这一次,图灵是永远地睡着了,不会再醒来……经过解剖,法医断定是剧毒氰化物致死,那个苹果是在氰化物溶液中浸泡过的。图灵的母亲则说他是在做化学实验时,不小心沾上的,她的"艾伦"从小就有咬指甲的习惯。但外界的说法是服毒自杀,一代天才就这样走完了人生。
《模仿游戏》中，alan turing给他发明的机器起名叫“Christopher”，但在现实原型中，alan turing发明的机器叫做bombe，而“Christopher”是来源于alan turing初恋的名字。
该剧讲述了二战期间，盟军苦于德国的秘密系统”英格玛“无法破译，政府召集了一批民间数学家、逻辑学家进行秘密破解工作，图灵（本尼迪克特·康伯巴奇 Benedict Cumberbatch 饰）就是其中之一。计划刚开始图灵遭到了以休（马修·古迪 Matthew Goode）为首的组员和领导的排斥，幸好军情处部长孟席斯（马克·斯特朗 Mark Strong 饰）帮助他立项研究破译密码的机器，而图灵则变成了负责人，招收了新的成员琼（凯拉·奈特莉 Keira Knightley）开始了艰难的工作。琼很快就迷上了图灵，由于她的帮助所有组员空前的团结，并于两年后成功破解德军的密码。图灵一度与琼订婚，但实际上他隐瞒了一个秘密，因为这个秘密他也遭受了非人的待遇的故事。
《模仿游戏》百度网盘高清免费资源在线观看：
链接:
?pwd=n7hi 提取码: n7hi
有人说，顶级数学家的能力可以用“恐怖”来形容，那么，数学天才艾伦·麦席森·图灵与恩格尼码的对决就是这样一个“恐怖”过程。恩格尼码不是一个人，而是一个密码机。这个密码机在二战杀了很多人，而图灵就是这个密码机的终结者。
现在我们知道，这个世界的一切，都可以数字化，这就是计算机和人工智能的“本领”，因为它们可以把纯数学的符号与实体的世界联系起来。而最先开启这种联系的是一个伟大的名字~艾伦·麦席森·图灵。他被认为是电脑和人工智能之父，是一位数学奇才，也可以说是一位顶级数学大师。
二战中，纳粹德国发明了令人恐怖的“恩格尼码密码机”。
这个密码机有多厉害呢？它输入一个字母进去，出来的可以是任意一个字母，这样，即便盟军截获了这个密码，也不知所云，看到的是一堆乱码。而德军自己人，只要有相应的破译机，就能够很轻易的破译出来。
这种密码机颠覆了以往任何密码设置的方式，其密匙随机变化能力可达1.59x10^20种，也就是1.59万亿亿种可能。恩格尼码密码排除了人力破解的可能，因为任何一个人穷尽一生也数不出亿亿位数，更别说破解了。有人计算过，如果10个人穷尽一生每时每刻不眠不休都在验证这个密码的各种可能性，完全验证完至少需要2000万年。
因此英军只能眼睁睁的看着自己的军舰、飞机、士兵们不断大量损失，一筹莫展。英国情报部门把希望寄托在特立独行的数学家图灵身上，1939年9月，他们找到了图灵，招募他到英国外交部通讯处服务，主要任务就是破译恩格尼码密码。
图灵一接触这个密码，就知道破译这种密码依靠人力是无法完成的，他想起了自己1936年设计的“图灵机”，这是一种可以辅助数学研究的通用机器，在这台机器里，首次把纯数学的符号以逻辑的方式与外界联系起来，是计算机和人工智能的雏形。
图灵让战争提前两年结束。
1940年，图灵带领自己的团队，研制出了密码破译机“波比”（上图），又称“炸弹”，彻底破解了恩格尼码这个被德军认为固若金汤的密码机器，从而“治好了”盟军的“青光眼”和“白内障”，盟军从睁眼瞎到对德军动向了如指掌甚至毫发毕现，从而规避了德军的各种打击，反过来给予了德军不断沉重打击，战争的规则改变了，德军节节败退。
“波比”被列为最高机密，战后被全部销毁。盟军还采取了真真假假的迷惑战术，没有让德军知道他们的密码已被破译，因此时不时还要付出一些较小的代价换取更大的胜利，还有不少士兵为了掩护“波比”而牺牲，他们并不知道自己为何而死。但战争提前两年结束，挽救了多少士兵和平民的生命？
就像老美在日本放了两个原子弹，虽然直接和间接伤亡了几十万人，但提前促使日本无条件投降，避免了盟军进入日本本土作战，同样减少了数百万军民的伤亡。如果真要进入本土，咱中国也属盟军，当然也要派出军队进入，也要死很多人的。
德军正是在这种迷惑下，一直到战争结束，也没有发现自己的密码被破，因为他们太过自信自己的恩格尼码了，纳粹最终的覆灭很大程度是被图灵天才之手扼杀。
图灵成为英雄，但他的人生却以悲剧落幕。
由于图灵杰出的贡献，1945年，他被英国政府授予了最高的英雄奖项~大英帝国荣誉勋章（O.B.E.勋章）。这之后，图灵结束了自己在英国外交部的工作，回到了战前正在进行的理论计算机方面研究，试图研制出具体的计算机来。
从此，图灵开始了自动计算机的研究和设计，他写出了一份长达50页的ACE（通用计算机）设计说明书，后来的第一台ACE样机就是根据这个设计概念制造出来的。1949年，图灵成为了曼彻斯特大学计算机实验室副主任，负责最早真正意义上的计算机~“曼特斯特一号”的软件理论开发，由此，他成为世界上第一位把计算机实际用于数学研究的科学家。
1950年，图灵编写并出版了《曼彻斯特电子计算机程序员手册》，后来又提出了著名的“图灵测试”；1951年，图灵又发表论文《机器能思考吗》；1951年，他成为英国皇家学会会员，时年39岁；1952年，他辞去剑桥大学国王学院研究员职务，专心在曼特斯特大学从事研究，还担任了制造自动数字计算机的弗兰蒂公司顾问。
但好景不长。正当图灵潜心研究，事业将取得重大突破之际，由于被人迫害，让他的天才创造戛然而止。
与世俗不相容的性格缺陷，葬送了图灵的人生和事业。
1954年6月7日，图灵被发现死于家中的床上，床头放着一个被咬了一口的苹果，经过对苹果的检测，这个苹果被泡过剧毒的氰化物，结论是自杀身亡。22年后的1976年，美国出现了一个苹果公司，它将第一台个人电脑推向市场，颠覆了人们对电脑的使用方式，从而掀起了一场电脑革命，尤其是它们的手机，引领了世纪变革。
巧合的是苹果公司的logo就是一个被咬过一口的苹果，很多人认为这就是为了纪念电脑之父图灵而设计的，但有人认为，这只是一个巧合。不管怎样，这个小插曲也彰显了图灵的影响依然在人间。
图灵的死与他的性取向有关，作为一个同性恋者，在那个时代还是不被法律所容许的。图灵被自己的同性伴侣所害，受到法律制裁。这位图灵的性伴侣叫阿诺德·莫瑞，他们1951年结识并结为伴侣，没想到这是引狼入室。
有一次，图灵发现有人到家里盗窃，他选择了报警，结果这个盗贼正是莫瑞的同伙。审讯中，图灵与莫瑞的同性恋关系暴露，而莫瑞为了减轻罪责，让律师辩护是图灵怂恿引诱才使他堕落。由此图灵因同性恋被捕，他本来完全可以不承认这个“罪行”，但他宁折不弯的个性不允许他说假话，他不但承认有这事，还认为这是他自己的私事，并写了5页陈述报告，把事情交代得清清楚楚。
图灵的罪名被坐实，被判定具有“明显的猥亵和性颠倒行为”罪。法庭给了他两种选择，一是坐牢2年，另一种选择是化学阉割。他选择了后者，就是持续1年强行注射雌激素。于是他在药物的副作用下屈辱的活了一段时间，期间他经历了乳房不断发育等苦不堪言的折磨。最终，他选择了悄悄离开这个不容他的世界。他的人生和事业在他41岁时戛然而止。
最顶级的数学大师都不是常人，因此常被世俗所不容。
图灵当然也不例外。1912年6月23日，图灵在英国伦敦出生。其实他也是一个“留守”儿童，其父亲在印度工作，母亲随行，因此他从小就很少见到父母，只与哥哥约翰相依为命。或许是这种环境，导致了他从小就与众不同。
图灵性格孤僻，沉默寡言，讨厌琐事，具有拒绝交流的倾向，整天沉浸在自己的世界里。他头发凌乱，邋里邋遢，衬衫从裤子里耷拉出来，领带胡乱的缠在领子外面，扣子也常常扣错孔眼，甚至常常穿反鞋子，他认左脚右脚完全没有区别。他对事物的表达都是直通通的，好恶完全展示在人们面前。这就是青少年时期图灵留在人们心目中的印象。
他在学校对数学表现出明显的痴迷，而忽视了对基础课学习，因此他数学是学霸，而其他科目是学渣。他讨厌学校的制度，觉得这种制度约束并剥夺了他悠闲的生活，由此他差点被学校开除。学校给他的评价是：“他根本不知道什么叫恶劣的举止、肮脏的书写和混乱的图形”，“他不该再这么留在这个年级，这太荒唐了”等等。
他就是一个特立独行的人，他不是常人，因此这个以常人为主流世俗的世界很难容忍这种“异人”，他的木讷、偏执、骄傲或许正是他悲剧形成的因素。
但他的天才是毋庸置疑的，很早就显现出来。
图灵在15岁时就能够读懂爱因斯坦相对论，据说当时全世界只有300个人能闹明白。他为了帮助母亲理解相对论，写了一份详细的相对论内容提要，显示出很强的数学水平和科学理解力。中学时期，图灵独特的数学天才能力就使他获得了国王爱德华六世数学金盾奖章。
后来他的数学才华被一路发现和肯定。1931年，图灵考入剑桥大学国王学院，由于成绩优异而获得数学奖学金；1935年，他的第一篇数学论文“左右殆周期性的等价”发表在《伦敦数学会杂志》上，同一年，他还写出“论高斯误差函数”一文。这一年他才23岁，这些成就使他由一名大学生直接当选为国王学院的研究员，并于次年荣获英国著名的史密斯数学奖，成为国王学院最为显赫的毕业生之一。
世俗终于宽容了图灵，他以天才伟人形象定位于历史。
一代巨星过早陨落了，人们惋惜之余，并没有忘记这位纯粹的数学天才。2009年，英国计算机科学家康明发起了为图灵平反的在线请愿，很快，支持请愿的签名就超过3万人，英国政府时任首相戈登布朗由此发表了正式的道歉声明。
2012年，著名科学家斯蒂芬·威廉·霍金、保罗·纳斯（诺贝尔医学奖得主）、马丁·里斯（时任英国皇家学会会长）等致函时任英国首相戴维·卡梅伦，要求为图灵平反；2013年12月24日，英国司法大臣克里斯·格雷林向英国女王提出为图灵平反的要求，女王终于为图灵颁发了赦免令。
格雷林随后宣布：“图灵的晚年生活因为其同性取向而被迫蒙上了一层阴影，我们认为当时的判决是不公的，这种歧视现象如今也已经遭到了废除。为此，女王决定为这位伟人送上赦免，以此向其致敬。”
后来，英国宣布赦免了历史上所有过去因“严重猥亵法”而被定罪的同性恋和双性恋，并向1967年前因同性恋倾向而被定罪的人道歉，这个扭转世俗的法律改变被人们称为“艾伦·图灵法案”。
为了纪念图灵对计算机科学的巨大贡献，美国计算机学会于1966年设立了图灵奖，一年一次表彰在计算机科学中贡献突出的科学家，这个奖项含金量极高，被誉为计算机界的诺贝尔奖。2019年7月15日，英格兰银行行长马克·卡尼展示了以图灵头像为画面的新版50英镑纸币，并宣称在2021年底进入流通，这是一种殊荣。
图灵在科学、特别在数理逻辑和计算机科学方面的成就已被人们熟知，他被誉为计算机和人工智能之父。
由此，我们应该得到一个认识：
最顶尖的杰出人物一定不是世俗的，而世俗也不一定就是好的或者进步的。如果我们这个世界多一分宽容，也许图灵就不会死，他可能为人类进步作出更多的改变。
世界上还有许多科学家在过去和今天受到不公正的对待，而这些科学家正是改变人类文明进程，他们都可能是关系到人类未来存亡的一个齿轮，但愿这样的齿轮不要损坏太多，最终导致人类文明的崩溃。
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