剖析古今中外的未解謎題, 講述關於密碼的歷史故事

《自然》《大眾科學》等媒體好評，眾多數學和密碼專家強烈！從魯道夫二世的私藏密碼到愷撒密碼，從古埃及法老墳墓中的密碼到黃道十二宮殺手密碼，從諾貝爾獎得主費曼的密碼到美國情報局廣場克里普託斯雕塑上的密碼，本書將介紹古往今來神祕莫測的未解之謎的來龍去脈，帶你解開眾多歷史上的密碼，同時提出懸而未決的問題。

下文節選自《未解之謎 下》, 已獲中信出版社許可, [遇見數學] 特此表示感謝!

物理學家費曼的密碼

公眾一向偏愛一些“怪人式”的物理學家，而理查德·費曼（Richard Feynman）恰好填補了阿爾伯特·愛因斯坦和斯蒂芬·霍金之間的空白。在專業方面，費曼因量子電動力學方面的工作獲得過諾貝爾獎，此外他還曾在洛斯阿拉莫斯實驗室和其他科學家一起成功研發出了原子彈。除了專業方面的成就以外，費曼還出版過好幾本暢銷書，其內容主要是費曼生活中的一些有趣的故事。電影《情深我心》（Infinity）就是根據費曼的一本暢銷書改編的，在該片中扮演費曼的是馬修·布羅德里克（Mathew Broderick）。

在洛斯阿拉莫斯實驗室工作期間，費曼非常喜歡去破解實驗室的各種安保措施，其中之一就是學習開保險箱的技術。費曼讀了好幾本關於如何開保險箱的書，後來他寫下了下面這段話（這是完全真實的）：

我心想：“現在我也能寫一本如何開保險箱的書了，這本書肯定寫得比任何人都好，因為在這本書的一開頭，我就打算告訴讀者我是如何打開一些超級保險箱的，裡面的物品比任何開保險箱的盜賊能偷到的東西價值都更高（當然，除了人命以外）。一般的保險箱裡存著的可能是皮草或者金條，但我能開的保險箱裡的東西價值遠遠超過了皮草和金條：裡面有關於原子彈的所有祕密—生產鈈的程序、淨化的步驟、需要多少原料、原子彈如何工作、如何產生中子、原子彈的設計細節、各部件的尺寸—在洛斯阿拉莫斯實驗室中我們知道的所有信息，關於原子彈的一切！”

費曼(1918—1933)的形象出現在一枚美國郵票上

除了開保險箱以外，費曼還喜歡用密碼和妻子通信，此舉令洛斯阿拉莫斯實驗室的郵件審查部門十分惱火。但是，後來的一份報告顯示（如果這份報告的內容可信的話），費曼也有被別人難倒的時候。1987 年12 月10日，克里斯·科爾（Chirs Cole）在sci.crypt論壇a上發表瞭如下內容（該內容發表兩個多月以後，費曼就去世了）：

當我在加州理工學院讀研究生時，費曼教授向我展示了3段密碼樣本。費曼教授稱，這3段密碼是他在洛斯阿拉莫斯實驗室的一名科學家同事給他的，目的是為了挑戰他的密碼破譯能力。費曼教授稱，他一直無法破譯這3段密碼。我也沒有能夠成功地破譯這3段密碼。現在，我將這3 段密碼發表出來，網友們可以嘗試破譯一下。

第一段密碼被標記為“較簡單”的密碼，內容如下：

MEOTAIHSIBRTEWDGLGKNLANEAINOEEPEYST

NPEUOOEHRONLTIROSDHEOTNPHGAAETOHSZO

TTENTKEPADLYPHEODOWCFORRRNLCUEEEEOP

GMRLHNNDFTOENEALKEHHEATTHNMESCNSHIR

AETDAHLHEMTETRFSWEDOEOENEGFHETAEDGH

RLNNGOAAEOCMTURRSLTDIDOREHNHEHNAYVT

IERHEENECTRNVIOUOEHOTRNWSAYIFSNSHOE

MRTRREUAUUHOHOOHCDCHTEEISEVRLSKLIHI

IAPCHRHSIHPSNWTOIISISHHNWEMTIEYAFEL

NRENLEERYIPHBEROTEVPHNTYATIERTIHEEA

WTWVHTASETHHSDNGEIEAYNHHHNNHTW

在這段密碼中，各字母出現的概率與正常英語中的字母概率基本一致，這說明這是一段換位重排密碼。在美國國家航空航天局噴氣推動實驗室工作的傑克·莫里森（Jack Morrison）注意到了這段密碼的特點。1987年12 月21 日，莫里森在sci.crypt論壇上發表了以下內容：

我對第一段密碼的看法如下：這是一段非常典型的換位重排密碼。我們首先把這些文字分成幾個部分，每部分包含5列。然後，我們從右下角開始向上讀。明文的內容有些奇怪，我猜想這段話可能是來自某部我不熟悉的文學作品。也許其他網友可以幫我修正一下標點符號以及斷字的處理……

下面就是莫里森破譯出來的明文。這段文字確實摘自一部莫里森不熟悉的文學作品，即喬叟的《坎特伯雷故事集》。只要看一下破譯後的原始明文，我們就會知道給這段話斷字以及加標點有多困難了。換位完畢後，得到的原始明文如下：

WHANTHATAPRILLEWITHHISSHOURESSOOTET

HEDROGHTEOFMARCHHATHPERCEDTOTHEROOT

EANDBATHEDEVERYVEYNEINSWICHLICOUROF

WHICHVERTUENGENDREDISTHEFLOURWHANZE

PHIRUSEEKWITHHISSWEETEBREFTHINSPIRE

DHATHINEVERYHOLTANDHEETHTHETENDRECR

OPPESANDTHEYONGESONNEHATHINTHERAMHI

SHALVECOURSYRONNEANDSMALEFOWELESMAK

ENMELODYETHATSLEPENALTHENYGHTWITHOP

ENYESOPRIKETHHEMNATUREINHIRCORAGEST

HANNELONGENFOLKTOGOONONPILGRIM

因為自喬叟的時代之後，英文已經發生了大幅改變，所以即使在完成斷字和加標點的工作之後，這段話也仍然相當難懂：

Whan that Aprille, with his shoures soote

The droghte of March hath perced to the roote,

And bathed every veyne in swich licour

Of which vertu engendred is the flour;

Whan Zephirus eek with his sweete breeth

Inspired hath in every holt and heeth

The tendre croppes, and the yonge sonne

Hath in the Ram his half coursy ronne,

And smale foweles maken melodye,

That slepen al the nyght with open ye

(So priketh hem nature in hir corages),

Thanne longen folk to goon on pilgrim[ages,]

（中文譯文：當四月的甘霖滲透了三月枯竭的根鬚，沐灌了絲絲莖絡，觸動了生機，使枝頭湧現出花蕾，當和風吹香，使得山林莽原遍吐著嫩條新芽，青春的太陽已轉過半邊白羊宮座，小鳥唱起曲調，通宵睜開睡眼，是自然撥弄著它們的心絃：這時，人們渴想著朝拜四方名壇。）

雖然莫里森很快就破譯了第一段“較簡單”的密碼，但是他卻完全沒有辦法破譯科爾貼出的第二段密碼。第二段密碼被標記為“較難”的密碼，其內容如下：

XUKEXWSLZJUAXUNKIGWFSOZRAWURORKXAOS

LHROBXBTKCMUWDVPTFBLMKEFVWMUXTVTWUI

DDJVZKBRMCWOIWYDXMLUFPVSHAGSVWUFWOR

CWUIDUJCNVTTBERTUNOJUZHVTWKORSVRZSV

VFSQXOCMUWPYTRLGBMCYPOJCLRIYTVFCCMU

WUFPOXCNMCIWMSKPXEDLYIQKDJWIWCJUMVR

CJUMVRKXWURKPSEEIWZVXULEIOETOOFWKBI

UXPXUGOWLFPWUSCH

這段密碼不僅難倒了費曼、科爾，以及莫里森，也難倒了世界上的其他人。直到今天，仍沒有人能夠成功地破譯這段密碼。由於這段密碼中出現概率最高的兩個字母是U和W，所以這顯然不是一段換位重排密碼。

如果我們研究這段密碼中出現的三字母和多字母組合，就會發現一些字母組合在這段密碼中出現了不止一次。下表中列出了一些這樣的字母組合：

破譯者常常可以利用這些重複出現的字母組合來破譯整段密碼。比如，在維吉尼亞密碼中就出現了重複的字母組合，這使得破譯維吉尼亞密碼的工作變得特別簡單（在本章接下來的內容中，我會向讀者介紹維吉尼亞密碼）。然而，費曼的第二段密碼看起來不太可能是維吉尼亞密碼，因為上述這些重複出現的字母組合並沒有給破譯工作帶來什麼幫助。

費曼的第三段密碼被標記為“新信息”，然而，這一標籤並沒有告訴我們這段密碼的難度有多高。鑑於至今仍沒有人能夠成功解開第三段密碼，恐怕這也是一段很難解的密碼。第三段密碼的內容如下：

WURVFXGJYTHEIZXSQXOBGSVRUDOOJXATBKT

ARVIXPYTMYABMVUFXPXKUJVPLSDVTGNGOSI

GLWURPKFCVGELLRNNGLPYTFVTPXAJOSCWRO

DORWNWSICLFKEMOTGJYCRRAOJVNTODVMNSQ

IVICRBICRUDCSKXYPDMDROJUZICRVFWXIFP

XIVVIEPYTDOIAVRBOOXWRAKPSZXTZKVROSW

CRCFVEESOLWKTOBXAUXVB

在第三段密碼中，出現概率最高的字母是字母V，因此，我們可以排除這段密碼是簡單換位重排密碼的可能性。在第三段密碼中，不止一次出現的字母組合以及它們之間相隔字符數如下表所示：

和第二段密碼的情況一樣，第三段密碼中重複出現的這些字母組合似乎也並沒有給破譯者提供有用的線索。

於是，對於費曼留下的這3段挑戰密碼，目前密碼破譯者的戰績是一勝兩負。接下來，我要向讀者介紹一段距今更近的密碼。在破譯下面這段密碼時，破譯者們取得了比破譯費曼挑戰密碼時更好的成績。(本節完)

[遇見數學] 小編: 如果有朋友想一試身手，就按照書中的提示，挽起袖子開始解題吧!