二戰時期密碼決戰中的數學故事 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王善平，張奠宙 著

圖書標籤:

• 密碼學
• 數學史
• 二戰史
• 圖靈
• 破譯
• 數學
• 曆史
• 戰爭
• 科學
• 計算機科學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040229912

版次：1

商品編碼：10000796

包裝：平裝

叢書名： 數學文化小叢書

開本：32開

齣版時間：2008-02-01

用紙：膠版紙

頁數：118

正文語種：中文

編輯推薦

　　《二戰時期密碼決戰中的數學故事》精選對人類文明發展起過重要作用、在深化人類對世界的認識或推動人類對世界的改造方麵有某種裏程碑意義的主題，深入淺齣地介紹數學文化的豐富內涵、數學發展史中的一些重要篇章以及一些著名數學傢的曆史功績和優秀品質等內容，適於包括中學生在內的讀者閱讀。

內容簡介

　　本叢書精選對人類文明發展起過重要作用、在深化人類對世界的認識或推動人類對世界的改造方麵有某種裏程碑意義的主題，深入淺齣地介紹數學文化的豐富內涵、數學發展史中的一些重要篇章以及一些著名數學傢的曆史功績和優秀品質等內容，適於包括中學生在內的讀者閱讀。《二戰時期密碼決戰中的數學故事》是其中之一！

作者簡介

　　王善平，1990年華東師範大學數學係現代數學史方嚮碩士研究生畢業。現為《華東師範大學學報》編輯部編審。已發錶《數學無國界》、《數字化信息技術與技能導引》等數學史、信息科學技術和圖書館學方麵的論著30餘篇／部。
　　張奠宙，國際歐亞科學院院士，華東師範大學數學係教授，專長算子譜論。著名數學教育傢和數學史傢，曾當選國際數學教育委員會執行委員。著有《20世紀數學經緯》、《中國數學的現代發展》和《陳省身傳》等數學史著作。

目錄

法西斯的陰霾籠罩著數學界
一、希特勒排猶狂潮葬送瞭德國數學
二、新的世界數學中心：普林斯頓
三、數學傢大力投入反法西斯戰爭
運籌學誕生在戰場
為戰爭服務的美國“應用數學計劃”
來自德國的柯朗參與反德國法西斯戰爭
馮·諾伊曼的反法西斯努力

二戰時期密碼破譯的傳奇故事——幕後的數學戰
一、“超級”情報扭轉戰爭局麵
不列顛空戰
阿拉曼戰役
大西洋海戰
法萊圍殲
中途島海戰
山本五十六之死
二、德國“隱謎”密碼機的齣現
三、波蘭數學傢的功績.、
四、英國布雷契萊莊園的故事
布雷契萊莊園成為英國二戰時期的密碼中心
圖靈等人製造破譯“隱謎”密碼的“炸彈”機
圖靈破譯德國海軍的“隱謎”密碼
英國數學傢破譯德軍最高統帥部的“洛倫茲”密碼
五、美國人的破譯故事
美國海軍造齣破譯“隱謎”密碼的“炸彈”機
破譯日本“紫色”密碼的“魔術”
破譯日本海軍的JN係列密碼
餘音
參考文獻

精彩書摘

　　雖然密碼的應用已經在第一次世界大戰中大顯身手，但密碼學作為一門學科，在當時並沒有很大的發展，使用的加密方法與古代相比並沒有什麼創新，隻是增加瞭一些難度，
　　當時的加密方法大都采用字母替換，比如說在一個未加密的文本（稱作“明文”）中，用f代替a，用h代替b，再用i代替f，用z代替h，如此等等，就得到瞭一個加密文本（稱作“密文”），在早期的加密方法中，這種字母替換的規則大多是固定的，即隻有一張關於每個字母的替換錶，所以被稱作“單錶替換加密”，2000年前的“愷撒密碼”，就屬於這種加密方法，所有的單錶替換加密都可以通過運用字母頻率分析的手段來破解，因為概率論和統計學告訴我們，每個字母在一個文本中齣現的頻率幾乎不變，一些字母的組閤和單詞齣現的概率也是如此，比如說在英文的文本中，字母“e”齣現的頻率最高，字母“z”齣現的頻率最低；字母組閤“eh”齣現的概率很小，而組閤“he”齣現的概率很大，運用這些知識對密文進行分析，就能夠發現字母替換的規則，從而破解密文，
　　後期的加密方法開始采用變化的替換規則，即根據每個字母在明文中齣現的位置和齣現的次數，使用不同的替換錶，這種方法被稱為“多錶替換加密”，如16世紀法國外交官維吉尼亞發明的密碼，就屬於這種加密方法，維吉尼亞密碼使用瞭26張通過字母順序平移産生的替換錶。

前言/序言

　　整個數學的發展史是和人類物質文明和精神文明的發展史交融在一起的。數學不僅是一種精確的語言和工具、一門博大精深並應用廣泛的科學，而且更是一種先進的文化。它在人類文明的進程中一直起著積極的推動作用，是人類文明的一個重要支柱。要學好數學，不等於拼命做習題、背公式，而是要著重領會數學的思想方法和精神實質，瞭解數學在人類文明發展中所起的關鍵作用，自覺地接受數學文化的熏陶。隻有這樣，纔能從根本上體現素質教育的要求，並為全民族思想文化素質的提高夯實基礎。

《二戰時期密碼決戰中的數學故事》 一、 引言：數字的戰場，智慧的較量 第二次世界大戰，一場席捲全球的浩劫，不僅是鋼鐵洪流與血肉之軀的較量，更是一場隱秘而激烈的數字戰場上的決戰。在這場宏大的曆史畫捲中，人類文明的存亡，在很大程度上被隱藏在無數電波、紙張中的秘密代碼所左右。而這些看似神秘的代碼背後，卻跳動著一顆顆理性而嚴謹的心髒——數學。 本書並非僅僅是一部戰爭史的旁述，也不是一本枯燥的數學定理匯編。它旨在揭示一個鮮為人知的秘密：數學，作為人類最古老、最普適的智慧語言，在第二次世界大戰的關鍵時刻，是如何化身為一把銳利的雙刃劍，深刻地影響瞭戰爭的走嚮，甚至在一定程度上決定瞭最終的勝利天平。我們將跟隨曆史的腳步，深入二戰時期那些充滿戲劇性與傳奇色彩的密碼破譯與加密故事，探尋數學原理如何在實戰中發揮齣驚人的力量，如何成為各國情報機構、軍事部門手中不可或缺的戰略武器。 在那個風雲變幻的時代，數學不再僅僅是書齋中的抽象概念，它被賦予瞭前所未有的實際意義。從納粹德國的“恩尼格瑪”機到日本的“紫密”，從盟軍的密碼分析專傢到軸心國的加密技術團隊，無數智慧的火花在數學的指引下碰撞、交織，構成瞭這場無聲戰爭中最動人心魄的篇章。本書將帶領讀者穿越時空，親曆那些扣人心弦的密碼破譯時刻，感受數學的優雅與力量，理解數字如何在戰爭的陰影下，無聲地塑造著曆史的進程。 二、 密碼學的誕生與早期發展：數學的雛形應用 在二戰爆發之前，密碼學早已在人類曆史的長河中留下瞭深深的印記。古代的簡易替換密碼、置換密碼，雖然原理粗糙，卻已初步展現瞭信息隱藏的思想。然而，隨著科技的進步和戰爭規模的擴大，傳統的密碼方法逐漸顯得力不從心。 數學，作為邏輯與規律的科學，自然而然地成為瞭密碼學發展的基石。早期的密碼學傢們，便開始嘗試將一些基本的數學概念融入到密碼的設計與分析中。例如，簡單的頻率分析法，便是基於統計學原理，通過統計明文中字母齣現的頻率來推斷密文中對應字母的方法。這種方法在分析一些簡單的替換密碼時，屢試不爽，但麵對更復雜的密碼係統，其局限性也日益凸顯。 直到19世紀末20世紀初，數學理論的飛速發展，特彆是代數、數論、概率論等分支的突破，為現代密碼學的誕生奠定瞭堅實的基礎。群論、有限域等抽象代數概念，開始被引入到密碼學的研究中，使得設計更為復雜的置換和替換組閤成為可能。這些早期數學原理的應用，雖然與二戰時期的密碼技術相比，顯得較為稚嫩，但卻為後來的重大突破埋下瞭伏筆，也預示著數學在信息安全領域將扮演越來越重要的角色。 三、 “恩尼格瑪”的魅影：數學在破解納粹德國核心密碼中的威力 提起二戰密碼戰，最負盛名的莫過於德國“恩尼格瑪”（Enigma）密碼機的破解。這款集成瞭轉子、插綫闆等多種復雜機械裝置的密碼機，被納粹德國視為不可逾越的軍事通信屏障，其密文的復雜性一度讓盟軍情報部門束手無策。然而，正是數學，成為瞭撕裂這層神秘麵紗的關鍵。 “恩尼格瑪”的破解並非一蹴而就，而是一個漫長而艱辛的過程，其中蘊含著無數數學傢的智慧結晶。早期，波蘭密碼分析局的數學傢們，如馬裏安·雷耶夫斯基（Marian Rejewski），便大膽地運用瞭群論等數學概念，對“恩尼格瑪”的內部結構進行瞭逆嚮工程分析。他們通過對大量截獲的密文進行統計分析，識彆齣機器的轉子組閤和接綫闆的配置，並利用數學的抽象能力，設計齣能夠模擬“恩尼格瑪”工作的機器——“波蘭炸彈”（Polish Bomba）。 “波蘭炸彈”的成功，標誌著人類曆史上第一次大規模利用數學原理成功破解高度復雜的機械密碼係統。然而，隨著戰爭的深入，“恩尼格瑪”的配置也日益復雜，波蘭的成果被轉移到英國布萊切利園（Bletchley Park）後，又迎來瞭一批傑齣的數學傢和邏輯學傢，如艾倫·圖靈（Alan Turing）。 在布萊切利園，數學傢的工作變得更加係統化和高效。圖靈設計的“圖靈炸彈”（Turing Bombe）是“波蘭炸彈”的升級版，它進一步優化瞭破解算法，能夠更快速地嘗試各種可能的設置。同時，統計學、概率論在分析“恩尼格瑪”的弱點，例如“恩尼格瑪”永遠不會將一個字母加密成自身，這一數學特性被利用得淋灕盡緻。通過對成韆上萬的密文進行概率分析，數學傢們能夠縮小搜索範圍，最終找到正確的設置。 “恩尼格瑪”的破解，不僅是情報戰的巨大勝利，更是數學理論在實戰中應用的典範。它證明瞭，即使是看似無懈可擊的機械係統，也可能隱藏著數學上的弱點，而對這些弱點的洞察，往往需要深厚的數學功底。這場密碼決戰，徹底改變瞭戰爭的進程，盟軍得以提前獲知德軍的軍事部署和意圖，極大地縮短瞭戰爭的持續時間，挽救瞭無數生命。 四、 隱秘的戰綫：日本“紫密”與統計學的勝利 與“恩尼格瑪”的機械復雜性不同，日本在二戰時期使用的“紫密”（Purple cipher）更多地依賴於數學上的組閤和置換。這款代號為“紫”的密碼機，其結構相對於“恩尼格瑪”更為簡單，但其背後同樣蘊含著深奧的數學原理，也麵臨著嚴峻的破解挑戰。 負責破解“紫密”的美國情報機構，同樣派遣瞭一批數學纔能齣眾的專傢。他們首先通過細緻的模式識彆和統計分析，發現瞭“紫密”係統的一些關鍵特徵。與“恩尼格瑪”不同，“紫密”在每次加密中會隨機選擇一個密鑰，這使得傳統的頻率分析法失效。然而，數學傢們並沒有因此放棄，他們開始轉嚮更高級的統計方法。 通過對大量加密信息進行比對和分析，數學傢們逐漸摸索齣“紫密”的生成規則。他們運用瞭信息論中的熵概念，來衡量密碼的隨機性和復雜性。同時，他們也從概率論的角度齣發，尋找密碼係統中的統計規律。例如，他們會關注某些特定字母組閤在不同密文中的齣現頻率，以及不同密鑰序列的概率分布。 一個重要的突破點在於，他們發現瞭“紫密”係統在某些條件下會産生可預測的模式，盡管這種模式非常隱蔽。通過數學上的推理和實驗，他們能夠逐步推導齣密鑰的長度、字符集以及更復雜的置換規則。這個過程就像是在解一個巨大的數學謎題，每找到一個綫索，都意味著離真相更近一步。 最終，通過巧妙地結閤數學理論與信息論的知識，美國情報部門成功地構建瞭能夠模擬“紫密”工作原理的破解設備，並開始破譯日軍的通信。這一成就同樣具有劃時代的意義，它錶明數學在破解基於數學組閤和置換的密碼係統方麵，同樣具有無可匹敵的力量。 五、 數學在密碼創新中的角色：加密技術的演進 除瞭在密碼破解中扮演關鍵角色，數學同樣是二戰時期密碼創新的核心驅動力。各國情報機構和軍事部門都在不斷探索更先進、更安全的加密技術，以期在信息戰中占據優勢。 例如，在早期，一些基於算術和代數的簡單加密方法便得到瞭應用。這些方法通常涉及到對明文進行數值化處理，然後應用一係列數學運算，如加法、乘法、模運算等，來生成密文。雖然這些方法在今天看來相對簡單，但在當時，它們已經能夠有效抵禦基礎的密碼分析。 隨著密碼學理論的發展，更為復雜的數學概念開始被引入。例如，一些利用置亂（permutation）和代換（substitution）結閤的密碼係統，其背後都離不開組閤數學和代數結構的研究。設計這些密碼需要精確地計算各種排列組閤的可能性，以及設計復雜的代換錶，以最大化密碼的安全性。 到瞭戰爭後期，隨著電子技術的興起，數學傢們開始嘗試將連續數學的概念引入到密碼設計中。例如，一些基於隨機數生成器（pseudorandom number generator）的加密方法，其核心便是利用復雜的數學算法來生成看似隨機的密鑰序列。這些算法的安全性，直接取決於其數學上的不可預測性。 此外，在信息論的指導下，數學傢們也在研究如何設計具有更高熵的密碼係統，以避免統計學上的漏洞。他們關注的信息冗餘度、信源編碼等概念，都直接來源於數學理論。 可以說，二戰時期的密碼創新，是一場數學理論與工程實踐緊密結閤的盛宴。無數數學傢和密碼學傢，在戰爭的緊迫需求下，將抽象的數學公式轉化為實際的加密設備和通信係統，為國傢的安全和戰爭的勝利做齣瞭不可磨滅的貢獻。 六、 數學思維在情報戰中的價值：超越計算的智慧 本書所呈現的，不僅僅是具體的數學公式和算法，更是一種深刻的數學思維。在二戰的密碼決戰中，數學傢們所展現齣的，不僅僅是精湛的計算能力，更是其獨特的邏輯推理、抽象概括、模式識彆以及問題分解的能力。 “恩尼格瑪”的破解，並非僅僅依靠蠻力嘗試，而是通過對機器結構的深刻理解，以及對數學規律的敏感洞察，纔得以找到突破口。艾倫·圖靈對“恩尼格瑪”的分析，便是典型的數學思維在實踐中的體現：他能夠將一個復雜的機械係統，抽象為一係列數學模型，並利用邏輯推理來推導齣其內在的弱點。 日本“紫密”的破解，同樣需要高度的統計學思維和概率論分析能力。情報分析人員需要從海量的密文中，識彆齣那些隱藏在噪音之下的微弱信號，並利用概率模型來推斷其生成規律。這是一種從不確定性中發現確定性的能力，而這正是數學思維的核心價值所在。 更重要的是，數學思維培養瞭一種嚴謹的科學態度。在密碼戰中，任何微小的錯誤都可能導緻功敗垂成。數學傢們必須精確計算，細緻分析，確保每一個步驟的正確性。這種嚴謹性，是情報工作成功的基石。 本書將通過講述一個個生動的故事，展現數學思維如何在情報戰的復雜環境中發揮作用，它如何幫助分析人員看穿迷霧，如何指引技術人員設計齣更強大的加密係統。它證明瞭，數學的價值，遠遠超越瞭純粹的計算，它是一種強大的思維方式，能夠幫助我們理解世界，解決復雜的問題，並在關鍵時刻做齣明智的決策。 七、 結語：數學之光，永不熄滅 第二次世界大戰的硝煙早已散去，但那場驚心動魄的密碼決戰，以及其中閃耀的數學之光，卻永遠銘刻在人類文明的曆史長捲中。本書希望通過深入淺齣的方式，展現數學在二戰時期所扮演的至關重要的角色，揭示隱藏在戰爭史料背後，那些由數字和邏輯構建起的輝煌篇章。 從“恩尼格瑪”的破解到“紫密”的攻陷，從加密技術的創新到情報分析的突破，數學的力量貫穿始終。它不僅是戰爭勝負的砝碼，更是人類智慧的象徵。這本書試圖告訴讀者，數學並非遙不可及的象牙塔，而是深入我們生活，影響我們世界的強大力量。 希望通過閱讀本書，讀者能夠對數學産生新的認識，理解數學在現實世界中的廣泛應用，尤其是在信息安全領域。更希望能夠激發讀者對數學的興趣，認識到數學思維的獨特價值，以及它在解決復雜問題時的關鍵作用。 《二戰時期密碼決戰中的數學故事》，不僅僅是一部曆史的敘述，更是一麯獻給數學智慧的贊歌。它證明瞭，在人類文明的無數次挑戰麵前，數學，永遠是那盞指引方嚮的明燈，是解決一切問題的有力武器。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的地方在於其探討的“蝴蝶效應”——微小的數學洞察如何引發巨大的曆史漣漪。它不僅僅是簡單地記錄瞭“我們破譯瞭X密碼，所以贏得瞭Y戰役”，而是更深層次地剖析瞭信息不對稱性是如何被轉化為軍事優勢的。作者似乎在不斷地提醒我們：在信息戰的早期階段，真正的“武器”並非是鋼鐵和火藥，而是算法和邏輯。書中對某些關鍵決策點，比如某個情報機構是應該選擇相信一個“數學上不可能”的預測，還是遵循傳統的軍事直覺，進行瞭精彩的心理博弈描繪。這種對“理性與直覺的衝突”的展現，極具戲劇張力。閱讀過程中，我的神經一直處於一種緊綳的狀態，因為你知道，每一個被破解的數字背後，都可能意味著盟軍的登陸時間提前，或者某個U型潛艇的航綫暴露。它成功地將抽象的數學邏輯，具象化為影響全球格局的決定性因素，這種震撼感是罕見的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事功力著實瞭得，它將一個看似冷峻的學術領域——數學——融入到那個波譎雲詭的宏大曆史背景中，描繪齣瞭一幅扣人心弦的畫麵。閱讀體驗非常流暢，作者的筆觸既有曆史學傢的嚴謹考據，又不失小說傢的生動描摹。我尤其欣賞作者如何巧妙地將那些抽象的數學概念，例如概率論在情報分析中的應用，或者代數結構在密碼破譯中的基礎地位，用非常直觀且易於理解的方式呈現給非專業讀者。整個閱讀過程中，我仿佛置身於布萊切利園的秘密房間，能真切感受到那些數學傢和語言學傢們夜以繼日的煎熬與狂喜。他們麵對的不僅僅是冰冷的數字和符號，更是關乎成韆上萬士兵生死的抉擇。書中對於特定曆史人物性格側麵的挖掘也非常到位，不再是教科書上扁平化的英雄形象，而是充滿瞭人性的掙紮、智慧的光芒以及時代洪流下的無奈與堅韌。這種深度融閤，使得這本書不僅僅是一本關於數學或曆史的書，它更像是一部關於人類智慧如何影響戰爭進程的史詩。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我原本對這類偏重技術的書籍抱有一絲保留，擔心會過於枯燥或晦澀難懂，但這本書徹底顛覆瞭我的預設。作者顯然深諳如何將硬核內容“軟化”的藝術。與其堆砌晦澀的數學符號，不如著重講述發現那個符號背後含義的人類心路曆程和外部環境的壓力。書中對密碼本身（而非破解技術）的描述，更側重於其設計思想和局限性，這使得即便是對現代加密技術一竅不通的讀者，也能理解不同時期密碼係統的“強度”差異。此外，書中還穿插瞭一些關於後勤、資源分配以及政治博弈的內容，這些“非核心”的敘事元素，非但沒有分散主題，反而像精美的配飾一樣，讓整體畫麵更加飽滿和真實。它成功地將一場智力競賽升華為一場關乎國傢命運的綜閤較量。讀罷，我對那個時代所有參與者——無論他們是坐在計算機前，還是駕駛著轟炸機——所付齣的努力，都油然而生一種深刻的敬意。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗上來說，這本書的質量無疑是頂尖的。它的翻譯（如果我閱讀的是譯本）處理得極其齣色，語言保持瞭一種冷靜而有力的剋製感，避免瞭過度煽情，反而讓事實本身的力量得以凸顯。排版和插圖的運用也十分考究，那些曆史照片和示意圖，往往在最恰當的時機齣現，起到畫龍點睛的作用，幫助讀者建立起空間和時間的坐標感。更重要的是，它激發瞭我進一步探索相關領域的強烈欲望。讀完後，我立刻去搜索瞭書中提到的某些數學傢和密碼學先驅的更多生平事跡，這本身就是一本優秀非虛構作品的終極褒奬。它沒有滿足於告知“發生瞭什麼”，而是緻力於解釋“為什麼會那樣發生”，並成功地將“密碼戰”這一原本深鎖在檔案庫裏的主題，以一種極具啓發性的方式，呈現在瞭公眾麵前。它是一部關於智慧、隱蔽鬥爭與時代抉擇的宏大贊歌。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排簡直是教科書級彆的示範，它成功地在宏觀的曆史脈絡和微觀的智力對決之間找到瞭完美的平衡點。開篇並未急於拋齣復雜的公式或技術細節，而是先搭建起一個充滿張力的時代背景，讓人自然而然地對即將到來的“較量”産生強烈的期待感。隨後，隨著戰局的演變，作者如同一個高明的棋手，逐步引導我們進入那些密碼戰的核心區域。每一次關鍵的密碼破譯，都被描繪成一次智力上的“登頂”，其過程中的艱險、靈感迸發的瞬間，以及團隊協作的默契，都刻畫得淋灕盡緻。我特彆喜歡作者在描述那些關鍵轉摺點時的節奏控製，那種時而緩慢推進、細緻入微，時而突然爆發、如閃電穿透迷霧的敘事節奏，牢牢抓住瞭讀者的注意力。讀完之後，我感覺自己不僅瞭解瞭某些密碼學的原理，更重要的是，我體會到瞭在極端壓力下，人類理性思維的力量是何等強大與迷人。它讓“數學”這個詞匯，從書架上沉睡的理論，變成瞭推動曆史車輪的實際動力。

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

很多不為人知的數學故事，對數學感興趣的孩子很喜歡。

評分☆☆☆☆☆

就是簡單瞭一點，還有打摺低瞭點

評分☆☆☆☆☆

學校建議購買書籍，瞭解數學文化。

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

準備送給小朋友的，，，，

評分☆☆☆☆☆

切入點很好，值得一讀

評分☆☆☆☆☆

切入點很好，值得一讀

評分☆☆☆☆☆

不錯的書，版麵小巧便攜，講瞭密碼在戰爭中的重要性，介紹瞭很多相關數學傢，對此我很感興趣。