03.3 巨人機 Colossus:第一台電子數位計算機#
一九四三年二月的倫敦北郊,郵政總局研究站的工程師湯瑪斯·哈羅德·弗勞爾斯(Tommy Flowers)收到一道不可思議的指令:在十個月內,用一千五百支真空管,造出一台前所未有的機器。
據說海軍部的高層給他下了一個死線,而他估算「十八個月」,最終只用了十一個月。
Lorenz 與 Tunny#
任務來自布萊切利園。德軍最高層——陸軍參謀總部——使用的是 Lorenz SZ40/42 密碼電傳機,英國內部代號 Tunny。它比 Enigma 複雜得多:十二個轉輪、以鮑多碼(Baudot,五單位電傳碼)操作、傳遞的是參謀總部與戰地司令之間的最高層電文。
一九四一年,德國柏林與雅典之間的一條鏈路因操作員失誤重發了同一則四千字長文——一次近乎完美的「已知明文」,英國也因此第一次窺見 Lorenz 的存在。數學家比爾·塔特(Bill Tutte)純用密文樣式徒手推導出整台機器的邏輯結構,這是密碼分析史上的傳奇之一。但結構知道了,另一個問題才真正浮現:手工破譯一則 Tunny 電文要幾週,而電文每天湧入幾百則。
一九四二年,郵政總局的工程師 W. T. Tutte(非 Bill Tutte,同名巧合)參與了最初以繼電器造「Robinson」機器的嘗試。他去找弗勞爾斯,而弗勞爾斯給出了一個當時聽起來荒誕的回答:丟掉繼電器,用電子管。
業內的懷疑與 Flowers 的膽識#
那個年代,真空管被視為脆弱的燈泡——燈亮一陣就燒掉。電話交換機、雷達系統都以繼電器為骨幹,因為繼電器「耐久」。Flowers 在一九三〇年代在 Dollis Hill 研究用真空管做實驗性電話交換,早已發現事實相反:真空管故障幾乎都发生在開/關的瞬間(電流衝擊),只要讓它長年恆亮不關,壽命以年計。這是他在郵政總局積了十年、無人申要的經驗。布萊切利園的高層不信,他賭上自己的工程判斷,自資先造原型以證閉環。
事實證明他對。Colossus I 用的真空管約一千六百支(Mark 2 增至約二千四百支,總體系統包含二千四百支中含其他鏈路);機器恆亮不移,故障率低到每周只剩個位數的燈換新。到一九四五年戰敗時,布萊切利園已運轉了十台 Colossus。
電子取代繼電器不是「快一點」,是快了一到兩個數量級:繼電器每秒幾十次機械動作,電子管每秒幾萬次。這使得每則密文的統計深度分析從「天」縮到「幾小時」——戰爭等不起。
D-Day 與戰時的效用#
一九四四年一月十八日,Colossus I 進駐布萊切利園 F 區。六月 D-Day 前,Colossus 破出的 Lorenz 電文成為希特勒誤判盟軍登陸點(相信是加萊而非諾曼第)的直接證據——**
盟軍因此敢把巴頓的假冒「第某某集團軍」假訊號留在多佛,把真主力送到諾曼第。七位從不准對外透露姓名的密碼學家,改寫了歷史的座標。
保密的代價#
一九四五年戰爭結束,丘吉爾下令銷毀全部設備與圖紙,機器 defaultstate 拆成零件、文件燒毀。參與者簽下終身保密令。Flowers 說,戰後他若能申請專利,光是這台機器的設計就足以讓他富可敵國;但他只能拿著被拆解的碎片,回到郵政總局的小辦公室。
保密帶給英國的是一種微妙的雙面性:一方面,這批人(Flowers、Newman、Tutte、Kilburn、Womersley)形成了世界最早的電腦設計人才池,戰後一年內 Manchester Baby(電腦第一份 stored-program 訃告)、Cambridge EDSAC、NPL 的 ACE 相繼誕生;另一方面,Colossus 的存在被抹除,工程知識沒有變成專利與產業,美國在戰後以 ENIAC 與 EDVAC 的論文搶佔了「電子計算」世界的第一頁史册。一九九〇年,退休的 Flowers 率領團隊用他記憶中的藍圖,在布萊切利園博物館重建了 Colossus——直到二〇〇〇年代原始文件解密,世人才確認英國早已悄然完成了第一台電子數位計算機,比我們教科書裡寫的「第一台」早了兩年。
歷史在這裡給後代留下一個嚴峻的教訓:保密為戰爭服務時是利器,為和平服務時是枷鎖。一個國家若不能把戰時思想的結晶沉澱為可流通的知識資本,終究會把先機讓給敢於公布與傳播的對手。