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一位破譯了二戰(zhàn)德國(guó)密碼的數(shù)學(xué)天才,他帶走了秘訣

返樸 2024/3/2 21:22:01 責(zé)編:夢(mèng)澤

本文來(lái)自微信公眾號(hào):返樸 (ID:fanpu2019),作者:范明

破譯密碼在戰(zhàn)爭(zhēng)中起到關(guān)鍵作用。瑞典數(shù)學(xué)家阿恩?伯爾林(Arne Beurling)因 1940 年破譯了德國(guó)密碼機(jī)“G 打印機(jī)”而名垂青史。事實(shí)上,他是一位不世出的天才,雖然在數(shù)學(xué)上做出了菲爾茲獎(jiǎng)級(jí)的成果,但他的生平和在密碼分析領(lǐng)域的成就并不為人所知,直到 20 多年前才被披露。他自己從未透露過(guò)破解密碼的方法,正如他自己所說(shuō):“魔術(shù)師從不揭示自己的秘訣?!?/p>

撰文 | 范明

1941 年 6 月中旬,一個(gè)令人不安的消息傳到瑞典。納粹德國(guó)在波羅的海南部地區(qū)大幅削減軍隊(duì),而在波羅的海海域的海軍活動(dòng)卻強(qiáng)有力增加,顯然一場(chǎng)重大的軍事行動(dòng)正在醞釀中。丹麥和挪威被納粹占領(lǐng)已經(jīng)一年多了,現(xiàn)在輪到瑞典了嗎?盡管如此,瑞典政府及國(guó)防部高層并未采取任何超出現(xiàn)有準(zhǔn)備的措施 —— 既沒(méi)有總動(dòng)員,也沒(méi)有調(diào)動(dòng)軍隊(duì)。為什么會(huì)出現(xiàn)這種無(wú)所作為的情況?行動(dòng)癱瘓,還是不負(fù)責(zé)任?這些猜想都是錯(cuò)誤的,其實(shí)早在幾個(gè)星期前,政府就已獲知,德軍的異常軍事行動(dòng)并非針對(duì)瑞典,而是針對(duì)蘇聯(lián)的 “巴巴羅薩行動(dòng)”(Operation Barbarossa)。為了減少本國(guó)人民不必要的擔(dān)心,政府決定不動(dòng)聲色,這樣既可以節(jié)省大量資源,也不必打草驚蛇激怒希特勒。

揭露德國(guó)計(jì)劃的幕后英雄是一位瑞典數(shù)學(xué)家 —— 阿恩?伯爾林(Arne Beurling,1905-1986),他于 1940 年破譯了德國(guó)“G 打印機(jī)”(Geheimschreiber)的戰(zhàn)略軍事通信密碼。這是密碼學(xué)歷史上最偉大的成就之一,可與波蘭人馬里安?雷耶夫斯基(Marian Rejewski)和英國(guó)人阿蘭?圖靈(Alan Turing)等破解德軍恩尼格瑪(Enigma,Enigma 一詞在希臘語(yǔ)中是 “謎語(yǔ)”的意思)密碼機(jī)的壯舉相提并論。然而在戰(zhàn)后很長(zhǎng)一段時(shí)間里,伯爾林的名字和事跡卻鮮為人知。直到 1996 年,瑞典密碼分析師和作家本特?貝克曼(Bengt Beckman)撰寫(xiě)的《瑞典的密碼破譯者》一書(shū)問(wèn)世,才將這位出世高人的生平展現(xiàn)在世人面前。這是一個(gè)擁有幾乎所有驚悚元素的真實(shí)故事:殘酷的戰(zhàn)爭(zhēng)年代、孤獨(dú)的數(shù)學(xué)天才、神秘的解碼 “魔術(shù)師”……

阿恩?伯爾林 圖源:popularhistoria.se

加密技術(shù)和密碼機(jī)行業(yè)的開(kāi)端

密碼學(xué)是一門(mén)古老的科學(xué),人類使用代碼和密碼傳遞秘密信息的歷史幾乎與使用文字的時(shí)間一樣長(zhǎng)。從公元前幾百年起,就先后出現(xiàn)了希伯來(lái)學(xué)者使用的單表替換式密碼、斯巴達(dá)人用于換位加密的 “塞塔式密碼棒”、希臘化時(shí)代的“波利比烏斯方表” 打拍密碼、羅馬共和時(shí)期替換加密技術(shù)的“凱撒密碼”等。1467 年左右,被稱為“西方密碼學(xué)之父”的意大利文藝復(fù)興時(shí)期的通才萊昂?巴蒂斯塔?阿爾伯蒂(Leon Battista Alberti)提出了多表加密方法,后來(lái)發(fā)展成為由一系列凱撒密碼組成的多表加密系統(tǒng) ——“維吉尼亞密碼”,并最終催生了理論上具有完善保密性的“一次性密碼本”。這類經(jīng)典密碼主要使用筆和紙,或者簡(jiǎn)單的機(jī)械輔助工具進(jìn)行加密。

瑞典是一個(gè)發(fā)明家輩出的國(guó)家,世界上第一臺(tái)密碼機(jī)可能與 18 世紀(jì)瑞典貴族弗雷德里克?格里彭斯蒂納(Fredrik Gripenstierna)男爵有關(guān),1786 年 9 月 23 日,他在寫(xiě)給瑞典國(guó)王古斯塔夫三世的信中提出了一臺(tái)密碼機(jī)的設(shè)計(jì)方案。格里彭斯蒂納在信中寫(xiě)道,自己是根據(jù)年輕時(shí)從外祖父 —— 瑞典著名科學(xué)家和發(fā)明家克里斯托弗?普爾海姆(Christopher Polhem)那里學(xué)到的知識(shí),繪制了這臺(tái)機(jī)器的圖紙。普爾海姆與英國(guó)數(shù)學(xué)家和密碼學(xué)家約翰?沃利斯(John Wallis)有書(shū)信往來(lái),沃利斯是牛頓的老師,提出了無(wú)窮大符號(hào)∞。普爾海姆關(guān)于密碼機(jī)的構(gòu)思則來(lái)自德國(guó)耶穌會(huì)成員和通才阿塔納修斯?基歇爾(Athanasius Kircher)的著作《數(shù)字算盤(pán)》中的思想。古斯塔夫三世對(duì)這一設(shè)想很感興趣,同年瑞典的一家公司制造了原型機(jī)。

雖然格里彭斯蒂納密碼機(jī)的圖紙和機(jī)器已經(jīng)失傳,但從他給古斯塔夫三世信件的描述中可以大致猜測(cè)出其外觀。這是一個(gè)由 57 個(gè)旋轉(zhuǎn)金屬圓盤(pán)組成的圓柱形機(jī)器,圓盤(pán)彼此相鄰排列并可繞軸旋轉(zhuǎn)。每個(gè)圓盤(pán)的一半按順序標(biāo)記有字母和特殊字符,另一半則是以亂序方式排列的 0 至 99 之間的數(shù)字,使用者可以通過(guò)字母、字符與數(shù)字交換位置以及旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)來(lái)加密和解密文本消息,這臺(tái)密碼機(jī)共有約 41076 個(gè)可能的字母表。美國(guó)開(kāi)國(guó)元?jiǎng)字煌旭R斯?杰斐遜(Thomas Jefferson)曾于 1795 年發(fā)明了一種有 36 個(gè)圓盤(pán)的類似裝置 ——“杰斐遜圓盤(pán)”,但沒(méi)有付諸使用,直到 1922 年,美國(guó)人根據(jù)其原理制造出 M-94 密碼機(jī)。

20 世紀(jì)早期,隨著一些電動(dòng)機(jī)械的發(fā)明,更復(fù)雜和有效的加密方法問(wèn)世,一批密碼天才閃亮登場(chǎng)。例如,瑞典數(shù)學(xué)家阿維德?達(dá)姆(Arvid Damm)也是一位工程師和發(fā)明家,于 1896 年獲得烏普薩拉大學(xué)博士學(xué)位。1916 年 7 月,他與同樣對(duì)密碼學(xué)感興趣的海軍軍官奧洛夫?吉爾登(Olof Gyldén)共同創(chuàng)辦了一家瑞典有限公司 AB Cryptograph,它可能是世界上第一家完全專注于加密機(jī)并獲得商業(yè)成功的公司。達(dá)姆是用于機(jī)器加密的有線轉(zhuǎn)子原理的早期發(fā)明者之一,他申請(qǐng)了瑞典專利,設(shè)計(jì)了多款密碼機(jī),包括可以自動(dòng)加密輸入文本的 B1 原型機(jī)。1922 年,諾貝爾家族和哈格林家族為瀕于破產(chǎn)的 AB Cryptograph 注資。3 年后,鮑里斯?哈格林(Boris Hagelin)代表其家族接手了公司的管理權(quán)并重組改名,并生產(chǎn)出 B1 型密碼機(jī)的簡(jiǎn)化但實(shí)用的版本 B21,出售給瑞典軍方。

哈格林的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是德國(guó)電氣工程師亞瑟?謝爾比烏斯(Arthur Scherbius),后者發(fā)明的恩尼格瑪密碼機(jī)于 1925 年開(kāi)始批量生產(chǎn)。哈格林的產(chǎn)品曾與恩尼格瑪機(jī)的早期版本展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng),但銷(xiāo)量更好。他開(kāi)發(fā)的最著名的產(chǎn)品是 C36 型密碼機(jī),二戰(zhàn)期間他曾向美國(guó)軍方售出數(shù)萬(wàn)臺(tái)小型版的機(jī)器。后來(lái)哈格林移居瑞士,1952 年在伯爾尼創(chuàng)立 Crypto AG 公司,于 1958 年關(guān)閉了瑞典公司。二戰(zhàn)后 Crypto AG 迅速成為密碼機(jī)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),還于 1970 年代復(fù)制了兩臺(tái)格里彭斯蒂納密碼機(jī),哈格林也是史上唯一一位成為億萬(wàn)富翁的密碼機(jī)制造商。隨著世界通信的數(shù)字化,公司于 2018 年被分拆出售。

三轉(zhuǎn)子恩尼格瑪機(jī)(左)和 C36 型密碼機(jī)(右) | 圖源:維基百科

信號(hào)攔截與密碼分析

密碼分析是研究在不知道秘密信息的情況下對(duì)已加密的信息進(jìn)行解密的一門(mén)學(xué)問(wèn),英文單詞為 cryptanalysis,源自希臘語(yǔ) kryptós—— 意為“隱藏”,以及 analyein—— 意為“解開(kāi)”。盡管這一詞匯直到 1920 年才出現(xiàn),但破解密碼和密碼機(jī)的方法卻由來(lái)已久。密碼分析與密碼學(xué)共同演化,被視為同一枚硬幣的正反兩面:為了創(chuàng)建安全的密碼,就必須考慮到可能的密碼分析。成功的密碼分析對(duì)歷史進(jìn)程產(chǎn)生了重要影響,在戰(zhàn)時(shí)尤其如此。一戰(zhàn)期間的 1917 年 1 月,英國(guó)情報(bào)部門(mén)截獲并破譯了德國(guó)外交部 “齊默爾曼電報(bào)”(Zimmermann Telegram),成為促使美國(guó)參戰(zhàn)的直接原因。二戰(zhàn)中對(duì)德國(guó)恩尼格瑪機(jī)的成功破解,使得盟軍在歐洲戰(zhàn)場(chǎng)提前獲勝,對(duì)整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)起到?jīng)Q定性作用。

早在 20 世紀(jì)初,瑞典軍方就擁有自己的信號(hào)情報(bào)和加密部門(mén),一戰(zhàn)期間成功破解了俄羅斯波羅的海艦隊(duì)的一些加密信息。瑞典曾與德國(guó)簽訂合作協(xié)議,分享這些情報(bào),并允許德國(guó)外交部在瑞典軍艦上向海外大使館發(fā)送電報(bào)。作為回報(bào),德方授予瑞典使用加密部門(mén)的方法和結(jié)果,并為其培訓(xùn)加密專業(yè)人員。齊默爾曼電報(bào)就是通過(guò)這種方式發(fā)送給德國(guó)駐墨西哥大使,其中披露了無(wú)限制潛艇戰(zhàn)爭(zhēng)的計(jì)劃,建議墨西哥與德國(guó)結(jié)成抗美軍事聯(lián)盟,這封電報(bào)被英方截獲并轉(zhuǎn)告美方。1930 年代,瑞典海軍加強(qiáng)了在波羅的海沿岸的海軍基地和艦艇上攔截俄、德、英等國(guó)無(wú)線電信號(hào)的工作,并開(kāi)始培訓(xùn)自己的密碼學(xué)和密碼分析人才。

伊夫?吉爾登(Yves Gyldén,1895–1963)是 1930 年代瑞典密碼學(xué)和密碼分析領(lǐng)域的先驅(qū)者和最重要的專家,他的父親奧洛夫?吉爾登是阿維德?達(dá)姆的商業(yè)合伙人、祖父是著名天文學(xué)家雨果?吉爾登(Hugo Gyldén)。吉爾登兼具語(yǔ)言和數(shù)學(xué)天賦,精通瑞典語(yǔ)、法語(yǔ)、西班牙語(yǔ),他認(rèn)為密碼分析是一門(mén)藝術(shù)。1931 年,吉爾登出版了《密碼機(jī)構(gòu)在世界大戰(zhàn)中的貢獻(xiàn)》一書(shū),介紹從 1880 年代至一戰(zhàn)期間所有歐洲國(guó)家的編碼和破譯操作,并預(yù)言了密碼分析在今后戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用。吉爾登還是一位出色的教師,他曾在多所軍事學(xué)校講授密碼學(xué)和密碼分析課程。同一時(shí)期哈格林開(kāi)發(fā)的許多加密機(jī)器都是基于密碼分析領(lǐng)域的最新進(jìn)展,包括吉爾登的工作。

由于密碼算法日漸復(fù)雜,密碼分析逐漸變得主要依賴于數(shù)學(xué)方法。1924 年,19 歲的阿恩?伯爾林進(jìn)入烏普薩拉大學(xué)數(shù)學(xué)系學(xué)習(xí),他在 1930–1931 年服兵役期間開(kāi)始對(duì)加密技術(shù)和破譯密碼感興趣。伯爾林在一堂周末課程中參觀了瑞典國(guó)防部門(mén)的 B21 型密碼機(jī),在檢查了這臺(tái)機(jī)器后,他聲稱機(jī)器存在安全缺陷。第二天他就拿出了解決方案,使得課程教官大為驚訝。服役期結(jié)束后,伯爾林回到烏普薩拉大學(xué)繼續(xù)學(xué)業(yè),獲得博士學(xué)位,后成為教授。1937 年 7 月 1 日,瑞典武裝部隊(duì)總參謀部(F?rsvarsstaben)正式成立,下設(shè)包括密碼部在內(nèi)的十個(gè)部門(mén),開(kāi)始培訓(xùn)密碼分析人員。吉爾登擔(dān)任密碼分析、統(tǒng)計(jì)應(yīng)用等課程的教官,伯爾林也兼職參與組織一門(mén)密碼學(xué)課程。

總參謀部密碼部門(mén)舊址 | 圖源:popularhistoria.se(左)及作者拍攝(右)

斯堪的納維亞的地緣政治位置、不可預(yù)測(cè)事件中的政治博弈以及戰(zhàn)爭(zhēng)后期的軍事集結(jié),使得瑞典政府在整個(gè)二戰(zhàn)期間始終保持中立。1942 年 7 月 1 日,瑞典武裝部隊(duì)總參謀部中負(fù)責(zé)信號(hào)情報(bào)和加密工作的部門(mén)被劃分為一個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu) ——“武裝部隊(duì)無(wú)線電局”(F?rsvarsv?sendets Radioanstalt),簡(jiǎn)稱 FRA。戰(zhàn)爭(zhēng)期間,總參謀部密碼部門(mén)設(shè)在斯德哥爾摩市中心 Karlaplan 4 的一棟舊樓內(nèi),現(xiàn)在這座樓房已拆除重建,2022 年 10 月,F(xiàn)RA 在舊址門(mén)口安放了紀(jì)念牌匾,上面的銘文是:“信號(hào)情報(bào)服務(wù)部門(mén)于 1939-1943 年間在這座樓房?jī)?nèi)運(yùn)行,瑞典武裝部隊(duì)無(wú)線電局向曾在這里默默工作的男女軍人致敬,他們?yōu)閲?guó)家做出了巨大貢獻(xiàn)?!?/p>

破譯德國(guó) G 密碼打印機(jī)

二戰(zhàn)爆發(fā)后伯爾林應(yīng)征入伍,進(jìn)入情報(bào)加密部門(mén)工作。他的小組最初被指派研究蘇聯(lián)的信息傳輸系統(tǒng),成功破譯了波羅的海艦隊(duì)的 10400 封電報(bào) —— 蘇聯(lián)人使用了四位數(shù)和附加超級(jí)加密的五位數(shù)密碼。在和平時(shí)期瑞典國(guó)防部從未對(duì)重要的外國(guó)國(guó)防部門(mén)的組織和運(yùn)作有如此深入的了解。1940 年夏天,伯爾林取得了一生中最杰出的成就:破解德國(guó)人 的 G 密碼打印機(jī),那時(shí) G 打印機(jī)用于德國(guó)駐斯德哥爾摩大使館和挪威之間的電傳通訊。1940 年 4 月,德國(guó)占領(lǐng)丹麥和挪威后不久,要求向瑞典租賃奧斯陸和哥本哈根之間沿西海岸的電纜。盡管這一舉動(dòng)有悖于瑞典作為中立國(guó)的立場(chǎng),卻為破解德國(guó)密碼提供了難得的機(jī)會(huì)。

德國(guó)西門(mén)子公司的 Halske T52 型 G 打印機(jī)是一種內(nèi)置加密的電傳打字機(jī),體型較大,主要供納粹高級(jí)軍事人員和外交使團(tuán)使用。與 G 打印機(jī)相比,恩尼格瑪機(jī)的體積小得多,廣泛用于德國(guó)軍隊(duì)和潛艇。恩尼格瑪機(jī)沒(méi)有任何打印文字,必須由兩人使用,破譯密碼則需要訪問(wèn)物理機(jī)器,而且需要大量計(jì)算資源。英國(guó)人就是在破譯密碼遇到困難的關(guān)鍵階段,從三艘德國(guó)潛艇上獲取了密碼機(jī)來(lái)破譯的,而當(dāng)年瑞典國(guó)防部門(mén)沒(méi)有這些條件。破解 G 打印機(jī)意味著瑞典政府和國(guó)防部高層可以在德國(guó)進(jìn)攻威脅最危急的關(guān)頭了解掌控戰(zhàn)爭(zhēng)局勢(shì)的最高級(jí)別人員的情報(bào),例如本文開(kāi)始提到的德國(guó)入侵蘇聯(lián)的“巴巴羅薩行動(dòng)”,從而為使瑞典遠(yuǎn)離戰(zhàn)爭(zhēng)提供了重要支持。

瑞典軍事博物館收藏的一臺(tái) G 打印機(jī) | 圖源:作者拍攝

G 打印機(jī)采用了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的加密方法,其中包括使用十個(gè)不同尺寸的碼輪,碼輪和繼電器可以通過(guò)多種方式連接,將輸入的五位電傳打字機(jī)字符轉(zhuǎn)換為其他加密字符。這些字符由接收器使用按照相同約定設(shè)置的機(jī)器進(jìn)行解密,總共可設(shè)置 893 622 318 929 520 960 種不同組合。根據(jù)瑞典情報(bào)部門(mén)截獲的密碼電報(bào)以及德國(guó)大使館臥底特工送出的明文,伯爾林選取了 1940 年 5 月 25 日 24 小時(shí)內(nèi)發(fā)送者和接收者相匹配的信息流量,將其逐字打印出來(lái)。經(jīng)過(guò)兩周時(shí)間的思考和計(jì)算,他僅僅使用筆和紙就完成了破解工作。在這之前伯爾林對(duì)于電傳打字機(jī)及其加密方法一無(wú)所知,而德國(guó)人認(rèn)為 G 打印機(jī)是不可破解的,因此戰(zhàn)后他的成功引起了公眾的廣泛關(guān)注。

伯爾林從不將簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化,他在工作中并沒(méi)有使用高深的數(shù)學(xué)知識(shí)和神秘公式,不過(guò)是充分利用了 G 打印機(jī)的設(shè)計(jì)和操作的一些弱點(diǎn)以及德國(guó)操作員處理信息的方式,例如多次發(fā)送具有相同設(shè)置的消息。根據(jù) G 打印機(jī)產(chǎn)生的密碼,伯爾林還設(shè)計(jì)出了該設(shè)備的數(shù)學(xué)模型。在工程師維果?林斯坦(Vigo Lindstein) 的幫助下,他們制造出一臺(tái)與 G 打印機(jī)的工作方式正好相反的機(jī)器,并將其命名為 “App”。德國(guó)的加密信息送到這臺(tái)機(jī)器上能直接被轉(zhuǎn)換為純文本并打印出來(lái),使解密過(guò)程自動(dòng)化,從而節(jié)省了解密人員手譯電報(bào)的大量時(shí)間。德國(guó)的最高軍事機(jī)密就這樣源源不斷地實(shí)時(shí)送到瑞典安全部門(mén)高層的辦公桌上,直到 1943 年底,德方發(fā)現(xiàn)之后才用新系統(tǒng)和加密技術(shù)堵住了漏洞。

用于破解 G 打印機(jī)代碼的部分原始文檔 | 圖源:fra.se

伯爾林生前對(duì)于其解密方法始終守口如瓶,他的一句名言是:“魔術(shù)師從不揭示自己的秘訣。”伯爾林在烏普薩拉的前學(xué)生卡爾-約斯塔?伯勒留斯(Carl-G?sta Borelius)長(zhǎng)期擔(dān)任 FRA 密碼分析師和數(shù)據(jù)中心主管,他在 1941–1943 年間參與了 G 打印機(jī)的解密工作。一個(gè)重要線索是 G 打印機(jī)在使用過(guò)程中,操作員通常會(huì)在每個(gè)空格處插入阿爾法換檔,以避免陷入數(shù)字模式,這意味著 alpha shift + space 是一個(gè)常見(jiàn)的組合。1980 年代,伯勒留斯撰寫(xiě)了一份內(nèi)部報(bào)告,推測(cè)重建了伯爾林可能使用的方法,他認(rèn)為 3 = 字母移位,4 = 數(shù)字移位,5 = 空格。1940 年秋天,伯爾林還在完全不懂捷克語(yǔ)的情況下,破解了這種語(yǔ)言的加密電報(bào),這甚至比解密 G 打印機(jī)都更使他有成就感。

不世出的天才數(shù)學(xué)家

伯爾林出生于瑞典西海岸哥德堡,他的父親是一位經(jīng)驗(yàn)豐富、脾氣暴躁的船長(zhǎng)。1928 年,伯爾林開(kāi)始在烏普薩拉大學(xué)數(shù)學(xué)教授安德斯?維曼(Anders Wiman)指導(dǎo)下攻讀博士學(xué)位,并且受到另一位教授埃里克?霍姆格倫(Erik Holmgren)的深刻影響。第二年他與芬蘭數(shù)學(xué)家拉爾斯?阿爾福斯(Lars Ahlfors)差不多同時(shí)證明了關(guān)于全純函數(shù)漸進(jìn)值的 Denjoy 猜想。然而那一年伯爾林休學(xué)與父親一起前往巴拿馬狩獵鱷魚(yú),后來(lái)又去服兵役。因此直到 1933 年他才發(fā)表了研究結(jié)果,并獲得博士學(xué)位,與 1936 年首次頒發(fā)的菲爾茲獎(jiǎng)失之交臂。伯爾林用法文寫(xiě)成的博士論文 Etudes sur un problème de majoration,成為當(dāng)時(shí)最具影響力的數(shù)學(xué)文獻(xiàn)之一。

博士畢業(yè)后,伯爾林在烏普薩拉大學(xué)任教,1937 年成為該系兩位教授之一。他在最有創(chuàng)造力的年華投身破解德國(guó)密碼的工作,以此報(bào)效國(guó)家。1948-1949 年間,伯爾林應(yīng)阿爾福斯之邀前往哈佛大學(xué)作訪問(wèn)教授。1954 年他辭去烏普薩拉的教職,成為普林斯頓高級(jí)研究院的終身教授,在那里繼承了愛(ài)因斯坦的辦公室,直到 1973 年榮休。伯爾林的主要研究領(lǐng)域是調(diào)和分析、復(fù)分析和位勢(shì)理論,他以獨(dú)特的方式將這三個(gè)領(lǐng)域融為一體,做出了多項(xiàng)重要貢獻(xiàn)。伯爾林是一位極具創(chuàng)造力的數(shù)學(xué)家,他由于不變子空間的 Beurling 定理、擬共形映射的 Beurling-Ahlfors 定理和函數(shù)論中的 Beurling-Malliavin 定理等貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)界聞名,被認(rèn)為是分析數(shù)學(xué)領(lǐng)域的一代宗師。

伯爾林戰(zhàn)后在自己的游艇上(左)及晚年在普林斯頓(右)| 圖源:iva.se

伯爾林思維中的一個(gè)維度不是由邏輯,而是由感性、直覺(jué)和美引導(dǎo),對(duì)他來(lái)說(shuō)數(shù)學(xué)世界似乎與現(xiàn)實(shí)生活融為一體。伯爾林是一個(gè)完美主義者,只有在所有細(xì)節(jié)都解決之后,才有選擇性地發(fā)表文章,因此他的許多手稿未曾面世。伯爾林極具個(gè)人魅力,對(duì)于正義和公平競(jìng)爭(zhēng)有著非常強(qiáng)烈的感覺(jué),而對(duì)于朋友有著無(wú)可置疑的忠誠(chéng)和慷慨,樂(lè)于無(wú)私地分享自己的想法。任何與他關(guān)系密切的人都會(huì)受其堅(jiān)強(qiáng)個(gè)性以及對(duì)數(shù)學(xué)的激情感染。伯爾林具有強(qiáng)壯的體魄,熱愛(ài)戶外徒步、冒險(xiǎn)、狩獵和航海,頗具其父遺風(fēng)。在他的研究工作中似乎深藏著某種來(lái)自北歐原始森林的魔力,閱讀他的論文會(huì)使人感到被一只強(qiáng)有力的大手帶領(lǐng)著走過(guò)引人入勝的自然風(fēng)光。

另一方面,伯爾林不能容忍他人對(duì)其智商和能力的質(zhì)疑,對(duì)自己的研究成果具有強(qiáng)烈的所有權(quán)意識(shí)。他對(duì)于受到的不公正待遇十分敏感,特別是不擅長(zhǎng)與官僚機(jī)構(gòu)打交道,因此造成了人際關(guān)系上的一些沖突和悲劇。早在 1939 年,伯爾林和吉爾登在國(guó)防部門(mén)共事時(shí),這兩位瑞典密碼界的重量級(jí)人物就發(fā)生過(guò)肢體沖突。破解了德國(guó) G 打印機(jī)密碼之后,伯爾林的地位看上去無(wú)人替代,然而他與軍方領(lǐng)導(dǎo)層及有些同事的關(guān)系遠(yuǎn)非和諧。1942 年無(wú)線電局 FRA 成立后,新任主管停止了伯爾林的聘用合同,他回到烏普薩拉大學(xué)繼續(xù)從事數(shù)學(xué)研究和教學(xué),并兼任無(wú)線電局的咨詢顧問(wèn),直到戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束。而他在烏普薩拉與數(shù)學(xué)系另一位教授水火不相容,兩人從來(lái)不說(shuō)話。

伯爾林一生中指導(dǎo)了九名博士,他的得意門(mén)生、 2006 年阿貝爾獎(jiǎng)得主里納特?卡爾松(Lennart Carleson)就是受到伯爾林人格魅力的吸引,才選擇數(shù)學(xué)家作為終身職業(yè)??査蛇@樣描繪恩師:“伯爾林與數(shù)學(xué)有一種復(fù)雜而熱情的關(guān)系。據(jù)說(shuō)牛頓將宇宙視為上帝創(chuàng)造的密碼,供科學(xué)家進(jìn)行密碼分析。我認(rèn)為這就是伯爾林對(duì)數(shù)學(xué)的看法,他只接受純粹和美麗的理論,他以藝術(shù)家的態(tài)度衡量自己及他人的作品。”1950 年代初期,分析數(shù)學(xué)的潮流從經(jīng)典分析轉(zhuǎn)向抽象分析,卡爾松認(rèn)為這使得伯爾林被某種程度邊緣化,他的天才和成就也被大大低估了。在普林斯頓的二十多年里,伯爾林始終感到孤獨(dú),看來(lái)美國(guó)不是一個(gè)適合他的地方。

伯爾林的胸像和家族墓地 | 圖源:維基百科(左)及筆者拍攝(右)

1986 年 11 月 20 日,伯爾林在普林斯頓與世長(zhǎng)辭,享年 81 歲,安葬在斯德哥爾摩北部公墓的家族墓地。2005 年伯爾林百年誕辰之際,烏普薩拉大學(xué)數(shù)學(xué)系為他樹(shù)立了一座胸像,如今安放在數(shù)學(xué)系所在校園中。伯爾林是一位不世出的天才,無(wú)論從事技術(shù)性或理論性的工作,無(wú)論是密碼分析還是數(shù)學(xué)研究,正如他的終生好友與合作者阿爾福斯所言:“在伯爾林所做的每一件事情中,天賦無(wú)處不在。”卡爾松和阿爾福斯一致認(rèn)為,伯爾林身后的學(xué)術(shù)遺產(chǎn)將會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)家們產(chǎn)生多年影響,甚至可能是幾代人。由于他在二戰(zhàn)期間破解德國(guó)密碼的壯舉,伯爾林在瑞典被視為民族驕傲。在國(guó)際局勢(shì)日益動(dòng)蕩、網(wǎng)絡(luò)安全至關(guān)重要的今天,紀(jì)念伯爾林更具現(xiàn)實(shí)意義。

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