3.1　专业密码研究者

在近代之前，从事密码编码和破译工作的人员，几乎都是兼职的，无论是时间、精力或条件，都没法得到充分保障，所以在对应于“黑暗中世纪”这段时间里，若从学术角度来看，全球的密码研究几乎都处于停滞状态。直到欧洲文艺复兴后，密码发展才开始突飞猛进。

有文字记载的首位全职密码破译人员，产生于1506年成立的、统治威尼斯的“十人委员会”。该委员会由总督和9名委员组成，拥有很大的权力，包括：法律的制定权，执政官的统治大权，控诉的判决权，献祭的施行权，以及公共土地的分配权等。只有相关领域的顶级权威，才能被选入该委员会。而且需要特别强调的是，该委员会竟然专门设置了一个岗位，叫“密码秘书”，由此可见那时的密码已相当受重视了。为啥会如此呢？原来，当时正在打仗，意大利各城邦的特使们，都采用了加密信息来彼此交流。因此，政府就雇用了一大批密码专职人员，负责破译截获的各种信件。

“十人委员会”的首任“密码秘书”，也是首位全职密码破译者，名叫乔凡尼·索罗，他专门负责破译威尼斯敌对国家的密码。他是当时最伟大的密码破译师，其影响最大的密码破译事件是这样的：大约在1508年，正当神圣罗马帝国皇帝马克西米利安一世的军队严重威胁到威尼斯共和国时，索罗刚好破译了对方军官马克·安东尼·科隆纳的一份密电。在该密电中，发报者希望申请2万达克特金币，并请求罗马皇帝亲临战场，以鼓舞士气。根据该密电，威尼斯人推知，罗马军队已成强弩之末了，这当然就大大增强了威尼斯的底气，并最终取得了胜利。于是，索罗的威名传遍了整个意大利，以至罗马教皇都前来请他破译一些特殊的、其他密码学家无法破译的密码。

当然，索罗在破译密码时，也有自己的原则，比如，1510年，罗马皇帝与教皇的联盟破裂，教皇教廷便聘请索罗担任密码破译员；然而，索罗肯定会优先忠于威尼斯。有一次，教皇请他破译一份来自佛罗伦萨的密码时，他就假装无能为力，因为他不想破译自己祖国的密码；当教皇知道缘由后，再遇类似的密码破译任务时，教皇就给索罗安排两个助手，并将他们一起锁进“黑室”，直到成功破译密码后才准离开；果然，从此以后索罗就再也没出现过“无能为力”了。索罗还在威尼斯的一所学校里开设了密码课程，并举行了密码编码与破译大赛，撰写了相关教材；可惜，这些教材均已失传。1544年，索罗去世；如今，他已被誉为“近代密码之父”。

对许多人来说，密码破译工作相当枯燥乏味，但也有例外；比如，法国密码学家菲利伯特·巴布（1484—1557）就是一位“要密码，不要美人”的典型。巴布本来受聘于国王弗朗西斯一世，专门从事密码破译工作；可是，他太醉心于密码，长期沉溺于破译，以至国王拐走了他那位漂亮的妻子，把她变成了自己的情妇。当然，早期的密码确实很像文字游戏，所以对某些特殊人群来说，真的很容易上瘾；难怪在后来的一战和二战期间，同盟国在大批招聘密码破译人员时，入选的首要条件竟是：是否乐于和善于玩填字游戏。

在近代密码破译者的列表中，还必须谈及另一位号称当时“最杰出密码破译者”的约翰·沃利斯。他曾任英国议会的首席密码学家，由此可见，17世纪时的英国是何等重视密码，竟在议会中专门设置了“首席密码学家”这个职位。

1616年12月3日，沃利斯生于英格兰的一个名人之家。他父亲在当地很受尊敬，可惜就在沃利斯6岁那年，父亲却去世了。9岁那年，他开始上小学，学习了拉丁语、希腊语、希伯来语和逻辑学等课程，但当时学校并未开设数学课。直到15岁那年的圣诞假期，他才从哥哥那里首次接触到了算术，从此就爱上了数学，并于次年考入剑桥大学伊曼纽尔学院，广泛选修了包括地理、天文、伦理学、形而上学、医学和解剖学等课程。在大学期间，沃利斯非常善辩，以至当堂驳倒了老师正在讲授的“血液循环革命理论”。21岁时，他获得了文学学士学位；接着又用三年时间，获得了硕士学位；后来又获得了神学博士学位。28岁时成为牧师，随即开始展露卓越的数学才能；不过这时他的研究领域还主要限于文科，撰写了不少宗教文章，出版了多部涉及神学、语法学和逻辑学的专著。

29岁那年，他婚后定居于伦敦。也正是在这里，他对数学越来越着迷；终于在33岁那年，被任命为牛津大学“萨维尔几何学教授”，从此就在这里任教50余年，成了现代数学和密码学的先驱；其实，他在受雇于英国政府从事密码破译工作时，所用的许多工具都是他的数学成果。换句话说，在一定程度上，密码破译的挑战，促进了他的数学研究，使他在代数方面奠定了幂的表示法，并将幂指数从正整数扩充至有理数，首次提出了方程的复数根概念；在微积分方面，更做出了重大贡献，比如，求出了多项式的积分，发现了计算圆周率的“沃利斯公式”，发明了无限大符号；在无穷级数方面，推动了牛顿创立微积分和二项式定理等。

有人对沃利斯和比他年轻27岁的牛顿进行了全面比较，发现他俩有许多相似之处：不但都是剑桥大学的校友，都对微积分有所贡献，都担任过数学教授，都善于行政管理工作；而且两人共同在世的时间长达60年，且彼此了解对方的成就，还有过书信往来。17世纪60年代，年轻的牛顿还读过沃利斯的两部数学著作，并做了不少注记。此外，作为审稿人，沃利斯还编辑过牛顿的许多作品。不过，在对待论著发表方面，他俩的态度却泾渭分明：沃利斯喜欢抢先发表，而牛顿则习惯按兵不动；以至在17世纪90年代，沃利斯不得不致信牛顿，气愤地批评他未将微积分成果发表出来，并敦促牛顿无论如何都要将其著作《光学》尽快发表。沃利斯在信中写道：“我的这些批评，也适用于你的其他秘而未宣的成果。”沃利斯之所以对牛顿如此不客气，是因为他的人生终点快到了。确实，就在牛顿的《光学》发表前一年，沃利斯于1703年10月28日去世，享年87岁。

沃利斯还是英国皇家学会的创始人之一。从17世纪40年代起，他就经常与其他科学家在伦敦、牛津等地聚会，一起做实验，一起讨论自然哲学新进展。在牛津，他与著名科学家波义耳和威尔金斯等人过从甚密。英国皇家学会于1660年成立后，沃利斯更成了积极分子，并在《皇家学会哲学汇刊》上发表了不少论文，内容广泛涉及潮汐研究、温度和气压的测量、天文学、极端天气事件、运动定律等。沃利斯的本事很大，脾气照样也很大；他曾与另一位同样怪癖的科学家，在《皇家学会哲学汇刊》上公开论战，谁也不服谁，谁也不客气。这场论战把皇家学会会员分裂成两大阵营，甚至差点让皇家学会倒闭了。

在密码发展史上，最早被专业化的是密码破译工作。因为与密码编码相比，密码破译的难度通常要大得多得多，所以最好由专业人员来完成。而密码的编码工作，则经常是由用户自己，按照某部编码书的指导，或既有的思路来实施的。作为本节的后半部分，下面就来介绍三位密码编码学者，培根、阿尔伯蒂和特里特米乌斯。

其中，第一位密码编码学者的全名叫罗杰·培根，简称培根，他虽不是提出“知识就是力量”的那位培根，但也仍是一位难得的奇才。他早在13世纪就撰写了欧洲的第一本密码技术专著《关于艺术的秘密和魔法的无效》，概括了七种信息保密方法，比如，利用异国文字、缩写符号或特殊符号来加密等。培根在密码编码方面的主要成就在于，他设计了一种二进制密码，即只需2个不同的符号来加密消息。具体来说，将26个英文字母A, B, …, Z分别用a, b两个小写字母的五元组来代表，见表3-1。于是，对明文消息中的每个字母，分别用各自的上述5元组来代替就行了。比如，若要对“hello”加密，那么，相应的密文便是aabbbaabaaababbababbbaaaa。显然，该密码是一种低效率的单表代换密码，其优势在于它拥有较好的隐藏性。

培根于1214年生于英格兰的贵族家庭，约于1230年进入牛津大学，同时学习了几何、算术、音乐、天文等四个学科，还经常阅读亚里士多德的著作等。毕业后留在牛津大学任教，并于1241年在巴黎大学获得文学硕士学位，然后在巴黎大学文学院讲课，1247年以修士身份回到牛津，并自费置办了一个完整的实验室，致力于科学研究。他具有广博的知识，素有“奇异博士”之称；他不相信纯粹的推理演绎，坚持用实验数据说话。他对光的性质和虹的研究颇有独到之处，提出了眼镜的制作方法，阐述了反射、折射、球面光差的原理，设想了飞机、电动船、汽车、显微镜和望远镜等先进事物。他利用镜子和透镜在炼金术、天文学与光学中进行实验，他是首位讲述火药制造的欧洲人。他坚信，只有实验科学才能造福人类。他曾企图寻找能使一切金属变为黄金的“哲人之石”。因其思想异端，1257年他被赶出了大学讲坛。接着在巴黎寺院里被幽禁十年，好不容易才出狱，却又在1277年因“攻击神学家”等罪名，被判入狱14年；1292年才被释放，两年后逝世于牛津。

除密码方面的论著之外，培根还完成了百科全书式的《大著作》《小著作》《第三部著作》《哲学研究纲要》等。可惜，仅有《大著作》被完好保存，其他都只剩一些片段。培根强调，知识来源于经验。他说，认知的渠道有三种：权威、判断和实验。其中，权威必须通过理智来判断，而判断又必须通过实验才能证实；所以，人类认知的道路，是从感官知识到理性，没有经验就不能充分认知任何事物。他反对盲目崇拜权威，认为这是认知真理的最大障碍。

培根主张，个别事物是客观的、自身存在着的，并非从“一般”中引导出来的；比如，自然界只能产生个别的马，而非一般的马；宇宙也是由千差万别的个别事物构成的，而非由一般构成的。他还认为，“一般”也客观存在于个别事物中，它使一类事物区别于另一类事物。

培根十分重视实验科学，断言只有实验科学才能解决自然之谜。他在数学、光学、天文、地理和语言等方面，都拥有丰富的知识；他亲自进行了许多观察和实验，提出过不少有价值的论述和大胆的猜测，推动了自然科学的发展。培根的科学实验思想，对近代自然科学的发展产生了重大影响。

本节介绍的第二位密码编码学者，全名叫莱昂·巴蒂斯塔·阿尔伯蒂，简称阿尔伯蒂。他在密码编码方面的成就，将在3.3节中加以介绍。此外，他还是推动文艺复兴早期运动的重要功臣之一，也是著名的作家、艺术家、建筑师、诗人、神父、语言学家和哲学家等；换句话说，他是一位通才。他对人类的最大贡献，其实不是密码，而是建筑。他不但是当时最领先的建筑理论家，撰写了人类首部完整的建筑理论著作，即1485年出版的《论建筑》；而且还设计了许多至今仍光彩夺目的建筑物，比如，佛罗伦萨的鲁奇兰府邸、新圣玛利亚教堂正立面和圣安德烈亚教堂等。

可是，阿尔伯蒂的人生，却相当坎坷。他于1404年2月14日生于意大利的热那亚。父亲来自佛罗伦萨特别有钱有势的家族。但是，这并不意味着他出生时嘴里就含着金钥匙；实际上，他嘴里含着的却是一根铁链，锁了他一生的铁链，因为他是父亲与一位寡妇所生的私生子；于是，刚一出生，他就和父母一起，被统治佛罗伦萨的家族赶出了佛罗伦萨，只好前往威尼斯，投靠一个远房叔叔。福不双降，祸不单行，就在他刚刚学会走路时，妈妈又死于一场瘟疫；4岁时，父亲再婚；反正，诸事不顺。幸好，10岁时他进入了一所小学。17岁时，又考入博洛尼亚大学，专攻经典法律；其间，他的天才开始有所表现，比如，用拉丁文创作了一部原汁原味的戏剧，还发表了许多文笔美妙的雅作等。

24岁的那个本命年，是阿尔伯蒂颇为不顺利的一年，其间发生了许多重大事件。首先大学毕业，取得了学士学位，这本该是喜事，可是就在即将毕业之际，他的父亲却突然去世，所有经济来源瞬间断了。因父亲的去世，家族的禁令终于撤销，他总算可以回到佛罗伦萨定居。但是他怎么也高兴不起来，因为他没能得到来自家族的任何遗产，虽然父亲名义下本该有巨额地产；所以，从此以后，他便开始了贫困潦倒的生活。同时，这一年还发生了对他日后人生影响最大的事件：他作为小跟班，随同一位枢机主教前往法国和德国旅行，参观了那里的众多古建筑遗迹，心灵受到极大冲击，眼界大开；回到意大利后，就立即用了两年时间，学习了许多自然科学知识。

27岁时，他作为另一枢机主教的秘书来到罗马，并在教皇档案室当上了速记员。此时的他，深深沉浸在文学创作中，还痴迷于研究雕塑、绘画、音乐等艺术。他对自然推崇备至，认为艺术家应该融入大自然，甚至被大自然所支配；艺术创造应该是对大自然的模仿。30岁时，他随同教皇前往佛罗伦萨，并沾教皇的光，与当地艺术家们进行了广泛接触；这时，他开始涉足艺术理论，并在次年，即1435年，完成了自己的第一本名著《论绘画》。书中创立了一种新的艺术理论，即艺术应该立足现实。特别是，他的理论具有坚实的视觉科学基础，这与前人那些只提供绘画技巧的理论相比，绝对是一次飞跃。

34岁那年，阿尔伯蒂接任了罗马教廷秘书之职，这时他开始进入建筑领域，从此便一发不可收拾。在建筑设计中，他天才地以阿基米德几何为依据，发现：将正方形、立方体、圆形和球体等图形加倍或减半，就可得到理想比例。他还将艺术形象和数学原理密切结合，发现：建筑物的美竟来自各部分比例的合理对比。甚至发现，对任意部分的稍微增加或减少都会破坏整体和谐；这在造型艺术中，开创了数学思维的先河。他的建筑观，至今仍有很大的影响力；比如，他认为：建筑首先是被裸露着建造的，而后才披上装饰外衣；所以，建筑的表皮应该是可以被撕掉的，而建筑物的内部结构才是其真实面目。形象地说，建筑结构应该像坚忍不拔的男子那样，起到内在的支撑作用；而表面装饰，则该像柔弱的女子那样，依附在他身上。

在建筑理论方面，阿尔伯蒂的最高水平，体现在前面已提到的那本代表作《论建筑》中。该书全面总结了当时流行的古典建筑物比例、柱式及城市规划理论和经验等，实际上，该书完成于1452年，但却一直只以手抄本形式广泛流传，直到30余年后的1485年，才被正式印刷出版，从而大大推动了文艺复兴建筑的发展；可惜，这时作者早已作古十余年了。不过，至今该书仍是建筑领域少有的经典著作，阿尔伯蒂也因此成为意大利文艺复兴期间，建筑领域的引领者。

在建筑实践方面，阿尔伯蒂思想活跃，善于将绚烂的艺术想象和缜密的逻辑思维完美结合，他的建筑作品既有仿古式样，也有大胆革新。比如，他所设计的佛罗伦萨鲁切拉宫和新圣玛利亚教堂的正立面，都以比例和谐著称于世；他所设计的圣安德烈亚教堂的凯旋拱门样式，也是文艺复兴初期的象征。在建筑设计中，他不但注重实用功能，也充分借鉴古代纪念碑的经验；更在建筑美感方面遥遥领先，特别善于利用直线透视原理。

阿尔伯蒂在雕塑理论方面，也独树一帜，并于1446年，完成了另一部代表作《论雕塑》。该书从技巧出发，定义了三种雕塑，并得出了后来以他名字命名的比例体系。该书作为早期文艺复兴的重要文献，也同样富于创造力，且其观察也相当敏锐和细致。除建筑和艺术之外，阿尔伯蒂还创作了大量的诗歌、戏剧和哲学等著作。1472年4月25日，阿尔伯蒂在罗马去世，享年68岁。

本节介绍的第三位密码编码学者——约翰尼斯·特里特米乌斯，简称特里特米乌斯，他是德国修道士、魔法师、炼金术士、历史学家和密码学家。他于1462年2月1日，生于德国摩泽尔（现属法国）的特里腾海姆镇，并在海德堡大学接受教育。他的一生非常神奇。

首先，他的人生遭遇很神奇。20岁那年的某天，就在他从大学回家的途中，突然遭遇了一场暴风雪；情急之下，他躲进一个破落的修道院避难。可哪知，从此以后，他就留在该修道院，并于次年被选为院长。后来，他又神奇地将这个贫穷、散漫和废墟一样的地方，变成了当地的学术中心；将修道院的图书藏量，从50本增加到了两千多本。可惜，他并未因此而得到肯定，因为别人都把他当魔法师。特别是他与修女院常闹矛盾，以至不得不在44岁那年，辞去院长之职，前往苏格兰，并在那里度过了余生。

其次，他的密码学成就很神奇。早在37岁的1499年，他就完成了自己的第一本奇书，即人类历史上的首部密码学印刷书《隐写术》，讲述了如何隐藏信息的若干技巧。该书的出版经历也很奇，虽然它深受读者欢迎，但却一直只以手稿形式广泛流传，并产生了很大的社会影响，以至被罗马天主教会列为禁书，直到约100年后的1606年才得以正式印刷。这部3卷本的“禁书”，被巧妙伪装成了一部黑色魔法书，似乎是要论述“如何利用鬼魂来进行长距通信”。多年后，该书前两卷的奥秘终于公之于众，大家才突然意识到：妈呀，原来它们是密码学专著。该书第三卷的经历更神奇，因为，甚至在不久前，它都仍被广泛认为只是一部魔法书；但直到最近人们才偶然发现：妈呀，书中的所谓“魔法”公式，原来也是密码学内容的隐文。他还完成了另一部名叫《测谎术》的奇书，但其内容早已失传。

最后，他的人文科学成就仍然很神奇：46岁时，他完成了另一部名叫《论七种次要智能》的奇书，以占星术为基础，探讨了世界历史；就在去世前两年，他还完成了另一部耗时近20年的巨著，即长达1400页的两卷本《编年史》（Annales Hirsaugiensis）。该书详细记述了法国和德国历史，以及皇帝、国王、诸侯、主教、修道院长等杰出人物的功绩，此书也是人类第一部人文主义历史著作。同样，《编年史》的出版经历也很神奇，也是在完成后的一百多年，即1690年，才被印刷出版；对了，《编年史》的另一神奇之处还在于，它竟然无中生有地引起了千禧年的“千年恐慌”，让现代社会的许多精英分子以为“世界末日即将来到”。1516年6月13日，特里特米乌斯去世，享年仅仅54岁。