從人類早期的戰(zhàn)爭開始,數(shù)學(xué)就無所不在。
破譯密碼的解剖刀——數(shù)學(xué)
二戰(zhàn)時德國法西斯用于絕密通訊的電報機(jī)叫“Enigma”(謎),英國數(shù)學(xué)家圖靈把拍電報的過程看成在一張紙帶上穿孔,運(yùn)用圖靈的可計算理論,英國設(shè)計了一架破譯機(jī)“Ultra”(超越)專門對付“Enigma”,破譯了大批德軍密碼。
1941年5月21日,英國情報機(jī)關(guān)截獲并破譯了希特勒給海軍上將雷德爾的一份密電。從而使號稱當(dāng)時世界上最厲害的一艘巨型戰(zhàn)列艦,希特勒的“德國海軍的驕傲”——“俾斯麥”號在首次出航中即葬身魚腹。
1943年4月,日本海軍最高司令部發(fā)出的絕密電波越過太平洋,到達(dá)駐南太平洋和日本占領(lǐng)的中國海港的各日本艦隊,各艦隊司令接到命令:日本聯(lián)合艦隊總司令長官山本五十六大將及全部屬員,49e8fb2815e235d53c21435b5a865b7deae3cd40c402867f0bfa1d3791fc5ed8將于4月18日上午9時45分,由6架零式戰(zhàn)斗機(jī)保護(hù),乘兩架轟炸機(jī)飛抵卡西里灣。這份電報當(dāng)即被美國海軍由數(shù)學(xué)家和組合學(xué)家組成的專家破譯小組破譯。于是,美國閃電式戰(zhàn)斗機(jī)群在卡西里灣上空將山本的座機(jī)炸毀。
中途島海戰(zhàn)也是由于美國破譯了日本密碼,使日本4艘航空母艦,1艘巡洋艦被炸沉,330架飛機(jī)被擊落;幾百名經(jīng)驗豐富的飛行員和機(jī)務(wù)人員陣亡。而美國只損失了1艘航空母艦,1艘驅(qū)逐艦和147架飛機(jī)。
一個一流數(shù)學(xué)家勝過10個師
1944年,美軍希望確定攻擊日本大型軍艦時水雷布陣的類型。但是美國海軍對日本大型艦只的航速和轉(zhuǎn)彎能力一無所知。幸運(yùn)的是海軍當(dāng)局有許多這些軍艦的照片。當(dāng)把問題提交到紐約州立大學(xué)韋弗的應(yīng)用數(shù)學(xué)組時,馬上有人提供了一個資料:1887年,數(shù)學(xué)家凱爾文曾研究過當(dāng)船以常速直線前進(jìn)時,激起的水波沿著船只前進(jìn)的方向形成一個扇面,船邊的角邊緣的半角為19度28分,其速度可以由船首處兩波尖頂?shù)拈g隔計算出來。根據(jù)這個公式他們測算出了日艦的航速和轉(zhuǎn)彎能力。
戰(zhàn)爭初期,希特勒的空軍優(yōu)勢曾給同盟國造成了很大的威脅。蘇聯(lián)在戰(zhàn)爭初期失利,要求數(shù)學(xué)家?guī)椭婈牨Pl(wèi)莫斯科。這時,英國的維納和蘇聯(lián)的柯爾莫戈洛夫正著手研究濾波理論與火炮自動控制問題。維納給軍方提供準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型以指揮火炮,使火炮的命中率大大提高。這一套數(shù)學(xué)理論組成了隨即過程和控制論的基礎(chǔ)。
二戰(zhàn)中軍備消耗驚人,研究軍火質(zhì)量控制和抽樣驗收方面如何節(jié)省的問題十分迫切。哥倫比亞大學(xué)統(tǒng)計研究小組的領(lǐng)導(dǎo)人瓦爾德研究出一種新的統(tǒng)計抽樣方案,這便是現(xiàn)在通稱的“序貫分析法”。這一方案的發(fā)明,為美國軍方節(jié)省了大量軍火物資。
在硝煙彌漫的戰(zhàn)爭中,數(shù)學(xué)家鑄就了軍隊之魂。二戰(zhàn)期間僅德國和奧地利就有近200名科學(xué)家移居美國,其中包括世界上最杰出的科學(xué)家。大批外來高科技人才的流入,給美國節(jié)省了巨額智力投資。美國認(rèn)為,得到一個第一流的數(shù)學(xué)家,比俘獲10個師的德軍要有價值得多。美國軍方從那時起,就十分熱衷于資助數(shù)學(xué)研究和數(shù)學(xué)家,甚至對應(yīng)用前景還不十分明顯的項目,他們也樂于投資。有人認(rèn)為,第一流的數(shù)學(xué)家移居美國,是美國在第二次世界大戰(zhàn)中最大的勝利之一。
編輯/劉鵬