Physics 版 (精华区)

发信人: PeterWang (PW), 信区: Physics
标  题: 别闹了,费曼先生(20)
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年03月22日21:22:46 星期五), 站内信件



    第三部 从军记
开锁英雄惜英雄(1)
  最初教会我怎样开锁的,是一个名叫拉瓦提尼(Leo
Lavatelli)的家伙。我发现, 一般的弹簧锁——例如由
耶鲁(Yale)父子始创的耶鲁锁——很容易可以打得开。
你只要把小螺丝起子插进锁眼里,把锁转开便行。当然,
一开始它不会转,因为锁内有几根小针,你要把它们顶到
恰当的高度(钥匙就有此作用),锁才会被打开。而由于
这些锁大多造得不够完美,因此把锁拴紧的重大责任,往
往会落在其中一根锁针上。现在,如果你再将一根铁丝——
像回形针之类——从锁眼挤进去(你要把螺丝起子用力往
旁边挤,好让锁眼能空出来),前后挪动,早晚你会将最
吃力的那根锁针顶到恰当高度;这时,锁就可稍为转动一
点点,使得第一根针卡在边缘,停在上面;这时候,剩下
大部分的力转由第二根锁针承担,于是你重复刚刚的方法,
过不了几分钟,所有锁针都被顶起来了。
  经常发生的是,螺丝起子一不小心滑动,你便听到踢
——踢——踢的声音,锁针全掉回去了。原来每根锁针之
上都装有一个小弹簧,当你把钥匙拉出来时,锁针全被推
下来,回到原位;把螺丝起子抽出来的话,也会听到它们
掉下来的声音——有些时候,还可以把起子抽出来,看看
是否有进展,也许你的铁丝推错了方向呢。整个过程有点
像希腊神话里的西西弗斯(Sisyphus):当你以为已把石
头推到了山顶之后,它却又滚回山下去,一切又得重来。
这方法很简单,多练习便熟能生巧,你很快便懂得如何拿
捏力道大小,能刚刚好把锁针顶起来而不让它掉回去。好
笑的是,很多人不晓得,当他们被锁在门外或门内时,其
实要撬开它并不会很困难。
开锁,轻而易举
  我们在罗沙拉摩斯研制原子弹时,一开始由于事事急
就章,实际上很多东西都未准备好,计划的所有机密文件
——关于如何制造原子弹的资料——全都随便放在档案柜
内,部分柜子根本没有锁上,有的话也只不过用普通挂锁
来锁,它们可能只有三根锁针——要打开这种锁实在是轻
而易举。
  为了加强安全,全工厂的机械工人替每个档案柜做了
一根长棒,穿过每个抽屉的把手,用挂锁锁上。
  其他人跟我说:“看看这些新装的玩意儿,你还能把
它们打开吗?”
  我看看档案柜的背后,发现抽屉的底部不是封死的,
那里有一条长长的缝,缝内有根铁棒,上面装了一块可以
移动的硬隔板,是帮忙固定文件用的。我从后面伸手进去,
推开隔板,从长缝中把文件一张一张地抽出来。“看!”
我说,“我连锁也不必开。”
  罗沙拉摩斯是一个讲求合作精神的地方,而我们觉得
有责任指出所有应该改进之处。我不停地抱怨安全措施不
够,其他人却觉得加了钢棒和挂锁已经够安全,但其实这
些都是毫无作用的。为了示范那些锁多没用,每当我要跟
某些人借文件而他们刚巧不在时,我便跑进他们的办公室,
打开档案柜把东西拿出。用完之后,我就将文件还他,说:
“谢谢你借我这份报告。”
  “你从哪儿拿来的?”
  “从你档案柜拿的。”
  “但我把它锁起来呀!”
  “我知道你把它锁起来,但那些锁都不管用。”
  终于,他们买了些装了数字组合锁的档案柜,都是由
一家叫摩士勒金库公司(Mosler Safe Company)制造的,
每个柜子有3个抽屉。把最上面抽屉拉开的同时,你会松
开原先扣牢下面两层抽屉的搭扣,让它们进入“无锁状态”。
要打开最顶层,则要依照密码将数字盘左转、右转,左转,
再右转到10,就可把里面的锁栓弄开。关闭时要先把中下
两个抽屉往上推,然后关最顶的一层,把数字锁从10随意
转到其他号码,这样就把锁栓关上了。
永远相信有答案
  当然,这些新档案柜立刻成为我的新挑战。我最喜欢
玩益智游戏了:如果有人发明了一些东西把别人挡在外头,
那么就应该有办法破解它,闯进去!
  首先,我必须了解数字锁的运作原理,因此我把自己
办公室里档案柜上的锁拆开,发觉里面有3个圆盘安装在
同一根轴上,一个挨着一个,在每个圆盘的不同位置上刻
有槽口。开锁原理是,想办法把3个槽口排成一线,形成
一道凹槽。最后当你把转盘转到10时,摩擦力会把锁栓带
到槽口里。
  应该怎样转动圆盘呢?原来,在数字盘的背后有一根
突出来的钉子,而在第一个圆盘上也有一根锁钉伸出,两
根钉子离轴中心半径相同。因此只要转动数字盘,最多转
一圈就会带着第一个圆盘一起转了。
  同样的,在第一个圆盘的背后以及在第二个圆盘的前
面,也各有一根锁钉,离轴中心的半径也是相同。因此当
第一个圆盘已被带着转动之后,再转第二圈时,你也一起
转了第二个圆盘。
  再继续转下去,在第二号圆盘背后的钉子将会遇上第
三号圆盘上的钉子,三个圆盘都在同时转动了。现在你把
数字盘转到第一个密码上,然后将数字盘往相反方向转一
圈,从另一面带动二号圆盘,转到第二个密码上。
  最后你再把数字盘往相反方向转,将第一号圆盘转到
正确位置上。现在三个圆盘的槽口成一直线,把数字盘转
到10,锁就打开了。
  但我试了又试,还是没想出该如何下手。我买了两本
教人开锁的书,但它们说的都一样。书一开头都是些开锁
大王的惊人故事,例如有名妇人被反锁在冻肉冰库内,快
被冻死了,但开锁匠却以倒挂金钩的姿态,在两分钟内便
笸跚钡胶?
底去把箱子打开,取出宝物。
  书的第二部分告诉你,怎样打开保险柜,却都是些愚
昧不堪的建议,像“你可试试某些日期的组合,因为很多
人都喜欢用日期当数字锁的密码”或者是“猜一猜保险柜
主人的心理,想一想他可能会用的组合。”还有“秘书小
姐经常害怕她会忘记数字组合,因此可能把组合写在下列
地方:办公桌的抽屉边上、混杂在人名地址表上……”等
等。
  书中提到如何打开一般的保险库,倒有几分道理,很
容易明白。普通保险柜另外装有把手,当你握着把手往下
扳,同时转动数字盘时,把手的力量会将锁栓压向糟口上
(这时它们还未排成直线),而其中一个圆盘往往承受着
最多的力量。当这个圆盘的槽口碰上锁栓,会发出“卡沥”
的轻声,用听诊器可以听得到,又或者可以感觉到摩擦力
突然减弱,你便知道“找到一个号码了”!
  尽管你还不知道这是第一、第二或第三个数字,但只
要你把数字盘往相反方向转,看看要转多少圈才再听到那
“卡沥”声,便可猜出端倪,如果一圈还不到,那么必定
是第一个圆盘;如果少于两圈,那就表示数字是属于第二
个圆盘的。不过,这个方法只适用于有把手的普通保险柜,
因此我又没辙了。
  我试了很多其他手法,像能不能在不动顶层抽屉的情
况下,把中下两层抽屉扣紧的搭扣松开;我又试过把柜子
上面的螺丝旋开,将铁丝衣架弄直伸进去东探西探。另外,
我又试过把数字盘转得飞快,再转到10,希望突然加上去
的摩擦力会使某个圆盘停到正确位置上。但什么也没用,
我觉得很沮丧。
  于是,我再有系统地深入研究。比方说,有很多档案
柜的组合都是69-32-21。那么最多可有多大差异而仍然
能把锁打开?号码是69时,68行不行?67呢,在我们的情
形,前两者真的都可以,66便不行了,因此,可容许的误
差是左右各两个刻度,换句话说,每 5个数字中只须试一
个便可以了,你可以试0、5、10、15等。于是盘上100 点
数字中就有20个这样的数字,就是说一共有8000种可能性
——这已经是一大进步,因为如果你一个一个数字去试,
你有100万种可能的组合。
  问题是,我要花多少时间才能试完8000个组合?假定
我已找出前两个数字,例如它们是69-32,但我不知道确
实组合,我以为它们是70-30,那么我可以继续尝试从20
个可能性中找出第3个数字。 而假如我只知道第一个数字,
那么试完第3个圆盘上的20个数字后,我可以将第2个圆盘
的位置稍为改变,再试第3个圆盘上的20个数字。
  我拼命用我的保险柜练习,直到可以一边飞快地找数
字,同时又不会忘掉我在找的那个号码,而把第一个号码
搞砸。跟练习变魔术的人一样,我熟练得可以在半小时内
试遍400个可能的号码。那样一来,我最多只需要8个小时
就可以打开一个保险柜——平均4小时便能打开一个!
开锁开出名气
  在罗沙拉摩斯有一个叫史塔尼的人,对锁也很有兴趣;
我们不时地在一起讨论锁,但没谈出什么东西。当我想通
了这个平均4小时内打开保险柜的手法后,我想表演给史
塔尼看。我跑进计算机组某个办公室,跟那位同事说:“
我想让史塔尼看点东西。可不可以借用你的保险柜?”
  计算机组其他人都来凑热闹了,说:“嘿,大家注意
了,费曼要教史塔尼怎样开保险柜,哈——哈!”事实上,
怎样很
快地找后面两个号码,同时又不会使步调错乱,必须重新
设定第一个号码。
  我开始表演了。“让我们假定第1个号码是40,第2个
号码我们试15。我们往前、往后,转到10号;往前往后各
加5个刻度,10……一直试。 现在我们试过所有可能的第
3个号码了。再下来继续找第2个号码,让我们改试20;往
前、往后、10;加5个刻度往前、往后、10;再加5个刻度
往前、往后……”“卡沥!”我的下巴差点掉下来:头两
个号码居然恰好被我碰对!
  由于我背对着他们,因此没有人看到我的表情。史塔
尼也极为讶异,但我们很快便知道发生了什么事。于是我
很得意地把顶层抽屉拉出来,说:“就这样便打开了!”
  史塔尼说:“我看懂了,这的确是个好方法。”然后
我们赶快离开。所有人都呆住了,其实我全靠运气,但这
一下子,我却真的开锁开出名气来了。
  前前后后我大约花了一年半的时间,才有那等能耐(
当然,我同时也在忙原子弹的事),但我觉得我已把保险
柜打败了。我的意思是说,万一出了情况——有人失踪或
死亡,没有人晓得他们档案柜的密码,但又急需取得里面
的东西的话——我有把握能够打开它。看过书中描述那些
开锁专家的“伟大事迹”后,我觉得自己的成就还真不赖
呢。
  罗沙拉摩斯没什么娱乐可言,大家都要自己想办法。
所以拨弄档案柜上的摩士勒锁,就成为我的一项娱乐。有
一天我发现了一件有趣的事:当锁被打开,抽屉拉出来,
而且数字盘还停留在10的号码上时(一般人打开档案柜拿
东西时的状况正是如此),锁栓还是开的。这是什么意思
呢?这就是说,锁栓还留在3个圆盘的凹槽里呀!妙极了!
  现在,如果我将数字盘从10的位置稍微转离开,锁栓
就跳上来了:但如果我立即转回10的位置,锁栓又掉回凹
槽中了,因为我还没有作太大的改变。好了,假如我继续
转离10,以5个刻度为一单位,早晚会碰到某个号码,是
我转回去10时锁栓再也不会掉回去的,因为凹槽的形状已
受到影响了。换句话说,刚刚那个号码——锁栓还会掉回
去的那个——就是密码的第3个数字!
  我立刻意识到,可以用同样的方法来找第 2个数字:
一旦知道了第3个数字,我可以把数字盘往另一边转, 同
样以5个刻度为一单位,一点点地改变第2个圆盘的状态,
直到锁栓再也掉不回去,最后的号码就是第2个数字。
  如果我很有耐性,那么3个数字都可以找出来了,但
是实际上,用这个方法来找第1个号码,反而比档案柜锁
上、但已知后两个密码时,单试20个号码的方法麻烦得多。
  我练习又练习、直到我连数字盘都不用看,就可以得
出最后两个号码(档案柜还开着时);然后,当我在某些
人的办公室里讨论物理问题时,我就挨在他打开的档案柜
上,就像有些人一边谈话,一边无意识地玩弄钥匙一样,
我也伸手拨弄柜上的数字盘。偶尔我把手指放在栓上,那
样不用看即能知道它有没有上来。用这方法,我找出了很
多柜子的后两个号码。等我回到自己办公室后,便立刻把
号码写在一张纸上,又把这张纸藏在柜子的锁里。每次我
都要先把锁拆开,才能把这张纸拿出来——我觉得那是个
很安全的地方。
故布疑阵
  不多久我的声名更响了,因为慢慢地会有人跑来找我
说:“嘿!费曼!克利斯蒂出城去了,但我们需要他档案
柜里的一份文件,你能不能打开它?”
  如果我不知道这个柜子的后 2个号码,我会说:“对
不起,现在我没空,手头上正好有事在忙。”否则我会说:
“可以呀,但我要拿些工具。”其实我什么工具也不需要,
但我跑回办公室内,打开我的柜子,把小抄拿出来看:克
利斯蒂—35、60。然后随便拿一根螺丝起子,走到克利斯
蒂的办公室,把门关上,不是每个人都应该知道怎么开档
案柜的!
  几分钟后,我就把柜子打开了,因为我只需要找第一
个号码,顶多试20次便找到。然后我就坐在那里,看看杂
志,消磨15、20分钟。我不能让其他人觉得这是件很容易
的事,否则他们会想到,其中一定有什么诀窍!最后我打
开门说:“开了。”
  大家以为每次我都是从头开始试的,这是因为上一次
示范给史塔尼看的意外事件所造成的印象,我让大家继续
那样想。没有人想过,我平常就把他们保险柜后两个密码
摸清楚。不过也许因为我经常那样做,他们才没起疑;这
有点像赌棍经常有事没事拿着扑克牌一样。
  我经常要出差到橡树岭,看看他们生产铀的工厂,有
没有安全问题,由于是战争期间,一切总是匆匆忙忙的。
有一个周末我又要到他们那里。星期天那天,包括一名将
军、某家公司的副总裁、另外两个大人物,还有我——坐
在某个家伙的办公室内,讨论一份报告。报告放在保险柜
内,但这家伙突然想到,他根本不知道保险柜的密码,只
有秘书才晓得。他打电话到她家,却发现她外出野餐旅行
去了。
  他一边忙着找他秘书时,我问:“你不介意我看看你
的保险柜吧?”
  “哈哈——不会介意啦!”我便走到他保险柜那里随
便弄弄。
  他们继续讨论也许可以开车去找那位秘书;我们的主
人则愈来愈尴尬了,因为大家都卡在那里,而他却像个笨
瓜般不知道怎样打开保险柜。大家都对他很不满意,气氛
愈来愈紧张,忽然之间“卡沥!”——锁打开了。
  在10分钟内,我就打开了装满机密的保险柜了。他
们全都瞠目结舌,很显然保险柜并不怎么保险!这个打击
太恐怖了。这些“可阅读、不可带走”的高度机密全锁在
这个美妙的柜子里,而这家伙只花10分钟就把它打开了!
  当然,我之所以有办法把锁打开,事实上是因为我一
看到锁,就有把后两个号码摸出来的习惯。之前一个月,
我曾经来过橡树岭,在同一办公室内待过;那次保险柜刚
好打开,我则由于习惯成自然,毫无意识地就把密码的后
两个数字找出来了。事后我没有把它们记下来,不过我隐
隐约约还有印象,于是我首先试40-15,再试15-40,但
都不对。然后我试10-45,便把柜子打开了。
人人避而远之
  差不多的情形还发生过一次。我写了一份报告,需要
橡树岭的一位上校核准。一个周末,我跑到橡树岭见他。
我的报告放在他的保险柜内。其它人用的档案柜,都跟我
们在罗沙拉摩斯用的是同一种类;可是他是上校,因此他
的档案柜高级多了——它有两层带有大把手的门,把手牵
动4只厚3/4英寸的不锈钢锁栓。上校拉开那两扇铜门,
把报告拿出来看。我很少有机会看到真正好的保险柜,于
是我说:“你读报告的时候,我能不能看看你的保险柜?”
  “看吧,”他说,信心满满的,觉得我绝对没法奈它
何。我看了其中一扇门的背后,发现数字盘连接到一个小
锁上,而这个锁赫然跟我在罗沙拉摩斯档案柜的锁一模一
样!同一家公司,同样的小锁栓,不同的是当锁栓掉下去
之后,保险柜上的把手可以将一些棍子横移,再透过一堆
杠杆的作用,你便能将那些3/4英寸的不锈钢锁栓拉出
来。完全出于“专业完美主义”,也为了确定它们是同一
种锁,我用同一种手法,取下了密码的后两个数字。
  这时候他还在看报告。等他读完后他说:“可以了,
报告写得很好。”把报告放在保险柜里,握着巨大的把手,
把那巨大的黄铜门关上。当它关上时,一切听起来都是那
么美好,但我知道这一切都只是心理作用,因为它用的还
是同一种见鬼的锁。
  我忍不住刺他一下(我总喜欢跟那些穿着漂亮制服的
军人开玩笑),说:“看你关保险柜的模样,你好像觉得
东西放在里面都很安全。”
  “当然。”
  “你觉得很安全的唯一原因,是一般老百姓称它为‘
保险柜’(我特别用“老百姓”这个字眼,让这句话听起
来好像他被老百姓骗了一样)。”
  他火了:“你这什么意思——这不保险吗?”
  “好的锁匠在30分钟内,便可以把它打开。”
  “你能在30分钟内能把它打开吗?”
  “我刚刚说‘好的锁匠’。如果是我要45分钟。”
  “那么嘛!”他说,“我太太在家等我吃晚饭,但我
要留下来看你表演,现在你给我坐下来,我要看着你弄这
鬼东西45分钟还打它不开!”他坐在他的大皮椅上,把腿
跷在办公桌上,看起书来。
  我充满信心,拿了张椅子到保险柜前面坐下,然后装
模作样地随便乱转数字盘。
  大约 5分钟后——如果你坐在那里干等的话,这已很
久了——他开始没耐性了:“怎么了,有什么进展吗?”
还有:“像这种柜子,打不开就是打不开啦。”
  我估算再过一两分钟就差不多了,于是开始认真地试。
两分钟后,“卡沥!”门打开了。上校嘴巴张开,眼珠突
出。
  “上校,”我很严肃地说:“让我告诉你这些锁的毛
病:如果任由保险柜的门或档案柜最顶层的抽屉打开,人
家很容易就可以找出密码。为了证明其中的危险,当你在
看报告时,我就把它找出来了。你应该下令大家在工作时,
要把他们的档案柜锁上。这些保险柜敞开时都十分好对付
的。”
  “是的!我明白你的意思,那真有趣!”从此以后,
我们站在同一阵线上了。
  下一次到橡树岭时,所有知道我是谁的人见到我,都
说:“别从这里过!不要走过来!”原来,上校发了一张
问卷,上面问:“上次费曼先生来访时,他有没有来过、
靠近过或经过你的办公室?”有人说有,其他说没有。说
有的人收到另一则通知:“请更改保险柜密码。”
  这就是他解决问题的办法了:我就是危险的根源。他
们为了我便要把密码全部更改,而更改密码、背诵新密码
都是件苦不堪言的事,因此他们都很气我,不想我再靠近
他们,害怕等一下又得更改密码。当然,他们在工作时,
档案柜的抽屉一如既往,还是开着!



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