La matematica non solo è ammaliante per la sua bellezza: è anche utile, lo sai. Bene, sono qui a dirti che la matematica è anche in grado di distruggere o salvare vite umane. Quella che sto per raccontarti è, infatti, la storia di alcuni matematici che misero passione e genio al servizio dell'umanità, salvando milioni di persone. Tutto cominciò con Enigma...
Enigma è una macchina elettromeccanica, inventata da Scherbius, un ingegnere berlinese, nel 1923, per scopi commerciali, utilizzata invece dal governo tedesco a fini bellici, per cifrare e decifrare messaggi segreti, con una sorprendente facilità d'uso. Il nome dice tutto: l'operazione crittografica di cifratura (cioè trasformare il messaggio in chiaro, cioè quello che si intende trasmettere, in un altro, detto cifrato) che Enigma eseguiva era talmente articolata da ritenerla sicura, indecifrabile. In effetti, la macchina veniva preimpostata secondo una serie di elementi che determinavano milioni di milioni di milioni di possibili impostazioni che avrebbero richiesto secoli per poter essere provate tutte.
Ho avuto modo di vederla con i miei occhi, al Deutsches Museum di Monaco, con emozioni contrastanti: da un lato la meraviglia rispetto a un esemplare spettacolare per l'applicazione alla crittografia e dall'altro l'indicibile orrore per ciò che purtroppo esso ha prodotto.
Eppure fu battuta. Il polacco Marian Adam Rejewski riuscì a costruire Bombe, una macchina anti-Enigma, capace di testare rapidamente le combinazioni e, così, decrittare Enigma. Copie di queste furono consegnate anche agli Inglesi, ma nel frattempo Enigma era stata potenziata e modificata da 3 a 5 rotori e perciò Bombe non servì più, se non per comprenderne il principio di funzionamento. Le possibilità di impostazione aumentarono a circa 159 milioni di milioni di milioni di possibili impostazioni, poiché prevedevano:
scelta e la disposizione ordinata dei 3 rotori su 5 possibili: ci sono 5 ∙ 4 ∙ 3 = 60 possibilità;
posizionamento iniziale di ogni rotore: ci sono 26 ∙ 26 ∙ 26 = 17 576 possibilità posizioni iniziali;
impostazione della finestrella della macchina: ci sono 26 ∙ 26 = 676 modi per determinarla;
pannello di commutazione: essendo 10 i cavi con cui abbinare le lettere, ci sono 150 milioni di milioni di possibili combinazioni.
In totale: 60 ∙ 17.576 ∙ 676 ∙150.000.000.000.000 ~ 159.000.000.000.000
E qui entra in campo Alan Turing... lasciamo che si presenti da solo!
Grandissimo Alan! Vediamo in dettaglio quanto gli dobbiamo...
Con l'invasione nazista imminente, il Bureau des Chiffres polacco invitò i servizi segreti francesi e britannici a Varsavia. Fu uno shock per gli inglesi scoprire che i polacchi leggevano Enigma da anni. Rejewski e i suoi colleghi consegnarono tutto: le repliche di Enigma costruite in segreto, i disegni della Bomba e le tecniche matematiche. Questo materiale fu la base su cui Alan Turing costruì la sua versione della "Bomba", molto più potente e veloce.
ALAN TURING
(1845-1918)
Alan Turing e la sua équipe di Bletchley Park, a cui dal governo inglese fu affidata la missione di decrittare Enigma, dovettero costruire una nuova versione di Bomba ad hoc, in grado di diminuire drasticamente il numero delle impostazioni possibili grazie a 2 intuizioni fondamentali:
i "Cribs": l'équipe sfruttò la rigidità della comunicazione militare tedesca. Identificando frammenti di testo prevedibili (come i bollettini meteo o la frase "Heil Hitler"), Turing riusciva a fornire alla Bomba un punto di partenza per escludere milioni di combinazioni errate;
analisi Statistica: attraverso il metodo del Banburismus, Turing utilizzò la probabilità statistica per determinare la posizione dei rotori senza dover testare ogni singola possibilità, riducendo drasticamente i tempi di calcolo.
Il successo dell'operazione Ultra (il nome in codice delle informazioni ottenute decrittando Enigma) ebbe conseguenze incalcolabili:
la Battaglia dell'Atlantico: Permise alla Royal Navy di deviare i convogli lontano dai famigerati "branchi di lupi" (U-Boot) tedeschi;
lo Sbarco in Normandia: Fornì agli Alleati la certezza che i tedeschi fossero caduti nei loro piani di depistaggio.
Si stima che l'aver violato Enigma abbia accorciato la Seconda Guerra Mondiale di almeno 2 anni, evitando il prolungamento del conflitto fino al 1947 e portando al risparmio di circa 14 milioni di vite umane. Un risultato che ha consacrato Turing non solo come il padre dell'informatica e dell'Intelligenza Artificiale, ma come un eroe silenzioso della libertà.
Guarda il fumetto che descrive in breve la sua vita!
Dal punto di vista matematico, in contributo di Turing fu cruciale non soltanto per la crittografia, vera e propria branca della matematica che oggi presiede a garantire la protezione dei dati di aziende e individui, ma anche per lo sviluppo dell'informatica e della stessa Intelligenza Artificiale.
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Avrai ormai capito che la matematica è una meraviglia che può essere virtuosa o diventare addirittura letale, a seconda dell'intelligenza e del cuore di chi la impiega: ti auguro che essa sia per te sempre lo slancio per fare bene il bene!
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