伏尼契手稿(Voynich manuscript)

凡有井水处,皆能歌柳词。

当年柳永柳三变风流倜傥而又才华横溢,一边处处留情,一边吟风唱月,在歌楼酒肆处,留下了不少高妙幽微的好词,再加上他天性浪漫且精通音律,常常为流行歌曲作词,故相传“凡有井水处,即能歌柳词。”这样的风雅加上才华,也是让不少后人羡慕不已。

而在军事领域,也有一样极为流行的东西,套用柳词的说法,就是”每遇动兵日,便需密码时”。从古至今,密码学一直是作为一项与国家安全息息相关的学问,受到了大量的关注。有多大关注呢?举个八卦就知道了:

在中美建交的时候,双方曾互赠礼物,美方赠送中国的,是日本“宝船”阿波丸号的沉没地点,中国后来组织力量打捞,获得大量战略物资。中国赠送给美国的,则是一本小小的册子,那就是由章照止先生破译的苏军最新军区级军用密码。

密码学的重要性,可见一斑。然而随着科技和数学的进步,现代密码学发展多年,已经和古典密码学有了很大差异。

但这里我要讲一个古典密码学中有趣的东西,从某种意义上来讲,它的破解就像数学中的”哥德巴赫猜想”一样,堪称古典密码学破译中皇冠上的明珠。它就是伏尼契手稿(Voynich manuscript)

这本手稿所用的书写体系至今未被破解,似乎是某种自然语言,又似乎是某种构造语言 (所谓构造语言,指的是人类创造的人工语言,比如音乐的乐谱,计算机语言) ,更有人认为它是炼金术师的宝典,魔法师的指南,来自外星的密码。因为其中除了文字,还有大量稀奇古怪的插图,包含植物,医药,天文,宇宙等内容(似乎是这些内容)。

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经过鉴定,该书大约在15世纪早期,很可能在文艺复兴时期,成书于意大利北部。多年以来,几经周折,被一个名叫Wilfrid Voynich的书贩在1912年买到,所以就以他的名字命名本手稿。

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从放的几张图来看,如果你有心思考,那么就会有这个疑问。那就是怎么知道这是一本有实际意义的密码,还是一些无意义的涂鸦的骗局呢?

这就涉及到在古典密码学中用到的一些研究方法,一般来讲,古典密码学中加密方法主要有以下几种:

  • 移位密码
  • 维吉尼亚密码
  • 仿射密码
  • 希尔密码
  • 代换密码
  • 置换密码
  • 流密码

从名字可以想到一些内容,其它的也不过多介绍了。总之,不同的加密方法各有优劣,可以应用的解密方法也各有千秋。对于Voynich manuscript来讲,一些有效的结果主要有以下几条,从这里,也可以管窥一下破解密码中常用的一些手法:

  1. 信息熵统计。对于不同的语言来讲,文字的出现是有规律的,比如大家熟悉的中文里的“的”“地”“得”等助词,连接词,主语等。根据其出现的位置和频率,加以分析就可以推断出来。像印欧语系(比如英语,拉丁语,法语等)中一些语言也有类似的现象。统计分析发现,文稿的文字规律与自然语言类似。例如,词汇的出现频率符合齐夫定律,而词汇的熵(每词约10位元)亦与英语或拉丁语相类似。

    然而,手稿的语言与欧洲语言不太相似。例如,几乎没有词汇是多过10个字母,亦几乎没有1或2个字母的词汇。词汇内的字母分布独特,有些字母仅出现在字首,有些在字尾,有些在词汇中间,这特点与阿拉伯字母相似,但不见于拉丁字母、希腊字母或西里尔字母。词汇的重复程度也高于一般欧洲语言。同一词汇可能一句出现三次(相当于在英语出现and and and)。统计学上,手稿的词汇数目相对较少。

    插嘴多说一句,目前FBI对中本聪(Satoshi Nakamoto,匿名发明了比特币,从他的工作及研究看,他有着极高的金融,计算机,信息学水平)的身份猜想也是基于用词。通过他公开发表的文字中用词习惯以及词频,来和可能猜测的人物的文字作品相比对,来推测中本聪的真实身份。

  2. 化学分析方法。作为有历史的物品,采用文物中常用的化学分析往往能获得很多结果。比如对颜料的分析,墨水的分析,甚至能给出来文件的来源(因为部分颜料只在特定地区出现)。比如用偏光显微镜(PLM)对Voynich manuscript的分析,就发现它是用羽毛笔和铁胆油墨(Iron gall ink)书写的。这是欧洲地区在5世纪到19世纪主流的书写工具,所以进一步给出了成书时间的分析,但文字之间少有错误而且书写流畅,说明它可能是某人以非常熟悉的语言做誊写的,所以并不能由此说明该书内容来自欧洲。再比如使用能散X射线光谱(EDS)X射线衍射(XRD)测试的结果来看,证明了油墨和墨水之间来源的相似性,说明绘图和文字是同一时期的。

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这本手稿做工精致,在可以追溯的历史中的数次交易中,它曾经卖到600 ducats(当时最具价值的金币之一,以最好的黄金铸造技术纯金铸造)。其中,之所以被认为是炼金术士的宝典,是因为可以追溯的最初的拥有者来自一名炼金术士。多年传承后,这本手稿目前在耶鲁收藏研究。(关于炼金术的东西有太多有趣的东西可以讲了,如果有兴趣,我下次可以讲讲早期炼金术和化学的关系,其神棍程度甚至可以让受过高等化学教育的我怀疑人生23333)

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目前来看,尽管对这本书取得了一些极其初步的结果,但这些结果都不足以让人信服。还有部分推断说这本书是由当时杰出的数学家按照密码学的知识编纂的,但也不足以推翻很多研究的结果。而出于它的神秘性,很多文学作品,影视作品也都以此做文章。更是被一些喜欢神秘学,符号学的青年(就是像我这样很喜欢装逼的那种)奉为圭臬。

总之,这本神秘的手稿就静静地躺在那里,等待着时光中的有缘人。