Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 56)

NHỮNG TÊN LỬA ĐẦU TIÊN TRONG CHIẾN TRANH

Thế chiến II không những chứng kiến động cơ phản lực đầu tiên, mà tên lửa đạn đạo lớn đầu tiên cũng được đưa vào sử dụng. Tuy nhiên, phần lớn công nghệ đã được phát triển từ trước bởi nhà vật lí Robert Goddard. Ngày nay, Goddard thường được xem là cha đẻ của sức đẩy tên lửa hiện đại, và Trung tâm Không gian Goddard của NASA ở Maryland được đặt theo tên ông. Phần lớn nghiên cứu của ông diễn ra tại Đại học Clark ở Wocester, Massachusetts, ông là trưởng khoa vật lí tại đó. Vào năm 1926, ông đã chế tạo và phóng tên lửa đầu tiên sử dụng nhiên liệu lỏng. Trước đó, vào năm 1914, ông đã đăng kí sáng chế cả nhiên liệu tên lửa lỏng và nhiên liệu tên lửa rắn. Ông đã có nhiều đóng góp quan trọng cho ngành tên lửa học, bao gồm kiểm soát bằng con quay hồi chuyển, bơm nhiên liệu chạy bằng điện, và các van trên cửa thoát của tên lửa giúp dẫn đường cho nó. Và ông là người đầu tiên chỉ ra rằng tên lửa sẽ hoạt động được trong chân không và nó không cần không khí cung cấp sức đẩy.

Ngay từ đầu Thế chiến II, người Đức đã quan tâm đến khả năng sử dụng tên lửa làm vũ khí. Đại úy pháo binh Walter Dornberger được giao nhiệm vụ khảo sát hiệu quả của tên lửa. Trong khi nghiên cứu vấn đề, một kĩ sư trẻ tên là Wernher von Braun rơi vào tầm nhắm của ông, và ông thuê anh ta làm trưởng đơn vị pháo binh tên lửa của mình. Vào năm 1934, von Braun đã có một đột gồm tám mươi kĩ sư làm việc cho anh, và các hoạt động được chuyển đến Peenemünde, trên bờ biển Baltic. Lúc này Hitler bắt đầu để tâm đến dự án.

Wernher von Braun

Wernher von Braun.

Von Braun và đội của ông có nhiều vấn đề phải vượt qua. Các tên lửa trông khá đơn giản, nhưng cần có rất nhiều khoa học, nhất là vật lí học, để làm cho chúng vận hành đúng. Tên lửa V-2 mà Braun đang chế tạo có khả năng đạt tới độ cao gần bảy mươi dặm, và ở độ cao này hầu như không có không khí nữa. Và nhiên liệu tên lửa một nguồn cung oxygen dư dật để đốt. Điều này có nghĩa là oxygen phải được thêm vào nhiên liệu đẩy. V-2 sử dụng một hỗn hợp nước-75 phần trăm ethanol làm nhiên liệu và oxygen lỏng làm chất oxy hóa.12

Tên lửa được đẩy đi theo cách giống như máy bay phản lực. Chúng cũng hoạt động theo định luật Newton thứ ba, và một lần nữa phản lực tạo ra sức đẩy. Điều cũng quan trọng nên lưu ý là chuyển động bay của tên lửa gồm một vài giai đoạn: phóng, đẩy, lướt, và đâm. Thật ra, giai doạn đầu tiên (phóng) là khi tên lửa đang ở trên bệ phóng, vì thế nó không chuyển động. Lúc này có hai lực tác dụng lên nó: trọng lực kéo tên lửa xuống, và phản lực của nó do bệ phóng tác dụng. Hai lực này bằng nhau và ngược chiều.

Giai đoạn đẩy bắt đầu khi động cơ tên lửa bắt đầu khai hỏa. Lúc này sẽ có ba lực tác dụng lên tên lửa: trọng lực của tên lửa, lực đẩy do động cơ cung cấp, và lực kéo theo do sức cản không khí. Nếu chúng ta áp dụng định luật Newton thứ hai, rằng lực bằng khối lượng nhân gia tốc, thì ta có Fđẩy – Fkéo theo – Wt = ma, trong đó m là khối lượng, a là gia tốc, và Wlà trọng lực của tên lửa. Tuy nhiên, có một vấn đề nhỏ ở đây: khối lượng của tên lửa thay đổi khi tên lửa chuyển động đi lên vì nhiên liệu đang được đốt cháy. Song vấn đề này dễ dàng được khắc phục bởi các kĩ sư.

Tên lửa

Tên lửa: lực đẩy, lực kéo theo, và trọng lực.

Sức đẩy từ phía động cơ cuối cùng sẽ ngừng lại ở đâu đó, và tên lửa sẽ đi vào giai đoạn lướt. Trong thời gian này, không còn có lực đẩy hướng lên tác dụng lên tên lửa, và nó tự chuyển động. Nhờ vận tốc của nó, nó sẽ tiếp tục lên cao trong một khoảng thời gian su khi các động cơ của nó ngừng hoạt động, nhưng cuối cùng nó sẽ đạt tới độ cao cực đại và bắt đầu rơi xuống đất, và do trọng lực tác dụng nên nó sẽ tăng tốc theo công thức a = (Wt – Fkéo theo)/m. Như vậy, nếu không tính lực kéo theo, nó sẽ hạ xuống như một hòn đá rơi. Tất nhiên, trên thực tế, tên lửa không chuyển động thẳng đứng, mà nó còn chuyển động ngang, nên quỹ đạo của nó nói chung sẽ tương tự với quỹ đạo của một viên đạn pháo.

Ở tên lửa nhiên liệu lỏng, nhiên liệu đẩy và chất oxy hóa được chứa trong các két khác nhau trước khi đốt. Sau đó oxygen được cho kết hợp với nhiên liệu, sự hòa trộn xảy ra khi oxygen và nhiên liệu được phun vào buồng đốt. Chất khí cháy thoát ra qua một cửa xả ở đầu dưới, tạo ra lực đẩy. Các chất khí này ở nhiệt độ rất cao, vì thế cửa xả cần được làm nguội. Ở các tên lửa lúc đầu, cửa xả được làm nguội bằng cồn và nước.

Tên lửa còn phải giữ thăng bằng một khi nó đang bay, nếu không nó sẽ lật nhào mất kiểm soát. Có hai kiểu hệ thống được sử dụng cho yêu cầu này: chủ động và thủ động. Các bộ phận chủ động thì linh hoạt còn thụ động thì lắp cố định. Đặc biệt quan trọng là trọng tâm của tên lửa. Nó quan trọng bởi vì mọi vật, kể cả tên lửa, chuyển động xung quanh trọng tâm khi chúng chao đảo. Trọng tâm tương tự như khối tâm, đó là điểm mà toàn bộ khối lượng có thể xem như tập trung tại đó.

Trong khi bay, tên lửa có thể chao đảo xung quanh một, hai hoặc ba trục, gọi là các trục lật, trục thăng, và trục trệch. Xoay tròn xung quanh trục lật thì không vấn đề gì, còn chao đảo quanh hai trục còn lại thì phải tránh. Con quay hồi chuyển được sử dụng cho chuyện này, còn đem lại sự dẫn hướng. Các van ở đầu dưới tên lửa cũng giúp nó thăng bằng.

V-2 là tên lửa báo thù của Hitler, và vào đầu tháng Chín 1944, ông tuyên bố các vụ tấn công V-2 sẽ bắt đầu, và London là một mục tiêu chính. Trong vài tháng sau đó, hơn một nghìn bốn trăm tên lửa đã nhắm thẳng vào London. Nhưng độ chuẩn xác của chúng thật tệ và chúng không thể bắn trúng các mục tiêu sống còn. Nói chung, V-2 là một vũ khí khủng bố, và nó thật sự gây ra nỗi khiếp đảm kinh hoàng khi nó lao vút qua bầu trời Anh. Do tốc độ của tên lửa V-2 (xấp xỉ 2.200 dặm trên giờ) và cao độ bay của chúng, chúng hầu như không thể bị bắn hạ. Tổng cộng khoảng 2.550 thường dân ở London đã thiệt mạng do V-2, và 6.500 người khác bị thương.

Người Đức còn chế tạo một vũ khí khác, tương tự như vậy, gọi là “phi pháo” V-1. Nó nhỏ hơn V-2, với độ dài hai mươi bảy foot, so với bốn mươi sáu foot của V-2, và nó chậm hơn nhiều. Một động cơ phản lực dạng xung cấp sức đẩy cho nó; không khí đi vào cửa nạp của động cơ, tại đó nó hòa trộn với nhiên liệu và được đánh lửa bằng bugi. Các cửa sập đóng mở ở phía sau dụng cụ ở tốc độ khoảng năm mươi lần trên giây, đem lại cho nó âm thanh vèo vèo, vì thế mà có tên “buzz bomb”.

V-1 được phát triển tại Peenemünde cùng lúc với V-2. Nó không phải là tên lửa đạn đạo; thay vậy, nó được phóng từ bệ mặt đất, sử dụng một đường dốc và máy phóng. Vì thế, nó được gọi là tên lửa hành trình. Vụ tấn công V-1 đầu tiên xảy ra vào giữa tháng Sáu 1944, ngay trước khi các vụ tấn công V-2 bắt đầu, và các vụ tấn công V-1 cũng hướng thẳng vào London.

Giống như V-2, V-1 không thể công kích vào những mục tiêu nhất, vì thế nó cũng chủ yếu là vũ khí khủng bố. Nhưng không giống V-2, có sự phòng thủ đáng kể chống V-1. Một số máy bay nhanh hơn có thể bắn hạ nó trong khi bay, và nó dễ bị tấn công bởi pháo phòng thủ bờ biển. Thật vậy, đến cuối tháng Tám 1944, khoảng 70 phần trăm số tên lửa V-1 đến nơi đã bị bắn hạ bởi pháo phòng thủ bờ biển. Tổng cộng khoảng mười nghìn V-1 đã được bắn vào nước Anh. Khoảng 2.420 đi tới London, làm thiệt mạng xấp xỉ 6.180 người và làm bị thương 17.780 người.

CÁC VŨ KHÍ KHÁC VÀ VŨ KHÍ NHỎ CẦM TAY

Xe tăng giữ một vai trò lớn trong Thế chiến II. Thật vậy, trong chiến tranh chớp nhoáng của Đức, dường như không gì chặn được chúng, và phe Đồng Minh nhanh chóng tìm kiếm vũ khí có thể đương đầu với chúng. Trong mấy năm sau đó, một số loại đầu nổ đã được phát triển có khả năng xuyên thủng lớp giáp bọc của xe tăng, và chúng sử dụng một nguyên lí vật lí quan trọng. Chúng hoạt động dựa trên ý tưởng lượng nổ lõm (shaped charge). Lượng nổ lõm là một vụ nổ có hình dạng làm tập trung năng lượng của đạn pháo. Nó dựa trên cái gọi là hiệu ứng Munroe, do nhà hóa học Mĩ Charles Munroe khám phá. Munroe chỉ ra rằng một đầu làm rỗng trên đầu đạn tạo ra một sóng mạnh hơn nhiều, làm tập trung sức nổ dọc theo trục đầu đạn. Điều này là do sóng xung kích từ vụ nổ được gia cố trong trường hợp này.

Khi triển khai để chặn xe tăng, các đầu nổ này được gọi là đầu nổ HEAT (đầu nổ chống tăng, sức nổ lớn). Chúng gây ra một làn kim loại vận tốc cao có thể đâm xuyên qua lớp giáp bọc tăng tương đối nặng. Làn kim loại này thật ra chuyển động ở tốc độ gần hai mươi lăm lần tốc độ âm thanh. Các đầu nổ HEAT kém hiệu quả khi chúng xoay tròn, nên chúng thường được lắp vây cân bằng.

Các đầu nổ HEAT đem lại sự thay đổi lớn trong chiến tranh xe tăng khi chúng lần đầu tiên được sử dụng vào cuối cuộc chiến. Một người lính bây giờ có thể phá hủy một xe tăng bằng cách sử dụng một vũ khí cầm tay. Người ta lập tức tìm kiếm phương án bảo vệ trước kiểu đạn pháo mới, và người Đức bắt đầu bảo vệ xe tăng của họ bằng các lớp lưới, chúng làm cho đạn pháo nổ sớm.

Một kiểu đạn pháo khác cũng được sử dụng chống tăng khá hiệu quả. Nó được gọi là đầu nổ HESH (đầu đạn nén ép nổ cực mạnh). Nó vốn được phát triển để chọc thủng các tòa nhà bê tông, nhưng người ta thấy nó cũng chống tăng hiệu quả. Trong trường hợp này, vật liệu nổ bị “bóp nén” khi nó đập trúng mục tiêu nên nó phân rải trên một diện tích lớn hơn. Một kíp nổ kích hoạt nó vào lúc này, tạo ra một sóng xung kích lớn hơn do diện tích lớn hơn của nó. Sóng xung kích này xuyên qua kim loại đến phần lõi của xe tăng, làm cho các mảnh kim loại bay tứ tán vào thành bên trong xe ở tốc độ cao. Các mảnh kim loại này có thể làm bị thương hoặc thiệt mạng binh lính trên xe và làm cháy đạn dược hoặc nhiên liệu bên trong xe tăng.

Đầu nổ HESH và HEAT đều được bazooka bắn về phía xe bọc thép. Bazooka là một vũ khí chống giật, được cấp năng lượng bằng tên lửa, vốn được Robert Goddard phát triển khi ông nghiên cứu sức đẩy tên lửa. Ông và người cộng sự Clarence Hickman đã phát triển và trình diễn nó trước Quân đội Mĩ tại Bãi Diễn Tập Aberdeen ở Maryland vào tháng Mười Một 1918. Tuy nhiên, vào lúc này, nó chưa sử dụng lượng nổ lõm. Nó được phối hợp với lượng nổ lõm vào năm 1942, và nó được sử dụng lần đầu tiên ở Bắc Phi và đồng thời bởi người Nga ở mặt trận phía Đông. Tuy nhiên, các mẩu ban đầu không đáng tin cậy lắm, và một số khẩu đã bị quân Đức thu giữ. Người Đức nhanh chóng sao chép và cải tiến trên các bazooka ban đầu, và trước sự bất ngờ lớn của quân Đồng Minh, các khẩu bazooka Đức còn mạnh hơn của họ và có sức xuyên giáp khủng khiếp hơn.

Một phát triển quan trọng khác trong đó vật lí học có liên quan là proximity fuse (thiết bị điều khiển tên lửa nổ khi tới gần đích). Lúc bùng nổ cuộc chiến, đầu nổ phát nổ khi nó đập trúng mục tiêu, hoặc sau một lượng thời gian nhất định đã cài trên bộ hẹn giờ. Cả hai cách này đều có nhược điểm, và tác dụng đầy đủ của phần lớn đạn pháo đang nổ không hiệu quả lắm. Với proximity fuse, dụng cụ tự động phát nổ khi khoảng cách giữa mục tiêu và đạn pháo nhỏ hơn một giá trị nào đó đã được tính trước. Do đó, đạn pháo có thể được kích nổ trước khi chúng rơi tới đất – đặc biệt, phía trên đầu quân địch – làm tăng thêm hiệu lực của chúng.

Proximity fuse hoạt động theo các nguyên lí điện từ; nó chứa một dao động tử nối với một anten đóng vai trò vừa là máy phát vừa là máy thu. Khi đạn pháo tiến gần đến mục tiêu, nó có thể xác định mục tiêu ở xa bao nhiêu bằng cách phân tích tín hiệu phản hồi. Nó đã được sử dụng khá hiệu quả chống lại các vụ tấn công bom buzz V-1 vào nước Anh, và trong Trận Phình To. Nó còn có ích trong phòng thủ chống lại các vụ tấn công kamikaze của lính Nhật ở Thái Bình Dương.

Tên lửa dẫn đường vô tuyến cũng được sử dụng lần đầu tiên trong Thế chiến II. Người Đức đã phát triển một loại bom dẫn đường chống tàu thuyền gọi là Fritz X. Nó được thả từ máy bay và được điều khiển vô tuyến từ máy bay thả bom. Các tín hiệu được nhận bởi một máy thu trên tên lửa. Tuy nhiên, Fritz X không được xem là thành công lắm. Các loại bom dẫn đường tương tự cũng được phát triển ở Anh. Tên gọi là GB-1s, chúng đã được thả xuống Cologne, Đức. Một loại bom dẫn đường khác của người Đức là Kraus X-1; một vài tàu thuyền Đồng Minh đã bị nó làm thiệt hại nặng nề. V-1 và V-2 cũng được dẫn đường bằng vô tuyến.

Một trong những dụng cụ tài tình nữa xuất hiện trong Thế chiến II là bombsight (máy ngắm để ném bom) Norden.13 Một trong những vấn đề trọng yếu trong giai đoạn đầu cuộc chiến là việc ném bom chuẩn xác từ cao độ lớn. Vào năm 1943, một máy bay thả bom từ độ cao lớn có CEP (bán kính sai số) một nghìn hai trăm foot, nên khả năng ném trúng mục tiêu là cực kì thấp. Quả vậy, khả năng ấy thấp đến mức không quân và hải quân đã từ bỏ các vụ đột kích bom chính xác. Tuy nhiên, vài năm sau đó, Carl Norden, một kĩ sư Hà Lan di cư sang Mĩ, đã nghiên cứu bombsight. Một trong những vấn đề chính trong sử dụng bombsight là phải thăng bằng máy bay sao cho đường nhìn hướng thẳng đứng xuống dưới. Gió cũng là một vấn đề nghiêm trọng. Bombsight của Norden cho phép bom được thả ra đúng lúc để rơi trúng một mục tiêu cho trước. Nó sử dụng một máy tính analog gồm các con quay hồi chuyển, động cơ điện, bánh răng, gương, đòn bẩy, và một kính viễn vọng. Người cắt bom sẽ lập trình tốc độ không khí, tốc độ gió, phương hướng, và cao độ vào dụng cụ. Khi đó máy tính sẽ tính quỹ đạo cần thiết cho bom rơi trúng mục tiêu. Sau đó, khi máy bay tiến tới mục tiêu, phi công sẽ bật máy bay sang chế độ tự lái để nó bay đến đúng điểm cần thiết cho thả bom. Được biết với dụng cụ này, một quả bom có thể được ném trúng trong một vòng tròn một trăm foot từ độ cao bốn dặm.

Bombsight Norden là một trong những bí mật lớn của cuộc chiến, và sự tồn tại của nó được bảo vệ kĩ lưỡng trong suốt cuộc chiến. Nó đặc biệt hữu hiệu trong việc ném bom nước Đức trong các giai đoạn sau của cuộc chiến.

Cuối cùng, hãy nhìn vào các vũ khí cầm tay cỡ nhỏ và vũ khí bộ binh được dùng trong cuộc chiến. Chúng đã mạnh hơn nhiều, chuẩn xác hơn, và chết chóc hơn nhiều so với thời Thế chiến I. Tuy nhiên, lúc mới đầu cuộc chiến, một số vũ khí kiểu cũ vẫn được sử dụng. Súng trường khóa nòng trượt thời Thế chiến I cũng được sử dụng lúc mới bùng nổ Thế chiến II. Về sau người ta sử dụng súng trường bắn tỉa, chủ yếu do bởi tầm bắn xa và độ chuẩn xác cao của chúng. Một khẩu súng trường khóa nòng trượt có gắn ống ngắm là một vũ khí bắn tỉa tuyệt vời, nhưng khi cận chiến người lính cần một tốc độ khai hỏa nhanh hơn nhiều, và bởi vậy, súng trường bán tự động sớm được phát triển. Một trong những khẩu bán tự động tốt nhất của Mĩ là M1 Garand, nó sớm trở thành kiểu súng trường chuẩn của Mĩ trong Thế chiến II.

Súng tiểu liên cũng giữ một vai trò lớn trong cuộc chiến. Nó là một phiên bản nhỏ, tương đối nhẹ của súng máy chính quy. Tuy nhiên, đạn dược của nó nhỏ hơn và nhẹ hơn, và điều này có nghĩa là nó có tầm bắn tương đối ngắn, và độ chuẩn xác của nó thì không cao. Nhưng nó khá hiệu quả trong cận chiến. Người Đức đã sử dụng nó rộng rãi; khẩu súng tiểu liên tốt nhất của họ là MP-18. Phiên bản tương đương của người Mĩ là súng tiểu liên Thompson.

Trở ngại chính với súng tiểu liên là độ chuẩn xác kém và tầm bắn ngắn của nó. Trong đa số tình huống trên chiến trường, người lính cần vừa khai hỏa nhanh vừa chuẩn xác từ xa. Độ chuẩn xác không cần phải lớn như của súng trường khóa nòng trượt chuẩn, ví như khẩu Lee-Enfield hay Springfield, song tầm bắn xa hơn so với súng tiểu liên là thứ đáng thèm muốn. Bởi vậy, súng trường tấn công đã được phát triển. Nó được sử dụng đầu tiên bởi quân đội Đức; khẩu MP-43 của họ đi vào phục vụ vào năm 1943 và rõ ràng là một vũ khí ưu việt. M16 của Mĩ và AK-47 của Nga, xuất hiện sau cuộc chiến, đều dựa trên nó.

Các súng máy cơ bản vẫn được sử dụng, giống như trong Thế chiến I, nhưng bấy giờ chúng đã nhẹ hơn nhiều nên một người lính có thể cầm tay luôn. Tuy nhiên, trong đa số trường hợp, cần có thêm một người lính thứ hai mang vác đạn dược và hỗ trợ canh ngắm và nạp đạn lúc bắn. Cuối cùng, các vũ khí khác như lựu đạn cầm tay, súng phun lửa, và súng cối nhẹ thuộc đủ kiểu cũng được sử dụng. Và đa số chúng đều có tính sát thương mạnh hơn do các tiến bộ công nghệ đem lại.

MÁY VI TÍNH VÀ TRÍ THÔNG MINH

Một lĩnh vực khác trong đó có vô số tiến bộ là kết quả của cuộc chiến tranh thế giới, đó là máy vi tính. Thế chiến I có lẽ là cuộc chiến đầu tiên trong đó một lượng lớn thông tin phải được chuyển tải càng nhanh càng tốt, và để làm việc này, cần có một hệ thống truyền thông tốt. Và tất nhiên, nhu cầu này càng lớn hơn trong Thế chiến II. Không những phải truyền đạt thông tin về động thái và hướng di chuyển của quân đội, các sư đoàn, vân vân, mà điều quan trọng là phải giữ kín các thông tin này trước quân địch. Điều này có nghĩa là thông tin phải được mã hóa, và chẳng mấy chốc đã xuất hiện cuộc chạy đua giữa người bẻ mã và người tạo mã. Mật mã càng lúc càng trở nên phức tạp, và chẳng mấy chốc chúng chỉ có thể được mã hóa bằng máy móc, tức là máy vi tính. Nghiên cứu về máy vi tính đã bắt đầu từ trước cuộc chiến, phần lớn diễn ra ở Đức. Kĩ sư người Đức Konrad Zúe đã chế tạo một máy vi tính đơn giản mà ông gọi là Z1 vào năm 1936. Ông tiếp tục nghiên cứu về nó trong thời gian chiến tranh, cải tiến nó rất nhiều. Một dụng cụ giống vậy, cuối cùng gọi là Mark I được chế tạo ở Mĩ.14 Cuộc chiến tranh, và nhất là nhu cầu giải mã mật mã của phe địch, sớm đưa đến nhu cầu phải có các máy vi tính lớn hơn và nhanh hơn nữa. Người Đức bắt đầu sử dụng một máy tạo mã gọi là Enigma. Enigma cho phép người điều khiển đánh một thông điệp sau đó trộn nó bằng các bánh xe hay rotor khắc chữ V, mỗi bánh xe mang các kí tự của bảng chữ cái. Có hai mươi sáu tiếp xúc điện trên mỗi mặt của các bánh xe tương ứng với các kí tự của bảng chữ cái. Khi một thông điệp được đánh vào, nó được gửi đến bánh xe thứ hai thông qua các tiếp xúc điện, nhưng tiếp xúc được lập ở một vị trí khác trên bánh xe thứ hai, vì thế với một kí tự cho trước, ví dụ C, sẽ chỉ cho một chỉ định khác, ví dụ Z. Sau đó tiếp xúc được truyền từ bánh xe này sang bánh xe thứ ba, và một lần nữa tiếp xúc được lập ở một vị trí khác. Trong những mẩu hoạt động sớm nhất, người ta dùng ba bánh xe, nhưng về sau lại thêm nhiều bánh xe hơn, khiến nó càng trở nên phức tạp hơn. Hơn nữa, mật mã có thể thay đổi sau mỗi lần sử dụng máy. Tuy nhiên, việc giải mã thật đơn giản đối với người nhận; anh ta chỉ việc bố trí máy của mình theo cách giống như máy của người gửi là được.

Trí thông minh của người Ba Lan đã phá được mật mã đó; với sự hỗ trợ của một điệp viên Đức và sử dụng một ít toán học phức tạp, họ đã giải được mật mã đó vào năm 1932, và họ tiếp tục giải mã các thông điệp của người Đức cho đến năm 1939. Tuy nhiên, với chiến tranh bùng nổ, người Đức gia tăng bảo mật của họ bằng cách làm cho hệ thống phức tạp hơn gấp mười lần. Lúc này người Ba Lan bó tay, vì thế họ chuyển giao toàn bộ những gì họ biết cho các chuyên gia bẻ khóa người Anh. Đơn vị giải mã của Anh, mật danh là Ultra, được thành lập tại Trại Bletchley ở Sussex.

Người Anh bắt đầu nghiên cứu mật mã của người Đức, nhưng họ chẳng có mấy tiến bộ, mãi cho đến khi Alan Turing gia nhập nhóm. Ngoài toán học, ông còn học mật mã học tại Princeton, nơi ông lấy bằng tiến sĩ, thành ra ông được trang bị nền tảng tốt để đương đầu với mật mã bí ẩn đó. Ông nhanh tay chế tạo một chiếc máy ông gọi là bombe, nó bẻ khóa được mật mã Đức. Bombe dò tìm các thiết lập khả dĩ “đúng” của máy Enigma đã gửi đi thông điệp. Phải dò tìm qua hàng tỉ thiết lập khả dĩ, nhưng chiếc máy của ông chạy nhanh (lúc bấy giờ), và cuối cùng nó thu hẹp được thiết lập đúng. Thế nhưng vẫn có trục trặc: Turing và nhóm nghiên cứu chỉ được phép chế tạo vài máy bombe, trong khi cần số lượng lớn máy mới giải mã được hết các thông điệp Đức nhận được. Turing và người cộng sự của ông, Gordon Welchman, cảm thấy nản chí và chẳng biết làm sao. Cuối cùng, bất chấp mọi luật lệ, họ viết thư trực tiếp cho Winston Churchill. Churchill hồi âm tức thì, cấp ưu tiên cho yêu cầu của họ. Trong vài năm sau đó, hơn hai trăm máy bombe đã đi vào hoạt động.15

Alan Turing

Alan Turing

Enigma được hải quân, bộ binh, và không quân Đức sử dụng, còn bộ chỉ huy cao cấp Đức sử dụng một máy tạo mã khác, phức tạp hơn nhiều, gọi là Lorentz. Nó ra đời vào năm 1941, và nó sử dụng mười hai bánh xe. Cách duy nhất bẻ khóa mật mã của nó là sử dụng một máy vi tính rất lớn, lớn hơn nhiều so với bất kì chiếc máy nào từng được chế tạo. Như vậy sẽ phải cho một khoản tiền khổng lồ, song thông tin thu về sẽ có giá trị rất lớn. Kĩ sư thiết kế là Tommy Flowers, và nguyên mẫu, gọi là Colossus Mark I, ra đời vào tháng Mười Hai 1943. Nó đi vào hoạt động vào tháng Hai 1944.

Với Colossus, các thông điệp do máy Lorentz gửi đi có thể được giải mã, và trong vài tháng sau đó, một lượng lớn thông tin của phía Đức đã bị đánh chặn và giải mã. Colossus, cùng với bombe của Turing, đã góp phần rút ngắn cuộc chiến.

Vật lí học và chiến tranh
Barry Parker - Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

TẢI XUỐNG EBOOK

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật
Lực nâng từ tách biệt tế bào sống với tế bào chết
27/08/2020
Một kiểu lực nâng từ có thể tách các tế bào sống với tế bào chết mà không làm thay đổi hay làm hỏng chúng. Quá trình có
LHC tạo ra vật chất từ ánh sáng
26/08/2020
Các nhà khoa học làm việc ở một thí nghiệm tại Máy Va chạm Hạt nặng Lớn đã chứng kiến các hạt W khối lượng lớn xuất
PHẢN BIỆN ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ TNPTQG NĂM HỌC 2019 – 2020 VÀ NHỮNG TRĂN TRỞ CỦA NGƯỜI CẦM PHẤN
20/08/2020
Khám phá sóng áp suất khí quyển toàn cầu sau 220 năm tìm kiếm
20/08/2020
Một nhà vật lí thế kỉ 18 lần đầu tiên dự đoán sự tồn tại của một dàn hợp xướng sóng khí quyển quét qua Trái đất.

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com