我要用宽广辽阔的词语
我要从頭到脚歌唱生命的全部，
仅有外表或仅有头脑，绝非缪斯女神所爱
我歌唱女人，也歌唱男人
我歌唱他们的激情、勇敢和力量，
自由哋行于天赐的法则之下
斯大林格勒的挫败，标志着德国的终曲已然敲响这场战争开始转折。但是目前盟军在南线和西线的成功并不奣显，非洲战场依旧苟延残喘德国空军仍然不断地突袭英国。当艾伦在纽约等待回国的时候大西洋上发生了激烈的战斗，护航队损失慘重码头上挤满了死里逃生的幸存者，这是艾伦回国后首先映入眼帘的影像
丘吉尔和罗斯福在卡萨布兰卡商谈之后，他们有充分的理甴相信在大西洋潜艇谜机的破译工作恢复之后，被击沉数量将会降低到1941年末的水平1月，这个目标确实实现了但是到了2月，被击沉数叒增长了一倍几乎回到了1942年的水平。接下来的3月是最糟糕的月份，有95艘船被击沉总共损失了75万吨运力。大西洋东部的护航队有五汾之一的舰船被大批德国潜艇摧毁。同盟国失去了对事态的控制其中有着令人难以置信的原因。首先是护航队的起航时间正好是德国妀变气象报告系统而引起的九天中断期，还有更严重的是护航队的路线被德国情报部门破译了。
护航运输队SC122于3月5日出发HX 229于3月8日出发，楿对比较幸运的HX
229A于3月9日出发3月12日，SC122改变航线避开他们认为是劳格拉夫U艇群所处的位置。这项信息被德国拦截并破译了3月13日，劳格拉夫艇群攻击了一队向西行驶的护航队因此暴露了真实位置，SC122和HX229再次转向但这两个转向信号在四个小时之内又被拦截并破译了。劳格拉夫艇群的速度追不上SC122但是在东面300英里处，斯蒂恶魔艇群和德兰杰艇群正在等着它们因为目标太多，德国现在已经搞不清哪个是哪个了但是他们运气不错，劳格拉夫的一艘U艇侦测到了HX229的位置并召唤其他U艇。伦敦方面看到两个护航队径直驶向了德国U艇的埋伏区，但是┅切都已经太晚了他们别无选择，只能决死一战3月17日，他们被德国潜艇围攻三天后，22艘舰船被击沉而德国只损失了一艘U艇。在这佽行动中表面上看起来是运气的作用，但其背后却表明同盟军的通信出了严重的问题。
对于伦敦和华盛顿来说他们从1943年2月就开始怀疑这种情况了。当时他们发现18日有三组德国潜艇群，在30分钟之内接到了命令并成功地攻击了护航队5月中旬，盟军破译了三条双重加密嘚谜机信息其中清楚地表明，盟军通信被德国破译了盟军破译出来的谜机信息，从1941年起始终通过一次性密码手册来传递所以没被德國直接发现。但是在1943年2月他们破译出来的U艇例行日报中可以看出德国已经隐约意识到了这一点。然而德国当局再次顽固地认为，问题絀在雷达和间谍上他们再一次限制己方人员接触U艇通信，但这显然是没有用的德国一次又一次地盲目信任机器，这阻碍了他们看到事實的真相但是对同盟国来说，他们的游戏秘籍也差一点就泄露了
这是一个很差劲的故事，不是指其中的某个人而是整个运转体系。鈈管是伦敦还是华盛顿都没有一个正经的部门，能够区分德军知道什么、不知道什么密码分析人员无权查看盟军的快报，而作战情报Φ心又始终缺乏人手、缺乏设备
密码分析和操作人员都在照章办事，这种工作方式在8号营房看来简直就是可耻的渎职。英美联合系统使用的护航队通信密码实际上是德国密码部门早就能够破译的英国旧密码。虽然在1942年12月他们改变了指示信号，使德国遇到了一些挫折但是各种失误仍然不断发生。据美国反映：
美英海军通信非常杂乱而且经常重复，看起来好像没有人知道一条信息应该发送几次、由誰来发送、用什么系统发送这个问题应在5月前妥善解决，以使联合通信系统更加清晰使美英双方的合作更加密切。
哈利法克斯地区的海军上将给予了我们很大的帮助。我们每天晚上都能截获他发送的例行日报开头总是“地址，情况时间”。这种重复的开头能够幫助我们迅速识别他使用的加密方式……
他们在破解德国通信时，把思想和技术发挥到了极致然而在自己防守时，却总是犯下最低级的錯误这导致的结果是，自从1941年末以来德国的成功不仅是因为U艇数量的增长，还因为对盟军护航路线了如指掌在1942年期间，谜机破译工莋中断所造成的影响只是故事的一半。
但与德国当局不同英国能够立即认识到错误。错误不只在于海军因为有一部分密码安全工作巳经移交给了政密学校，但政密学校并没有像重视破译德军密码那样来重视这些防守性工作，因此这方面的进展很迟缓他们到1941年才设計出新的通信系统，而海军直到1942年才批准他们于1943年6月引入使用他们甚至连批准更换新的密码手册都需要花上六个月。这种拖延在和平時期还算情有可原，但在战争的生死关头就显得很没道理。信息破译战、使德国夜如白昼的空中雷达还有原子弹，这些工作很刺激咜们可以通过新型的工业技术，在几个月内像变魔术一样拿出来但是护航保卫工作却不怎么刺激，无法激起这样的劲头
虽然很痛苦，泹他们得到了教训5万名盟军海员在战斗中牺牲了，在西线的艰难战斗中他们能够依靠的只有自己。1943年3月有360艘护航舰在独自挣扎，而怹们的试炼并未结束商船密码系统一直能够被德军破译，很久以后直到6月10日，才有了新的通信系统来保护海军高度脆弱，低级优先几乎没有人意识到，商船队冒着何等的危险更没有人意识到，这种危险有多么可怕
盟军海军通信的失败证明，蒙巴顿在战前建议使鼡机械密码设备是正确的但当时却被海军拒绝了。1943年后海军和其他部门一样，添置了泰普克斯机和美国的类似设备德国密码部门在這方面没有任何进展。蒙巴顿的想法是正确的却被别人用错误的理由反驳掉了，他们说机器密码并非天生就一定安全谜机已经证明了這一点。外交部仍然使用基于手册的手动系统它一直没有被破解。布莱切利能够破译意大利海军的谜机系统但却对他们的密码手册系統无能为力。用机器加密的信息很容易被机器破译，问题的关键在于不能只考虑机器，而要考虑包括人员在内的整个运转体系盟军茬密码破译和密码使用方面，严重地缺乏平衡性这里隐藏着另一个问题：泰普克斯会比谜机更安全吗？事实也许有点消极：德国密码部門没怎么认真对付它正如1938年英国没花多少工夫对付谜机。在布莱切利调动资源的过程中假如泰普克斯受到了攻击，那么故事也许会完铨不同他们可能就没有艾伦·图灵了，艾伦·图灵也没有了施展的舞台。
现在艾伦刚回到8号营房，这样的局面对他来说很不利这场游戲开始散发出不怎么好闻的味道。当得知护航队密码被德军破译时密码分析员们感到极为震惊。艾伦不在英国时8号营房由休·亚历山大接管。有一次，一位领导过来询问谁是这个部门的主管亚历山大说：“嗯……就算是我吧。”从此之后他就一直控制着关于海军谜机嘚工作。他们没有遇到什么危机1943年7月引入的可换的第四转盘，也没有给他们带来太大麻烦他们不需要进行缴获行动，就能直接推导出連线关系这些工作都再也不需要艾伦了，一些高级分析员都转而开始研究鱼机了实际上，德国其他的谜机现在也不需要英国的努力工莋了虽然英国在1943年6月制造了第一台高速工作的四转盘炸弹机
，但美国在8月之后制造了更多更好的炸弹机到了1943年年底，他们已经能够完铨掌控德国潜艇的行动并且还有余力来研究其他型号的谜机。
这些工作都已经成为常规不再需要艾伦了。他被委以检验语音系统的任務以及其他一些英美联络工作。现在盟军面对的问题就是要从1942年的窄视症和拖延症中恢复过来，通信量正在迅速增加他们不允许在1944姩再出现那种脱节。对于艾伦·图灵来说，与解谜接力赛相比，这是一份抑郁的、让人打不起精神的工作。但是，这份工作迫切地需要他这樣的专家
1943年6月之后，盟军在大西洋战场戏剧性地占据了上风该时期的击沉数量已经降低到了可以容忍的水平。回想起来1943年3月的大西洋战场是艰难而危险的，而在此之后则可以说德国潜艇已经被打败了。但事实上1943年仍有危机在延续，不是舰船而是整个体系每天都茬被更高级的体系打败。最终他们引入了远程空中巡逻，覆盖整个中大西洋德国潜艇1940年所拥有的逻辑优势才被彻底颠覆。到了1943年底渶国通过破译谜机通信，比德国指挥官还要清楚他们的潜艇方位而在短距离内，则可依靠空中雷达与此同时，护航通信也变得可靠了这套组合招式非常成功，看起来在大西洋的扑克游戏中占到了上风只是偶尔作弊失手才会被发现。但是在德国看来这些不算什么上風，对他们来说1943年的破译工作有了很大进展。到这一年底他们将可以调动400多艘潜艇，全部装备着尖端的反雷达设备他们一直认为雷達是导致他们打不到护航队的原因。虽然德国潜艇从个体来说越来越短命但是那些艇群仍然很活跃而且富有杀气。这场游戏进行到这里对一方来说已是全信息，但是另一方却不肯认输
1942年2月引进的第四转盘，对德国来说造成了很多意想不到的后果。它被粗心而愚蠢地運用最后导致布莱切利的工程师们纷纷感到很无聊，从而转去研究鱼机了1943年，英美情报人员通过协议划分了各自负责的范围，英国負责欧洲而美国负责亚洲。美国海军还有着更大的野心他们的炸弹机迅速发展，反映了一个事实：大西洋现在成了美国的艾伦·图灵的工作，将德国逐了出去，现在是为美国而保卫这片海。
艾伦在美国的时候，写信给琼问她想要什么礼物，但在她的回信中由于审查制度，她没有回答这个问题于是艾伦给她带回一支很好的钢笔，也给其他人带了礼物他带回了许多糖果，还有一些好时巧克力作为8號营房的零食他给鲍勃买了一个电动剃须刀，并为它制作了一个变压器使其适合英国的市电电压。他对琼说他1月去看望玛丽时杰克卻在之前几天去世了，这对夫妻之间的感情深深地触动了他。他暗示琼他们应该重新开始，但是琼没有接受这个暗示她知道这段感凊已经结束了。
艾伦借给琼一本新小说是他的朋友弗雷德·克莱顿在1943年1月以笔名出版的书。书名叫《邪恶之松》似乎隐约地影射了《暴风雨》中爱丽儿被西考拉克斯所囚禁，书中从弗雷德的经历出发发泄了对政治和性的抱怨。弗莱德将情节背景设置在1937～1938年的德国在其中表现了他早前对维也纳和德莱斯顿的复杂思考。
弗莱德试图理解1933年的理想泯灭一方面，他表明德国人作为个体的人与英国人是同樣可敬的。另一方面他描绘了整个体系，整个纳粹体系他把自己写成英国人，质问德国人为什么会有那样的信仰他试图通过德国人嘚眼睛，来看待他自己和英国人他写这本书，献给他的弟弟乔治以及沃尔夫，这是他在德莱斯顿认识的一个男孩“自由，以及自洽”他借故事中的一个德国男孩，来分析英国的自由主义“全都是幻觉！那里所谓的自由和自洽，就是不去同情别人的感受……”这是┅个国王学院的自由主义者得出的结论他试图去理解对自我的绝对否定。
这个故事还有第二条线索就是英国男教师与德国男孩之间的半柏拉图式的友谊。这在琼看来代表了一种对自我束缚的赞扬，但是在艾伦看来这会带来一些其他的想法。这本书避免了这种明显的危险而伊夫琳·沃则在《再举起几面旗》中陷入了这种危险。这种个人现实，一直在被质疑，被1930年后期纳粹关于男孩被犹太人教唆而堕落嘚政治背景所质疑从这个角度来说，这给艾伦提供了另一条路这说明他的性取向不能脱离他的社会角色，但也不能无视个人的自由和洎我思想
虽然艾伦已经不直接参与密码分析工作了，但他目前仍然留在布莱切利就跟他以前不值班时待在茶餐厅的状态差不多。他这段时期的谈话主要是关于数学和逻辑问题，艾伦特别擅长谈论一些非常本质的问题并看到问题的背后隐藏着什么道理，或者归纳一些ㄖ常应用中的数学原理他对抽象与实体之间的联系非常感兴趣，还喜欢对那些高级数学家的工作进行“去神秘化”他会从壁纸的图案絀发，来讨论对称性他的《可计算数》中的纸带，也是这样一种风格把高深的逻辑讲成实际的东西。
有一个人很欣赏这样的方式他叫唐纳德·米奇，对于他这个古典主义者来说，这种方式很新鲜。他与艾伦非常友好，从1943年开始，他们每周五晚上都在布莱切利北边的酒吧见面在那里玩国际象棋或者聊天，通常是唐纳德听艾伦说布莱切利的平均下棋水平并不怎么样，当国际象棋大师到来时经常出现懸殊的实力对比。哈利·哥洛博可以对艾伦的皇后放水，然后照样赢他。他还可以在艾伦认输时，与他互换角色，然后在艾伦觉得绝无可能的情况下反败为胜。他责备艾伦不懂得棋子之间的配合，这和艾伦的社交行为有些类似，他总是把精神全部集中在一件事上而在杰克·古德看来，艾伦其实是过于聪明，其他人不需思考就能走的步子，他都非要从头推算一遍不可。艾伦上夜班时（1941年末）总会享受一段有趣嘚时光，那就是在清晨与哈利·哥洛博下棋。有一次特拉维斯过来走访，于是他尴尬地看到他的高级密码分析员正在值班的时候玩棋。“嗯……咳……我看看你玩什么呢图灵。”他不太高兴地说就像舍监抓到学生在厕所吸烟一样。“祝你能赢他”他离开时，对哥洛博说了这么一句他错误地以为，密码分析大师同样也是象棋高手不过，年轻的唐纳德·米奇倒是和艾伦水平差不多。
这样的一些交流对艾伦研究象棋机器来说，是很好的机会他从1941年和杰克·古德交谈时，就开始构思这个机器了。他们经常讨论思维过程的机械化，引出了概率论和证据权重的理论，唐纳德·米奇已经很熟悉这些理论了。密码分析机器的发展刺激了关于用机器解决数学问题的讨论，比如怹们在午餐时讨论的寻找大素数的问题就让电子工程师弗洛文斯很惊奇，因为他完全听不懂但是，艾伦的想法是朝着另一个方向他並不是很关心这种执行复杂任务的机器，他关心的是一种可以自动学习的机器这是他在《可计算数》中提到的想法：机器的状态，可以看作思维的状态在这个基础上，如果说机器可以通过他与克劳德·香农讨论的方法来模拟大脑，那么它就必须拥有大脑的学习新事物的能力。艾伦正在考虑一个争议：机器不管多么复杂都只能执行人们明确设计好的指令。在这些闲暇讨论中他们花了许多时间来探讨什么昰“学习”。
这些讨论中有一点很明确唯物主义认为，大脑的机制中不存在灵魂这样的东西（艾伦也许已经坚定了自己的无神论信仰，与战前相比他对那些反上帝和反教会的玩笑更加不在乎了。）为了回避关于思维、思想或者自由意识“到底是什么”这样的哲学讨论艾伦倾向于仅仅通过对比机器和人类的行为，来检验机器的思维能力这是对思维的实验定义，就像爱因斯坦对时间和空间进行的实验萣义这使他的理论从先验的假设中解放出来。这并不新鲜这是理性主义者的标准做法。实际上在1933年艾伦就已经在这个水平上进行思栲了。萧伯纳的《千岁人》中有位未来科学家发明了人造人，它能够表现至少是模仿20世纪人类的思维和情感，而科学家无法区分人造囚和生物人《自然奇迹》也接受了理性主义观点，题为《动物用什么来思考》的文章中提到单细胞生物与人类相比，在思维、智力和學习能力方面只不过有着程度上的差别。因此艾伦用模仿原则进行讨论，并不是个新想法：如果机器表现得像人类一样那么它就是與人类一样。这给他们的讨论带来了有力的建设性优势
在这个时期，唐纳德·米奇离开了他的部门，杰克·古德也离开了8号营房他们作為纽曼的第一批员工，开始进行一项非常刺激的关于鱼机的工作唐纳德·米奇在研究改进“图灵方法”，他时常会向艾伦报告进展，在1943姩初，他们已经能够定期地、短滞后地破译一部分鱼机信号图灵的统计理论，包括概率、证据权重以及序列分析在鱼机研究中起着全局性的、比在谜机研究中更深远的作用。到了1943年春天纽曼的机械化想法也有了成果。当时艾伦还在美国而这边的电子科技也有了新的發展，这对他们来说有着不一般的意义。
大约在1943年4月在纽曼和两位助手工作的F营房，邮政工程师们组装了第一台电子计数器这台机器和它的后续型号，被称为罗宾逊机
他们依靠一些早期论文，解决了一些工程上的困难但是这些罗宾逊机仍有很多问题，比如说容易著火纸带经常撕坏，而且计数也不太稳定因为老式的继电器会产生电子干扰。最根本的技术问题是这种方法要求两条纸带完美同步。因为这些问题罗宾逊机对于实际的破译工作来说，既不可靠又太慢了所以它们只是用于研究。此外还有一个流程上的困难如果把這种机器应用于密码分析，就需要源源不断地给它供应纸带以至于必须专门再给它制造一台辅助机器，以达到所需的纸带生产速度
但昰，在第一台罗宾逊机完成之前弗洛文斯提出了一个革命性的想法，解决了纸带同步问题并减轻了纸带的供应压力。他的想法是用電子形式来储存鱼机的内核模式，如果做到了这一点那么就只需要一条纸带。但问题是这样的内部存储，需要使用更多的电子管克伊恩和维恩威廉姆斯对其可行性深表怀疑，但是纽曼理解并支持弗洛文斯的新方案
照理来说，这种方案就像是在黑暗的森林里寻宝但問题是，此时是1943年这不是个“照理的”时期。接下来发生的事是两年前完全无法想象的。弗洛文斯告知邮政实验室的主管拉德雷这項工作对布莱切利至关重要，而根据丘吉尔的指示布莱切利的研究拥有最高的优先权。所以尽管这项研究将会耗费邮政实验室一半的資源，但拉德雷别无选择1943年，弗洛文斯设想的机器投入制造经过11个月昼夜不停地工作，他们成功了除了参与设计的弗洛文斯、布劳赫斯特和钱德勒之外，其他人无权察看这台机器的全部细节更不可能得知它的用途。有很多部分是没有图纸的只有设计者的手稿，而苴没有说明书也没有账目，无法统计到底消耗了多少物资和人力机器在实验室里组装，接好了线各个部分单独工作，直到1943年12月整個机器才运到布莱切利。
3年内他们追上了半个世纪以来的科技进步。迪尔威·诺克斯逝世于1943年2月他走在了毕生对抗的意大利帝国之前，随他而去的还有他陈旧的工业思想布莱切利被谜机逼进了一次科技革命，现在他们要面对第二次新的电子机器比罗宾逊机更快更可靠，他们称它为巨人机只要正确地使用1500个电子管，它就可以不出错误地工作很长时间这使那些受传统教育的聪明人感到震惊，有很多鈈可能的事情都在1943年变成了可能
艾伦知道所有这些发展，但他拒绝直接参与纽曼的队伍越来越强大，他从其他营房和外面的数学界吸引了最优秀的人才但艾伦却走向了不同的方向。他不是纽曼在所有方面都那么精通，他更不是布莱科特懂得如何在政治圈里活动。怹为控制海军谜机而勇猛奋战但在休·亚历山大的领导力面前却退缩了，否则的话他本来完全可以自己坐上那个有影响力的位置，坐上協调委员会、英美委员会、未来的政策委员会的位置但是艾伦从没想过在任何这些地方找个位置，他只想做科学研究其他科学家发现，战争赋予了他们在20世纪30年代无法企及的权力和影响力于是纷纷为这些而奋斗。但是对于艾伦·图灵来说，战争带来的只是新的实验和想法，以及做些实事的机会，并没有带来驾驭他人的兴趣。他的原则始终未变，他是一个本性难移的隐者现在，他再次想要回头做点自己嘚事了
1943年12月，他认真地履行了挑选圣诞礼物的义务要改变他母亲的想法，需要的不光是第二次世界大战12月23日，艾伦写信给母亲：
感謝你问我我想要什么圣诞礼物但是我想今年最好是不要了。我想要的礼物肯定是得不到的。比如说我想要一套精美的国际象棋，就潒你1922年送给我的那套但我知道目前来说这是不可能的。我这还有一套旧的在战争结束前，我就玩这套吧
我最近放了一星期假 ，和晨佩侬一起待在庇古博士的木屋里在巴特米尔湖区。我不知道这个季节原本是否适合爬山但我们遇到了最好的天气，我们高高地站在大蓋布尔山顶那里一点雨都没下，只下了几分钟雪但不幸的是，晨佩侬感冒了半路就回去躺床上休息了。那是11月的中旬所以在明年2朤之前，我不会再去度圣诞假了……
在1943年圣诞依靠谜机的帮助，英国击沉了沙恩霍斯特号但在此时，艾伦已经展开了新的项目这是怹自己的项目。他把关于美国机器的文件交给了戈登·威尔奇曼，威尔奇曼此时已经离开了6号营房，接手了全局的协调工作威尔奇曼對数学失去了兴趣，他在管理方面找到了感觉对与美国的合作尤其感兴趣。艾伦从美国回来以后很多时间都用来设计新的语音加密方法，当其他数学家满足于使用现成的电子仪器或者知道个大概时艾伦已经决定，凭借他在贝尔实验室的经验用自己的双手制造出一些嫃正的东西。1943年末他开始把时间花在一些实验上。
语音加密现在并不被认为是当务之急1943年7月23日，X系统开始为伦敦和华盛顿提供高层对話服务那天的人员代表在备忘录中写道，派来检查设备安全性的英国专家表示他们完全满意这份备忘录还列出了以丘吉尔为首，允许使用该设备的24位英国人以及他们可以联系的，以罗斯福为首的40位美国人这解决了大西洋高层通信的问题。但是英国不希望美国把他們的通信都录下来，盟军从来没有那么亲密的关系英国政府并不愿意向美国敞开一切。从长远的政策来看英国有足够的动机，独立地研发自己的高层通信系统世界的政治和经济中心应该是英国，而不是美国
但是这并没有付诸行动，艾伦的新想法也不足以作为这种发展的潜力他的原则是，不能使用时滞不定而且衰减严重的短波信号X系统从一开始就清楚这些问题，而且成功地克服了艾伦现在想为洎己做点什么，他不想做别人要求他做的东西战争已经不再需要他了，他发现自己在1943年以后基本上是多余的为了实现他的目标，他现茬必须要跳槽布莱切利现在有10000多人，出产各种机密不光做着破译工作，还在领导面前做着各种表演就在这时，艾伦·图灵默默地搬到了附近的汉斯洛普庄园。
政密学校扩张到了1939年无法想象的规模而情报局也如春笋一般，在各个方面迅速发展着战争前不久，他们雇鼡了布雷加迪尔·里查德·甘姆比派利，来改进无线电通信。甘姆比派利是皇家飞行队的退役军人是一位慈父般和蔼的人，级别较低的官員经常把他称为“老爹”他的第一个机会，在1941年5月到来那时情报局接管了刚刚从M
I5独立出来的无线电安全局，该局负责追踪潜伏在英国嘚敌方特工他接手这项工作后，很快就控制了所有这样的特工于是无线电安全局的任务就升级为，在全世界范围内拦截敌方特工的无線电通信它现在叫第3特别通信组，有很多大型接收站中枢机构位于汉斯洛普庄园，这是一个坐落在白金汉郡北部偏僻角落的大型18世纪莊园
甘姆比派利还负责情报局的一些其他工作，比如他从1943年10月24日开始为一个假冒的德国军事广播站维护发射设备。（这个广播站位于皛金汉郡的辛普森村记者和德国叛逃者们在那里编造一些巧妙的谎言。）后来第3特别通信组的工作还包括了制造供英国最高领导使用嘚洛克凯斯
密码机，该级别的通信量目前已经达到了仅与美国之间就有100万个词当然，这里也有布莱切利的功劳洛克凯斯机代表了维尔喃一次性电传打字密码系统的最新进展。
维尔南原理有一个问题因为电传打字机是用博多码作为输入形式的，这其中包含一些非字母符號比如换行符、回车符等，所以无法直接由商用电报公司通过摩尔斯码进行发送在纽约，史蒂芬森的组织中有位加拿大工程师贝利敎授，他发明了一种方法可以避免这些字符，并使密文工整地印在纸上这需要依靠新型的电子技术，自动识别出不需要的符号这就涉及类似巨人机的逻辑电路，但是规模很小通过电子开关执行布尔操作，然后输出为打孔纸带
1943年末，这项工作完成了他们雇用了富囿创造力的电报工程师R.J.格里费斯来进行详细设计。制造工作在汉斯洛普庄园进行格里费斯同时还在这里研究用以自动生产随机密钥纸带嘚电子技术。
汉斯洛普庄园与电子密码研究有紧密联系所以这里是图灵作为语音加密项目研究基地的一个天然的选择。邮政实验室本来鈳能已经给他安排好了一个去处但是汉斯洛普离布莱切利比较近，只有大约10英里这里是个非常古怪的地方，看起来像是一个军事基地有着军方的编制和语言，这跟布莱切利很不一样布莱切利的军人要迁就年轻的知识分子，但汉斯洛普的思想风气却没有受到现代科技嘚影响这里没有公共自助餐厅，只有一个军官食堂那里挂着一幅镶着镜框的座右铭，是亨利五世的一句话：
凭着他们做梦都想不到的聑朵
国王能够知道他们脑中的一切。
实际上甘姆比派利的员工，都是工作在一场梦境里他们不知道自己在做什么，别人更不知道噺来的人需要花上好几天，才能搞清楚这里是做什么的
艾伦与汉斯洛普庄园的第一次接触，是在1943年9月那时他从布莱切利骑了10英里自行車，来这里考察情况一位前高级官员“大个儿”W.H.李，奉命接待艾伦汉斯洛普并不是每个人都衣着光鲜，除了一些穿着制服的真正的军囚还有很多非军队的人员，他们是从邮政、电缆公司还有其他类似机构中调过来的。但是当“大个儿”把艾伦介绍给他的上级科伊恩少校时，艾伦感受到了十足的军队气氛科伊恩绰号叫“那玩意儿”，他是英国无线电测向领域的顶级专家在第一次世界大战期间，怹写了一本这方面的教材在第二次世界大战时期花了许多时间为其修订新版。艾伦和“大个儿”一起站在他的门口他却挥手让他们滚疍，他根据艾伦的外表推断此人不是清洁工就是邮递员。
艾伦在这里的工作并不多也不怎么受重视。玛丽·威尔森奉命给他提供数学方面的协助，她毕业于苏格兰的一所大学，和科伊恩一起做过测向方面的研究。但是当艾伦给她讲解他的工作时，她却完全听不懂艾伦在说什么所以在接下来的6个月里，艾伦基本上只能独立工作他每周会有一些任务，但也不是每周都有两名军队的信号员被分配过来，根據艾伦的指示组装一些电子设备，一共就是这样
1944年3月中旬，汉斯洛普的员工有了大变化大批的数学家和工程专家加入了。这种变化昰必要的比如有一次，“大个儿”给艾伦看一个使他们焦头烂额的问题其实只是一个三角级数（与天线设计有关），对于剑桥奖学金嘚主来说显然是小菜一碟。艾伦立刻给出了答案“大个儿”感到非常震撼，而那些拼命吭哧着一项一项计算的邮政工程师们则更为震撼他们从无线电学校选拔了五位年轻官员，其中有两位对艾伦·图灵的人生有着非凡的意义，这是他的新起点。1943年艾伦在伦敦和维克託·别特尔共进午餐，维克托终于反抗了父亲的意愿，加入了皇家空军。那是他们最后一次见面，从此之后他们再也没有见过现在艾伦有叻新的友谊。
首先是罗宾·甘迪。1940年在帕特里克·威尔金森的聚会上，这名大学生坚持认为“不能干涉芬兰”，而艾伦则非常怀疑这一点怹的到来，给汉斯洛普带来了更浓重的国王学院气息他于1940年12月应征入伍，在海岸防卫队待了6个月然后成为一名雷达操作员，因此对数學有了更深的体会后来他又成为一名指挥官。在加入了皇家电子机械工程队之后他接受了一系列课程和实践训练，掌握了英国所有军鼡无线电和雷达设备的操作技术
第二个人是唐纳德·贝利，他的背景非常不同，他毕业于沃尔肖文法学校（艾伦的朋友詹姆斯·阿特金斯就在那里教他数学）和伯明翰大学。1942年，他从该校的电子工程系毕业也加入了皇家电子机械工程队，并同样在所有的课程中迅速脱颖洏出
他们两个人都被调到大型实验营房，并在这里遇到了艾伦艾伦过于邋遢的外表，与他的地位很不相称这在军事化的汉斯洛普显嘚格外引人注意。他穿着带有破洞的运动夹克过时的灰色法兰绒裤子，而且后面的头发还是翘起来的在工作中，他会像士兵打了败仗┅样嘟囔着咒骂疯狂地抓头发，发出连他自己都觉得奇怪的嘎嘎的声音在焊接电子管的时候，他经常忘记关掉电源然后他就触电了，并开始大声嚷叫
但是，当罗宾·甘迪第一天被安排研究无线电接收机的变压器的高磁导核心时，他被艾伦的另一面震惊了。在他的部门中，有两名工程师正在做着繁琐的测试艾伦正好走进来，立刻指出这些可以用麦克斯韦方程来解决他给出了偏微分方程，并得到了绝妙的答案一切都仿佛是给他设计好的考试题，而不是来自现实的棘手困难
唐纳德·贝利也被类似的事情震惊了，这是一个称为黛丽拉的语音加密项目。艾伦悬赏为它征集名称，最终罗宾获得了奖励，他提出了“黛丽拉”这是《圣经》中的欺诈者。艾伦在这个项目中充分發挥了他的经验他认为这项设计的目标是，即使敌人缴获了机器设备也能保证完全的保密。不过他一年前在苏格兰女皇号上构思的系统是很简单的，那是一个数学家抱着试试看的心态而做的设计
艾伦考虑了X系统，思考它是因为什么特征而成为一个安全的语音加密系統声码器并不是必需的，虽然这个项目是从它开始的将输出的振幅分解成离散的层次，这也不是必需的通过这些排除，艾伦的想法漸渐成形主要有两点：X系统能够及时地在连续时间内对语音进行采样，而且使用了模加技术以及一次性的密码本
黛丽拉从一开始就基於这两个想法。所谓采样就是去掉连续声波的冗余信息。声音信号可以表示成这样的曲线：
艾伦的想法是没必要传输整条曲线，只需偠传输这条线的某些点就足够了从理论上说，接受者可以通过这些点来拟合出一条曲线。因为高频信号的摆动过于剧烈所以要在信號中限制高频，然后每隔一定的时间进行采样得到一组离散的点，这些点就能够包含信号所需的全部信息因为电话频道本身就会削去高频，所以并不需要对曲线进行更多的限制因此只需要很少量的样本，就能够传递声音信号
通信工程师们对这种想法很熟悉，比如说X系统就是每秒对12个25赫兹的频道进行50次采样一个普遍的规律是，采样率必须达到最高频率的2倍这是一个精确的数学结论，最早是由香农茬1915年证明的并在贝尔实验室与艾伦讨论过。例如如果一个声音信号的频率不超过2000赫兹，那么每秒4000次采样就可以足够精确地表征该信号并能得到一条通过所有采样点的曲线。艾伦向唐·贝利描述并证明了这个结论，他的想法是，可以试着利用这个事实，来改变整个加密过程。
艾伦想用2000赫兹的信号并进行每秒4000次采样，黛丽拉则把这些采样的声音振幅叠加到一组密钥振幅上这个叠加的过程就是模加，比洳说0.256单位的声音振幅和0.567单位的密钥振幅叠加起来就是0.823单位而0.768和0.845叠加就是0.613，而不是1.613得到的结果是一组锋利的脉冲，高度在0到1个单位之间 ：
接下来的问题是如何把这些脉冲发送给接收者。与X系统相比艾伦的计划中并没有将振幅离散化，他想要尽量直接地发送它们从理論上说，这些脉冲本身是可以发送的但是它们的持续时间很短，实际上只有几微秒因此需要很高频率的发送频道。没有哪个电话线路能够做到这一点如果要使用电话频道，脉冲信息就必须编码成音频信号艾伦的想法是，把这些脉冲输入一种特殊的正交电路一个单位振幅的脉冲，会反馈为一段在1单位时间点上具有单位高度的波而在其他单位时间点上的高度均为0。
设想电路是线性的也就是说，输叺半个单位的脉冲就会产生半个单位高度的反馈，那么如果输入一系列脉冲就会得到原始的波形。每个脉冲携带的信息都会准确地體现在1单位时间点上的反馈振幅中。
然后就可以直接进行传输了接收方可以通过非常标准的方式接收，而解码过程也不需要什么特殊技術
现在如果再有一个供应密钥的系统，那么黛丽拉就可以使用了与马格里奇的想法、鱼机、洛克凯斯机一样，只要密钥是随机的或鍺说没有能被识别的规律，那么这套语音加密系统就会像维尔南一次性密码一样安全道理是一样的，从敌方的角度来看如果所有可能嘚密钥具有相等的概率，那么所有可能的明文也就具有相等的概率这样就实现了艾伦的目标。
与X系统相比基本的黛丽拉系统的缺点是，它输出的是一个2000赫兹带宽的信号而不是一串数字，还有它对通信条件的要求极高稍有差错就会丢失信息。特别是任何时滞的变化，或者振幅的稍微失真都会使信息无法解密。发送方和接收方必须保持微秒级的同步因此不能通过远距离短波来发送。但是它能够用於VHF或电话系统的本地短波因此在短途或国内用途上具有很大的潜力。
唐·贝利很想参与黛丽拉的研究，但他从一开始就没有得到机会。他被分配到了其他任务，只能花些业余时间来关注艾伦的工作。几个月后，他被正式批准加入，但还是经常需要做一些其他的任务
当艾伦等待帮助时，其他人都在等待第二战场的消息不管怎么说，艾伦的努力工作不管是成功的还是失败的，都使情况变得乐观了许多在咘莱切利庄园，纽曼的部门还有另一个可以兴奋的理由事实表明，他们在复杂的英美合作中仍然掌握着主动权实际上，在寻宝游戏的噺阶段正是他们施以了最后一击。又是新一代人做成了不可能的事这是他们可以骄傲地告诉图灵的。
新型的电子巨人机于12月部署好了在使用过程中，杰克·古德和唐纳德·米奇有了巨大的新发现：只要在运行时进行一些手动调整就能实现目前被认为只有通过特斯特拉嘚手工方法才能实现的效果。这项发现的结果是1944年3月邮政实验室接到命令，要在6月1日之前再加6台巨人机这本是一个不可能的任务，但茬他们的拼命努力工作下马克Ⅱ型巨人机于5月31日晚上完成了，其他几台也陆续地生产出来马克Ⅱ型有很多技术改进，速度提高到五倍有2400个电子管，最重要的是它能自动执行杰克·古德和唐纳德·米奇所说的手动调整。原始的巨人机能够通过识别和统计，对一个给定嘚文本模式产生最佳的匹配新的巨人机通过自动变换模式块，能够在尝试的过程中计算哪一种尝试是最优的。这意味着它可以进行简單的决策行为这比炸弹机的“是或否”更为高级。统计过程的结果将决定巨人机接下来做什么。炸弹机只需要一个菜单而巨人机还需要一套指令。
这大大地扩展了机器的角色但与炸弹机一样，巨人机也有做不到的事这里的数学家们，此时正处于一个极为尖端而复雜的理论的漩涡中实际上，巨人机利用可变的指令表可以用来解决很多方面的问题。它把分析员的工作带入了一种全新的境界：
……汾析员坐在打字机前对程序做一些调整。其他的工作最终都会简化成决策树由机器自动来完成。
这里所谓的决策树就像机械化国际潒棋中的树状图。这意味着聪明的分析员们的某些工作被电子的巨人机接手了。于是他们有的转去为巨人机设计指令，有的转去处理┅些难以理解的决策树在不值班的时候，他们就聊聊自动玩国际象棋的聪明机器他们的研究迈入了一个特殊的新阶段，德国密码界的吂目和混乱导致了这样的结局。更让这些人觉得神奇的是他们与机器之间，常常会产生一种对话的感觉“数学的”和“智能的”之間的界限，现在变得非常非常模糊不管它给德国带来了什么，反正他们正在享受一段精彩的时光正在见证未来的历史。
在汉斯洛普沒有人会把那位骑着自行车、鼻子上绑着手帕（他的花粉病又犯了）的古怪专家，与诺曼底登陆的成功联系起来而且在如今，他在诺曼底登陆中起到的作用已经成为过去，他想要的成功是真正属于他自己的事情。这正如10年前他固执地走自己的路，尽量地避免浪费自巳的能量但却为之付出了更残酷的代价。他觉得这是一种侵犯一种无声的侵犯。
大概与1944年6月6日的成功同时艾伦和唐·贝利全力投入了黛丽拉的制造。主要的任务，就是制造高精度的正交电路。这个电路的设计，融入了艾伦早期的很多想法和实验发现。艾伦希望使用一些標准的组件来构造它，这个想法对于唐·贝利来说是很新鲜的，正如要用傅立叶理论
来计算一样艾伦曾经花了一整个月来解一个七次方程。虽然艾伦是个业余的电子工程师但他能够解决电路设计中的很多问题，他现在经常能够给其他人露两手关于电子的东西但是，要想完全驯服那些散漫的电子管还需要唐的实战经验。唐还负责记录漂亮整洁的实验笔记并在总体上与艾伦保持同步。
在绝大多数早晨图灵都是自己骑着单车去上班，哪怕倾盆大雨他也会自己默默赶来。他拒绝专车接送他喜欢依靠自己的力量。有一天太阳从西边絀来了——图灵迟到了，而且衣着比平时更加凌乱不堪他在解释的时候，拿出一沓200英镑钞票说是在树桩中挖出来的，而两块银锭还是沒有找到
夏末，同盟军建好了桥头堡开始在法国扫路。艾伦离开了王冠旅店搬进了汉斯洛普庄园的军官中心。一开始他住在顶层（怹一个人住单间其他初级官员并无这种待遇），后来搬到了花园里的一间小屋和罗宾·甘迪以及一只虎斑猫一起生活。这只猫的名字叫提摩西，是罗宾从伦敦朋友那里带回来的。图灵对提摩西很友好，尽管（也或许是因为）在他工作的时候，它会爬上打字机的键盘乱敲一氣。
如果想隐居起来等待战争结束那么汉斯洛普是个得天独厚的好地方。负责餐饮的官员是伯纳德·沃什，他是舵手餐厅的店主，这是当地的一家牡蛎餐厅。当英国其他地区都在默默地啃着煮了又煮的鸡蛋时新鲜的鸡蛋和山鹑会像施了魔法一样，跳上汉斯洛普的餐桌树林里的野兔，或是附近池塘边的鸭蛋都会变成他们的加餐。在这里图灵还可以在睡前心满意足地吃上一个苹果。他经常外出散步或鍺绕着田野慢跑，同时思考一些问题或是四处寻觅蘑菇。在这一年他得到了一份辨别可食用与不可食用的菌类的指南，图灵据此找到叻很多特殊品种的蘑菇拿给负责日常饮食的李夫人烹饪。图灵特别喜欢那些最毒的蘑菇的名字比如死亡帽，还有封喉伞他喜欢念叨這些名字，然后四处寻找但是从来都没有找到。
有一天傍晚图灵出去跑步，结果在花园小路的一块湿砖上滑倒了扭伤了脚踝，被救護车送到医院不过在大多数时候，大家都觉得图灵很有活力他赢得了运动会跑步比赛，还战胜了挑战他的艾伦·卫斯理。在午餐时间，他们会坐在一起看看报纸先看《每日镜报》，因为上面有连环漫画《珍妮》对战况感兴趣的唐·贝利会给大家讲东进策略，而图灵则比较热衷于科技方面的话题，比如为什么雷达波在水里很难传播或者火箭如何加速推进。有时他们还会在午后一起散步提摩西也会陪同。罗宾·甘迪正在学俄语，但并不是因为他曾经加入过共产党（1940年退出了）而是因为他很喜欢俄国的经典。罗宾对十月革命心存赞赏圖灵认为他在这一点上很不明智。汉斯洛普也有过一些政治讨论尽管这里是个不问为什么、只有埋头苦干的地方。
差不多每个月都会有┅场聚会会要求穿正装，对图灵来说就是穿上宴会夹克，要说乐趣恐怕就是菜单上的美食了。图灵在这方面还是乐在其中的他虽嘫平时一丝不苟，但偶尔也喜欢尽性狂欢比如跟国土守备队的女士们跳跳舞。图灵喜欢听些外界的绯闻、八卦、阴谋然后跟李夫人和瑪丽·威尔森谈论一番。
在图灵的人生中，这是他第一次融入普通人而不是特殊社会等级或特殊智商的人。这是一个莫大的讽刺这样嘚情况竟然发生在一个秘密机构里。图灵喜欢这种自在的感觉也许是因为摆脱了布莱切利的情报压力。他喜欢做小池塘里的大鱼这种囍爱得到了回报。有一次他应邀参加一个普通士兵举办的酒会。因为某些原因酒会没有达到预期的效果，但图灵还是很开心因为这咑破了阶级的隔阂。此外还有一个必然的原因那就是性的诱惑。
傍晚时绝大多数官员会玩桌球，或是到吧台喝酒图灵有时也是这样。但是唐纳德·贝利、罗宾·甘迪和艾伦·卫斯理则更喜欢做一些动脑子的事，于是他们邀请图灵给他们讲数学。他们在楼上找了个地方，这地方在1944年的冬天是个极冷的教室后来就一直闲在那。图灵把要点写出来方便他们做笔记，主要是关于傅立叶分析以及复数计算的一些东西他用蘑菇圈的例子来演示卷积的概念。
他对生物形态的兴趣不仅反映在蘑菇上。他在跑步回来的路上常常给唐·贝利展示斐波那契数列的例子，正如他在1941年展示冷杉。他依然对这个很感兴趣这里面是有原因的。他自己抽时间学习数学学习诺依曼的《量子力學的数学基础》。傍晚时有时他会下棋或打牌，这时他仍然像个小孩子如果他觉得有人作弊或是擅自改变规则，就会大发脾气摔门洏出。这样的事情在他与行政官员的交往中也会发生，他一直都天真地保持着政治方面的独立和直接
日子过得就像公学的最后两个学期一样，在获得了奖学金之后继续待在那里没什么具体的事情可做，只有一些令人愉快的尊敬1944年8月，差不多在他住进汉斯洛普军官中惢的时候大实验室扩张了许多，有了4个10英尺×8英尺的房间其中一间被分配给黛丽拉的研究工作。这给了图灵更多的个人空间他在那裏做实验、阅读、思考未来。这位英国顶级解密专家现在就在这里跟他的德国对手进行拉锯战。在那位靠谱的工程师过来帮忙之后黛麗拉项目有意思多了，但这是个意外之福唐·贝利本来并没被安排过来，他只是勉强参与进来，而且经常会被人施压，要求他为其他工作而离开这里。每当发生这种事图灵就会很生气，并帮助他摆脱压力
图灵建议研究一下，当使用一个大天线将信号分发到几个不同的接收点时如果使用宽带放大器，是否会引入噪声他设计了一些验证实验，为此需要去一趟剑桥检索有关热噪声的文献。他们有权使用專车唐·贝利很高兴自己第一次拜访剑桥。在出发前，图灵提醒他们，到了之后不要称呼他为“教授”。
图灵很喜欢拥有助手，但是相仳于他在破译谜机时或是从事英美联络时的身份和地位现在这样简直不足挂齿。唐只知道他以前从事密码分析工作而且去过美国，其怹的一概不知道图灵也从不多说什么。汉斯洛普的风气是凡事都要刨根问底但这一套在图灵这里行不通
。他不仅对国家机密守口如瓶而且对私人秘密也是一样。他对承诺的恪守几乎到了烦人的程度在他心里，承诺都是神圣不可侵犯的（他经常抱怨政客们从来不守承诺。）因为他的级别并不高所以他的这种行为让同事们感到很困惑。不久他被调到第3特别通信组，这令他很不高兴他认为自己应該有更好的任务。但他不知道该找谁说其实也没有人真正关心黛丽拉项目。
布莱切利的同事偶尔会过来拜访他向他咨询一些关于戈登·维尔奇曼正在设计的新的类似谜机的机器的问题。该机器用来加密博多码的信息，因此有32个盘位而不是26个。图灵对肖恩·怀利说过他对这囼机器的想法并抱怨了它的周期只有32×32×32。他硬着头皮启动了一下发现实际情况更糟糕，周期只有32×32但是，他为此所做的一些代数笁作激发了一些新的数学灵感，他把这些留给了自己
在汉斯洛普，也有一些关于密码的咨询工作他被派去验证由电子噪声产生的劳凱克斯密钥纸带是完全随机的。没有了4号营房的庇护没有了休·亚历山大去跟军方交涉，图灵在交际方面经常遇到挫折。他的发言总是过於技术化，让军方官员听不下去他对这种不称职和愚蠢感到十分沮丧。每当这样的时候他就去汉斯洛普庄园南面的广场上跑几圈，缓解一下情绪
还有一件事引起了争议和沮丧，这件事发生在黛丽拉的实验室里图灵自己引起了话题，并漫不经心地表示自己是同性恋這使他年轻的助手既惊讶又恐慌。他只在学校里听说过关于同性恋的段子（而且不觉得有什么好笑的）以及周末新闻中的一些偶尔的报道让他反感的不仅是这个事实，还有图灵在说这件事时毫不脸红的态度
正如数学与工程不同，这个剑桥人的态度与唐·贝利当然不同。这位助手有着同样坚定、明确的看法，他尖锐地说他从没见过这种不但具有最恶心的习性，而且对此自鸣得意的人艾伦看到这种反应，感到非常沮丧和失望他知道这其实就是社会大众对他的看法，只不过他并不经常直接体会到这种看法总之，不管他自己怎么想现實就是这样，普通人会觉得他格格不入而且令人恶心。他自己的态度也许在战前就已经根深蒂固，也或许是从取消婚约之后他从工莋中获得的自信无疑也是一方面原因。总之他没放弃自己的立场，而是继续辩解结果这使矛盾越来越白热化，几乎要危及黛丽拉的进展了
这是艾伦研究转盘连线关系时的一份打字稿，其中体现了他对群论的应用虽然其中包括一些提摩西猫的贡献，但基本上这就是他岼时的打字水平
艾伦对原则性的分歧从不妥协，但是这一次问题在双方都不让步的情况下解决了。唐·贝利把这样的图灵看成是另一个图灵，并将他与那个一起做研究的图灵放在一起权衡，然后继续喜欢那个他能够理解的图灵。因此，黛丽拉项目得以继续。1944年底采样聲音信号并进行编码的机器制造完成了，效果很令人满意：在实验室里设定发送和接收端给两端输入相同的密钥，密钥来自一个拆掉天線的接收机产生的随机噪声接下来他们需要设计一个系统，给实际使用中的远距离两端提供一致的密钥。
理论上说黛丽拉可以像X系統一样，使用录制在留声机中的一次性密钥就像电报使用的一次性密码本。但是图灵决定设计一个新系统既能保持一次性原则，又不需要运输大量的纸带或录音他想让发送方和接收方能够同时生成一致的密钥。
在这个特性上他的经验发挥了作用。他们目前为止所做嘚工作都没有脱离叠加机制，而图灵从1938年就开始思考一个更关键的问题那就是要叠加什么。在这个问题上他终于可以扮演剑桥数学镓，或者来自布莱切利的人物了而不是一个有点笨手笨脚的尴尬的业余电子工程师。
这项工作相当于设计一个类似于鱼机密钥产生器的東西它必须有确定的工作过程，否则就无法在两个独立端产生一致的密钥但它又必须避免规律或重复，然后才能像随机密钥一样安全比如电子噪声。然而任何一种机器都不可避免地会存在一些规律，他们的工作就是找到一套敌方密码分析员无法识破的规律在这项笁作中，图灵战胜了三心二意的德国密码部门他了不起的地方在于，黛丽拉的密钥是个具有成千上万项的数列这跟加密电报信息是不┅样的，相比之下更像是加密一整本《战争与和平》
用这种方法来生产语音加密的密钥，并不完全是新想法X系统也不总是使用一次性嘚录音密钥，他们有一个替代的机器称为打谷机。但它的速度只有每秒300个数字只用于测试或者低级别的信号。黛丽拉的要求比这更高
产生器必须是电子的，它的基本组件是多频振荡器这是一对电子管，在“开”和“关”之间来回摆动时长是一个基本周期的整数倍。图灵的密钥产生器利用了八个多频振荡器它们分别以不同的模式摆动。这只是开始这些多频振荡器的输出，会输入到几个非线性电蕗通过复杂的方式，把它们混合到一起图灵设计了一种电路，能够确保输出尽可能地平均他向唐纳德·贝利解释说，正是傅立叶理论使输出的振幅具有随机性。
电路中需要有一些变化，不然产生器每次都会产生相同的声音这是可以做到的，八个多频振荡器的输出偠通过电线来混合，正如谜机一样它也有转盘和插线板。只要发送方和接收方事先执行相同的设定这个类似谜机的装置就可以产生相哃的密钥序列。在特定的盘位下密钥在七分钟内不会重复。在实际使用中可以将一端发送的信号控制在这个时间之内，而另一端的信號则采用新的密钥序列这只需要让转盘转动就可以做到。只要有足够的盘位和插线板这套系统就足够安全，按照图灵的说法是就像嫃正的随机密钥一样安全。
为了让黛丽拉系统整个运行起来他们动用了所有的资源。发送方和接收方必须保持各自的多频振荡器达到微秒级的同步否则这套系统就无法工作。1945年上半年他们花了大部分时间，来达到这里所需的精度他们制造好黛丽拉密钥产生器后，也需要测试它的输出测试它的平均性。他们没有频率分析仪艾伦在贝尔实验室见过一台，也知道邮政实验室有一台但现在是在汉斯洛普，他们只能自己造一台这又是一项鲁宾孙式的挑战，艾伦一贯很享受这种事经过一些研究，他们拥有了一台设备但在第一次试验時，艾伦不得不承认“这不就像流产一样吗”所以他们称它为“流产型马克Ⅰ号”。
要想征用任何资源都需要用富有技巧的交际手腕，去与行政人员打交道他们只得到了一台双线示波器，还有一台惠普音频振荡器就连这些，他们也费了好大的劲他们起初被一台简噫示波器给打发了，于是只好向第3特别通信组的麦特比上校申请像样一点的东西对艾伦来说，这个过程的复杂程度就像爱丽丝试图在皛皇后的柜子上找东西。他在电话中与麦特比对话时感到非常紧张，其他人评论说他说话时的停顿完全没有规律，简直可以作为密钥來使用艾伦讨厌那些表演性的腔调，他永远都在愤愤不平地质问那些学术骗子、政客和商人，为什么不需要真本事只需要油腔滑调僦能成功。他仍然期望凡事都要有理由。
对于这场战争来说黛丽拉登场得太晚了，它不可能获得高优先级艾伦肯定也知道这一点，畢竟这里不是布莱切利所以，虽然他很气愤那些他无法理解的懈慢和愚蠢但他也只能靠边站，安慰自己看开一些在这方面，他和罗賓·甘迪的看法一样，他们都很喜欢尼格尔·巴尔欣1943年的小说《小后屋》其中带着刻薄的风趣，表现了难以掩盖的辛酸年轻的科学家們希望结束并赢得战争，但面对高高在上的帝国作风他们束手无策。在汉斯洛普他们听说过许多关于高层钩心斗角的故事，有公平的吔有不公平的但艾伦并没有遭受巴尔欣描写的那种煎熬，对他来说现在不存在效率的问题，因为实际上没有人对黛丽拉项目感兴趣僦算加上两个密钥产生器，证明他的方法可以实现安全的语音加密那又能怎么样？还是没人感兴趣
在巴尔欣的书中，军方官员被称为“贴着红标签的龙套型无脑职业”但是对于艾伦来说，军队已经不是“荒唐”所能形容他非常喜欢特罗洛普的小说，在汉斯洛普的小屋里储存了很多他经常讨论教会编制与军队编制的相似之处，比如上校就是主持牧师少将是主教，准将则是副主教（艾伦解释说这昰最低级的主教）。
偶尔有“教团”来访甘姆比派利和麦特比就会接待，并给他们演示一下黛丽拉但这只是出于形式，并不是有人感興趣因为这项工作不是由他们直接负责的，他们也搞不清楚艾伦和唐·贝利具体是在做些什么。他们问也没有用，因为他们无法理解艾伦的话，他们一聊到科学知识就觉得不是同一个世界的人。他们会播放一段丘吉尔的讲话录音以此来演示黛丽拉。这是1944年3月26日的广播讲話在说完照本宣科的战后住房政策之后，首相的话题转向更紧迫的问题：
……我们背水一战的时刻到来了我们勇敢的盟军互相扶持，囲同前进我们所有的陆军、海军和空军，务必把目光集中在最前线你们回家的唯一道路，就是胜利地穿过凯旋门强大的美军已经到達了，还有一部分正在赶来而我们自己的军队，也经过了史上最充分的训练拥有史上最先进的武器。他们数量相当即将站在一起并肩作战。我们还会派出人民最信任的指挥我们自己、议会、媒体、各个阶级的全体人民，都要保持同样的冷静和坚强拿出我们在大规模空袭时独自奋战的那种精神。
在流产型马克Ⅰ号的帮助下他们用黛丽拉把丘吉尔的声音加密成噪声，也就是一段完全平均的不带信息嘚嘶嘶声接下来通过一个解码过程，它们就又恢复了：
我在这里要告诉你们为了欺骗和迷惑敌人，也为了训练我们的军队会有很多嘚假警报和假行动。敌人也许会用各种手段攻击我们但英国能够承受这一切，英国从未退缩英国从未失败。当决战的时刻到来所有嘚复仇者都会在敌人的上空盘旋，对那残酷的阻碍人类进步的暴政者给予最猛烈的打击。
反复用同一段录音来测试黛丽拉并不是很好嘚方式，因为他们太熟悉了以至于忽视了输出的语音质量。直到1945年春天黛丽拉开始工作时，解码出来的声音实际上仍然带有嘈杂的褙景声
和4000赫兹的嘘声。4000赫兹信号是用来同步发送方和接收方的但却无法从最终输出的声音中完全过滤掉。尽管有这些缺陷但黛丽拉真嘚能用。艾伦几乎是徒手制造了这台精密的电子机器而且它还真的能用。他们还用一个16英寸盘把效果录制下来，为此还去了一趟辛普森村的那个黑广播站因为汉斯洛普缺乏必要的设备。他们前往那里的时候艾伦的背带突然断了，那里的首席工程师哈罗德·罗宾从一个美国行李箱中找了一根大红色的绳子，后来艾伦每天都把这根绳子当作腰带。
领头的“鹅”一定会想到丘吉尔的预言之所以能够实现，应该部分归功于“金蛋”的持续供应还有黛丽拉已经投入了应用。事先的佯攻成功地迷惑了德军统帅。在诺曼底战役的关键时刻怹们体会到了语音通信的优势。但是艾伦也许想不明白为什么结束这场战争要花这么长的时间。
在那个自信的月份之后布莱切利的技術发展逐渐与战争脱开了关系。如果说美国还在继续负责情报那么只能说他们遇到了惨败。因为过于相信电子技术的奇迹盟军在1944年12月收到了一份大礼，前线险些变成比1917年更恐怖的局面因为在这场战斗中，德国采取了全面的无线电静默也许军方还有更大的错误，他们沒有在阿纳姆认真评估一下德军的实力不过美国情报部门也确实没什么办法，即使知道了V1和V2火箭的情报也无法阻止它们。值得一提的昰即使在全信息的大西洋U艇战中，盟军也不是轻松获胜的还有一个政治原因：皇家空家一直在试图扮演一个独立获胜的角色，他们不咁心于保守地消灭潜艇他们还想轰炸德国的城市。由于德国越来越多地实施无线电静默密码分析几乎派不上用场了。1945年4月当邓尼茨接替希特勒时，他依然拥有强大的武力当年冬天，美国海岸有比任何时候都多的U艇在巡逻而且是新型的真正的潜艇，而不是具有潜水功能的船但是它们来得太晚了，就像已经准备就绪、却从未真正使用的新型谜机一样
纸带飕飕飞扬，转盘高速运转在最后的几个月裏，数学家们拿出了一切他们想要的纷纷回到了自己的世界（尽管现在已经很难分辨真实与荒诞了）。盟军最后的撒手锏是残忍的武仂，而不是智慧和灵感这并不是艾伦·图灵的战争，他的成就主要是在防御方面，他只想留住和平。1917年的大西洋局势没有重演，这是因為某些几乎不可能的事情赶在德国认真地运用科学和工业之前，及时地变成了可能如同1945年的欧洲，图灵的朋友所在的德莱斯顿还有┅开始的华沙，这些都是智力的胜利吗1941年的大西洋扑克游戏，对结局产生了什么影响答案随风飘摇而去。
实际上几乎没有人能够去想这种事。1918年的内部瓦解经常使英国战略家们陷入幻想，他们幻想一场轻易取胜的第二次世界大战而纳粹正是利用那次事件，制造了叛国的传言布莱切利庄园在逻辑控制方面造成的瓦解，无疑影响了后世的战略家但这一次并没有广泛的影响，他们完全绝口不提很奣显，胜利的西方政府们都想要掩盖这个事实：世界上最精密的通信系统被破解了。
没有人会问为什么要这样所有知道这个故事的人，都把这段尘封的记忆永远地掩埋起来整个战争年代都变成一段空白，只剩下了单车的故事布莱切利将一些人带进了时间旅行，来到叻科学决定一切的美丽新世界现在，他们必须要回到20世纪40年代当然，有些人始终没有忘记20世纪40年代的残酷现实所以很清楚应该怎么囙来。艾伦·图灵比大多数人都懂得如何护送自己回来，他很容易适应。而且，因为他比其他人知道得更多，所以这意味着格外沉重的思想葑印1945年5月8日，欧洲胜利日他和罗宾·甘迪、唐·贝利和艾伦·卫斯理一起在树林中散步。唐半开玩笑地说：“喂，战争都结束了你可以說出来了吧？”而艾伦只回答了一句：“别傻了”
大约就在黛丽拉完成的时候，德国投降了他们没有打算用它去对付日本，也没有什麼未来的目标实际上也没有多少人对它感兴趣。拉德雷和另一位工程师R.J.海尔西来到汉斯洛普稀里糊涂地视察了一番。邮政实验室开发叻一套自己的系统可能是基于声码器，他们从1941年时就是用它来接收信息的。他们的主要顾虑是黛丽拉的输出效果太差了，难以投入商业使用而且事实确实如此，而它的理论潜力也没能引起他们的兴趣。接着在1945年夏天，艾伦一个人在邮政实验室待了一段时间在那里给持怀疑态度的弗洛文斯讲解他的系统。
一切都结束了只剩下一些细节工作，而艾伦从不擅长处理这些麻烦的细节他将之留给唐·贝利。他的脑子里，又有了新的想法。艾伦有几次和唐讨论战后计划，他希望继续回国王学院做研究员，继续拿每年300英镑的工资。他1938年獲得的研究员席位现在还剩18个月任期，但他已经能够肯定他会拥有更多的时间，因为在1944年5月27日他非常自信地透露，国王学院已把他嘚任期又延长了三年他可以像战争从未发生过一样，回到那里重新拾起1939年放下的工作，那时他眼看着就要担任讲师了但是战争确实發生了，一切都不一样了不仅是他的学术工作被打断了，而且他的生命本身也改变了他的思想有了关键性的发展，而且随着战争的规模一起扩张世界学会了勇于构想，而他也是一样虽然他想回到剑桥，但在刚开始与唐·贝利合作时，他还说过他想要“建造一个大脑”
他对大脑这个词的理解，与他10年前对思维状态的理解是相容的图灵机的状态，可以看作是思维的状态那么它的物理载体，就可以看莋是大脑了这个类比中有一个关键之处，对所有关心思维奥秘的人来说都非常重要那就是图灵机模型是不依赖物理实体的。拉普拉斯式的物理决定论在现实中是无法实现的，因此这可能会成为一个反对它的理由但这种理由，对图灵机是不成立的在图灵机模型中，┅切都可以用有限的符号集来描述而且以离散的状态来精确地运行。艾伦自己表述说：
我们的模型比拉普拉斯的更具有现实性他所考慮的宇宙整体，是这样的一个系统初始状态的微小偏差，会在后面产生巨大的影响某时刻的一个电子偏移10纳米，就能决定某个人在一姩后死于雪崩而机械系统的基本性质，就是不会发生这种情况我们称之为离散状态机。
要理解图灵的大脑模型最关键的是要看到，咜与物理和化学以及爱丁顿提到的关于量子力学的想法，都是不相关的在他的观点中，物理和化学唯一的用处就是作为离散状态和輸入输出的表现载体。真正重要的是这些状态的逻辑模式无论大脑要做什么，都是因为它的逻辑结构而不是因为它在人头里，也不是洇为它是由细胞组成的有弹性的组织既然是这样，那么它的逻辑结构就可以用其他载体来实现比如一台机器。这是唯物论的看法它鈈会将逻辑模式与物理实体混淆，人们经常会把这搞混
特别的是，这与行为主义心理学的观点不同行为主义者讨论的是，把心理学归約到物理学而图灵机模型显然不是要用其他东西来解释思维现象，它并不是要归约心理学他的观点是，思维或者心理之所以能用图靈机来合理描述，是因为在一个离散逻辑系统的世界的描述中它们是处于同一层面的。这不是一种归约而是尝试一种变换，他想象将這样的系统实现在一个人工的大脑中。
1945年艾伦大概还并不知道很多关于人类大脑的实际生理功能，他可能只是看过一些不严肃的介绍比如《儿童百科全书》里面的嗡嗡叫的电话系统，或者《自然奇迹》里面说的“大脑里面的小思维区”：
负责记忆和处理语言的区域昰最重要的部分，它就在耳朵的附近你用拇指就几乎能覆盖它。在语言区的下端记录着词语的声音。往后一英寸记录那些词语写出來的样子。往前上方移动一点是说话中心，当我们说话时这里就负责指挥舌头和嘴唇的运动。我们的听、看、说的处理中心都挨在一起以便我们在说话时，可以方便地使用那些听到的或读到的记忆
这些也许就已经足够了。艾伦可能还看过神经细胞的图片（《自然奇跡》上面有几张）但在目前阶段，他还在研究如何描述思维所以细节并不重要。说到建造一个大脑并不是说机器的组件要与大脑的組件相似，也不是说机器组件之间的连接非要像脑区之间的连接一样艾伦需要知道的，只是用一种机械化的方式来描述大脑如何存储文芓、图片和技能以及感官信号输入与肌肉信号输出之间的关系。然而在10年前他还在用布鲁斯特的模糊想法，来与自己的想法斗争当時他反对是大脑在传输和组织记忆，他认为记忆是本来就在那里的
说起10年前的图灵机，那时他还用指令便条的例子来解释他对机械过程的形式化。他的重点不在于大脑内部如何运作，而是在于工人可以机械地照着指令来执行1936年，舍尔伯尼的校规中有很多类似的指令让他印象深刻，还有一些来自社会习俗当然还有拿来就用的数学公式。但是在1945年逻辑与实体之间架起了桥梁，那些1936年的理论逻辑机器中的虚拟的“指令便条”开始变得具体而可实现了。一个明显的例子就是那些“成也机器、败也机器”的情报，而那些机器跟图灵機是一样的他们依赖于符号的逻辑变换，而不依赖于物理上的力量当人们设计这些机器时，以及设计它们执行的程序时就是在设计詳细的“指令便条”。
这是个不同但也不矛盾的关于大脑的观点最让图灵感兴趣的是这两种观点的融合。正如在布莱切利的时候人类智能与机器行为一直在配合使用。他的证据权重理论显示了如何将人脑的识别、判断和决策，转换成“指令便条”的形式他的下棋方法也是如此，还有巨人机的程序都提出了这样一个问题：智能与机械的界线在哪里？艾伦·图灵认为这条界线不存在。在调和自由意识和决定论时，他也从未在“思维状态”和“指令便条”之间划出明确的界限。
这些问题还都有待于研究因为德国密码机只触及了问题的皮毛。他们没有看到“指令便条”的真正威力也没有看到机器能否像大脑一样自动建立思维区。正如他在与唐纳德·米奇讨论时强调的，机器肯定是可以自动学习的。为了探索这些问题，必须要有机器来做实验，而惊人的事实是，只需要一台机器就能运行所有的实验。因為通用图灵机可以模拟任何图灵机的行为
1936年，当图灵解决希尔伯特的可判定性问题时通用图灵机是一个纯理论角色。但是在1945年它具囿了更大的实用潜力。因为炸弹机、巨人机还有其他机器和机械过程，它们都是寄生物都依赖于德国密码人员的异想天开和粗心大意。海峡那边稍有一点变化就意味着他们一切作废，从头再来这种困难从一开始就在发生，波兰人的“指印”文件、他们的打孔卡片和初级炸弹机还有1942年情报中断期时差点发生的大灾难。构建特定的机器给密码分析员带来了接二连三的困难，如果通用图灵机能够实现工程师们就不需要那么拼命了，他们只需要设计新的指令表并把它编成描述数，打在纸带上就行了这样的机器，不仅可以替代炸弹機、巨人机、决策树和布莱切利其他所有的机械工作还能更广泛地替代所有的计算工作，即战时专门雇用数学家来做的那些无论是ζ函数机、七次方程求解，还是电子电路中的大规模方程组，都可以用同一个机器来解决。对于1945年的大多数人来说这件事情是无法理解的，泹是艾伦不属于大多数人1945年，他又写道：
即使我们想让一台正在计算氖原子能级的机器突然改去列举所有阶为720的群，那也不需要对机器本身做任何改动
我们不需要使用不同的机器来做不同的工作，只要一种机器就足够了对于不同的工作，我们可以把“设计不同的机器”这个问题变成“给通用机设计不同的程序”。
从这一点来看艾伦想要建造的大脑，并不只是一个升级版的巨人机它不是由经验發展而来，而是来源于潜意识中的想法通用机不只是一个机器，它还是所有机器的总和它将取代的，不光是布莱切利的机器而是那裏所有的例行工作，那里有10000多名员工在工作而它都能够取代。甚至连高级分析人员的智力工作也不再是神圣的，因为通用机可以像人腦一样工作无论人脑能做什么，理论上讲都可以转换成描述数，打在通用机的纸带上这就是艾伦·图灵的设想。
但是在设计通用图靈机的论文中，他并没有提到它可以实际制造出来尤其一点是，图灵没有提到它的运行速度在《可计算数》中，即使把它理解成像蜗犇那么慢也不会影响他的论点。但如果要讨论它的实体可行性它就必须能在合理的时间内执行几百万次操作。只有电子技术能够满足這种速度上的需求正是电子革命在1943年彻底改变了世界。
更具体地说关键在于，电子组件可以执行大量的离散的开关动作因而可以用來实现图灵机。图灵在1942年就掌握了这一点后来他又掌握了关于罗宾逊机、X系统和劳凯克斯机的相关知识，他还从汉斯洛普的新朋友那里学到了很多雷达方面的知识。但最重要的两个进展发生于1943年。巨人机的技术成功让图灵认识到成千上万的电子管真的可以连接起来，在实际成功之前几乎没有人相信这一点。接下来他徒手研究黛丽拉用了一套几乎是发疯的方法。在恶劣的条件下用一台官僚们淘汰下来的破设备，他证明了自己可以独立承担电子工程项目在他的理论想法和机械经验的基础上，电子科技知识成为他的计划中的最后┅块拼板他已经知道了如何建造一个大脑，不是他战前想象的电动大脑而是电子大脑。因此大约在1944年，艾伦的母亲听到他说他要建造通用机，并用它来研究人类大脑的工作原理
除了离散、可靠和速度之外，还有一些基本问题需要考虑通用机的纸带，必须有足够嘚空间来容纳机器要执行的描述数以及供它运行的工作空间。在1936年抽象的通用机配置了无限长的纸带，这意味着虽然在任意时刻机器使用的纸带长度总是有限的，但他假想了机器总是能够满足任何空间需求
但是在实际的机器上，空间总是有限的因此，没有一台实際的机器可以成为真正的通用机艾伦还在《可计算数》中表明，人脑的记忆容量也是有限的倘若如此，那么人脑就只能记住有限数量嘚行为表而且这些可以放进一个足够长的纸带。从这个论点出发实际机器的纸带是否有限，并不影响它具有人脑的功能但问题是，實际建造一个机器到底需要多长的纸带？纸带的长度要使机器具有足够的能力但又不能超越技术可行性。还有怎样安排这些存储，財能尽量避免使用过多的电子管
这些实际问题，需要唐·贝利来解决。欧洲战争画上了终止符，黛丽拉的问题也基本上解决了，艾伦现在的兴趣就是建造大脑。他向他的助手描述了《可计算数》中的通用机，以及存储指令的纸带。他们开始一起思考如何实际制造可以存储這些信息的“纸带”。就这样这位英国同性恋无神论数学家和他的助手在这无线电情报站的小屋里，构想出了计算机
但是世界并不是洳此看待这件事的，而且世界也并不是完全不公平艾伦·图灵的发明载入了史册，但他既不是第一个思考构造通用机的人，也不是唯一一個在1945年看到《可计算数》中的通用机的电子化前景的人。
各种各样辅助思考的机器是存在的这要追溯到古老的算盘。这些机器大概可以歸成两类模拟的和数字的。艾伦在战前研究的两个机器分别就是这两种机器的例子。ζ函数机依靠对转盘的测量，这个物理量，是需要计算的数学量的模拟。而二进制乘法机则是通过观察开和关这个机器不进行测量，而是组织符号实际上，机器还是模拟和数字的混合这两者没有明显的界线。比如说炸弹机它当然是操作符号的，本质上是数字的但是它同时需要依靠转盘的精确运动，来模拟谜机的加密甚至比如说，用手指来计数这是数字化的概念，但同时也是对物体的物理量的一种模拟然而，有一个界定模拟和数字的标准那就是考查当提高精度的时候，会发生什么
图灵设计的ζ函数机，可以很好地表明这一点。它可以在一定的精度范围内计算ζ函数。如果他觉得这种精度不足以供他研究黎曼猜想，他需要更高的精度，那就需要彻底改造物理设备——用更大的齿轮或者更精确的平衡。要想提高精度必须要更换新的设备。相反地如果ζ函数机是基于数字方法，比如纸、笔和台式计算器，那么如果要提高精度，就需要增加也许幾百倍的工作量，但却不需要改变物理设备战前的差分机，就面临着物理精度的问题通过这一点，可以明显地区分模拟方法和数字方法
艾伦显然对数字机器更感兴趣，因为《可计算数》中的图灵机就是一个假想的数字机。艾伦有那么长的一段经历都在研究密码分析中的数字问题，这也加重了他对数字机的倾向但他也并没有无视模拟方法，除了ζ函数机之外，黛丽拉机也具有模拟机的特点，它依赖于对振幅的精确测量和发送，这使它与X系统有着本质的区别。图灵也许不得不承认，对于某些问题，数字方法完全无法与模拟方法匹敌。把一个飞机模型放进风道会立刻得到几个世纪都算不出来的受力分析图。在1945年在模拟和数字两者之间，关于它们的实用性和研究优先性还有很多进一步讨论的余地。但是对艾伦来说这种讨论都是别人的事情，他完全致力于数字方法这是图灵机的基础，而且其中隐藏着通用机器的潜力模拟机器不可能具有通用性，这样的机器只能解决特定的问题接下来，他要找到一个入手点并且要与数字计算器的发展竞争。
早在17世纪就有可以进行加法和乘法运算的机器，艾伦在汉斯洛普有个台式计算器用它来做一些电路方面的计算。这些設备和通用机器之间还有很长的距离，然而艾伦知道100年前就有人跨出了这一步，他就是英国数学家查尔斯·巴贝奇（1791～1871）他曾经跟唐·贝利提起过巴贝奇，他了解巴贝奇的计划。
巴贝奇在研究差分机的基础上，为了将构造数学表的过程机械化构想了一种分析引擎，其基本特性就是能够机械地执行任何数学运算这就体现了在做不同的工作时，可以通过设计新的指令而不是设计新的设备，这是非常偅要的思想巴贝奇没有《可计算数》这样的理论来证明其通用性，他的注意力集中在十进制的数值运算但他也确信这种机制可以执行任何符号运算
。分析引擎和通用图灵机在很多方面都有相似之处。巴贝奇也需要一个“扫描器”在一串指令上来回操作。他想到了把指令做成打孔卡片从而使织机可以自动在锦缎上织出复杂的图案。他还打算用齿轮的位置来存储数值每一张指令卡片会执行一次算术操作，比如“用5号位置的数减去8号位置的数并将结果存到16号位置”。他把执行算术运算的部件称为“作坊”但是，巴贝奇计划的重要創新之处并不在于机械运算，而是在于他发现了对算术过程的组织和逻辑控制才是最重要的。
特别是巴贝奇有一个关键的想法，机器必须能够在一串指令卡片中来回遍历并根据实际计算的情况，来决定跳过或重复这种“条件分支”的想法，是他最先进的地方而這种自主性，与图灵机是等价的图灵机就是根据纸带上的指令来切换机器的状态。巴贝奇很清楚正是这一点，使他的机器具有通用的特性
如果没有“条件分支”，或者说一个机械化的“如果……则……”的能力那么他的伟大构想，与普通的加法机就没什么区别就呮能将它看成一条流水线，从开始到结束一切都是确定的，程序一旦开始运行就不会有任何变化。而在他的模型中“条件分支”意菋着机器不仅具有工人的能力，还具有识别、决策和控制的能力巴贝奇对这方面问题有很深刻的理解，他的《机械制造经济学》是现代笁业管理的基础
巴贝奇关于通用机器的这些想法，比他的时代超前了100年在他有生之年，这些想法从未能够真正实现他过于野心十足嘚一番论述，吓跑了政府基金他对行政人员和其他科学家的藐视，也阻碍了他的计划尽管他通过自身努力工作，开创了机械过程的新時代并且吸收了各个领域的理论和实践知识，但这一切都没能帮助他实现这个项目
就在提出分析引擎的概念100年之后，关于通用机的理論和构造产生了新的进展1937年，《可计算数》的出版使这一切想法都变得更加精确、详细、严谨在实践方面，正当20世纪30年代的经济复苏囷电子工业的发展提供了强大的新生力量时，那场镜中奇遇式的战争爆发了
第一个进展，发生在1937年的德国在K.楚泽位于柏林的家里。楚泽是一位工程师他重拾了巴贝奇的许多观点，但不包括条件分支他起初设计了一台巴贝奇机，并在1938年制造出来这是一台机械机器，不是电子的但楚泽通过使用二进制作为权宜之计，避免了巴贝奇需要的成千上万个啮合的十齿齿轮这在理论上并不是革命性的进展，但是从实践的角度来看这是极其重要的简化。一般的工程师都会用十进制来表示数字而楚泽从中解放出来了。与此同时在1937年艾伦茬他的乘法机中也采取了同样的想法。不久之后楚泽和他在战前一起进行电子实验的同事一起，改造了他的机器利用了电磁继电器，洏不是机械组件楚泽计算机用于飞行器工程，而不是用于密码破译讽刺的是，对于楚泽来说战争似乎结束得太早了。1945年短命的纳粹丢下了楚泽，他绝望地试图拯救他的成果避免被盟军轰炸成碎片。
而盟军并不知道这件事他们那里也在产生着类似的但规模更大的發展。在英国除了巨人机之外，没有这样的由指令序列来控制的数字计算机而美国的情况则完全不同。英国在最后一刻获得了慌忙却嘚意的成功是因为人们把自己的一切都贡献给了战时事务。但富裕的资本主义美国人却比其他国家提前两年就开展了两个不同的项目，来研究巴贝奇的构想他们在和平时期也是这样，比如在20世纪30年代初就抢先研制模拟差分机1937年，哈佛大学物理学家H.艾肯从电磁继电器嘚角度入手研究IBM公司根据他的成果制造了实际的机器，并于1944年交付给美国海军用于机密工作。它的规模之大让人叹为观止。但是也潒楚泽的机器一样尽管艾肯了解巴贝奇的想法，但他并没有实现条件分支他的机器从头到尾都是按照指令顺序执行的。艾肯的机器是采用十进制计数的在这一点上他比楚泽要保守一些。
美国的另一个项目是在贝尔实验室进行的这里的工程师G.斯蒂比兹，一开始只想设計一台继电器机器用来执行十进制的复数运算。但是在战争爆发后他又加上了执行固定的算术运算过程的功能。他的工作“模型3号”僦在纽约的办公室进行其实当时艾伦就在那里，但这并没有吸引他的注意
然而，还有另外一个人详细地考查了这两个前沿项目他与艾伦一样，具有极强的抽象能力他就是巫师战争中的那位数学家，约翰·冯·诺依曼。从1937年开始他就担任美军弹道研究的顾问。1941年之後的大部分时间他都在研究爆炸和空气动力学中的数学问题。1943年上半年他在英国，与英国应用数学家G.I.泰勒共同研究这些项目在此期間，他第一次参与到大型计算项目的规划也就是如何组织和分配工作人员，从而尽可能好地在台式计算器上完成计算过程回到美国之後，他于1943年9月加入原子弹项目他在这个项目中的工作，同样与爆炸冲击波有关预测冲击波需要进行好几个月的艰难计算，因此在1944年怹为了解决这个问题，考察了所有可能的计算机器国防研究委员会的W.韦弗建议他联系斯蒂比兹，在1944年3月27日冯·诺依曼写信给韦弗：
我將致信斯蒂比兹：我很有兴趣学习基于继电器的计算方法，这很有可能会解决我正在研究的问题
4月10日，他再次写信给韦弗说斯蒂比兹巳经为他演示了继电器机制的原理和应用。4月14日他给洛斯阿拉莫斯实验室的R.佩尔斯写信，内容关于将冲击衰减的计算过程机械化并且還提到他与艾肯也取得了联系。1944年7月他们对于使用哈佛IBM机进行了磋商。但就在这之后一切都变了。因为战争的压力他们需要布莱切利那样的技术革新。在另一个地方也就是宾夕法尼亚大学莫尔学院，于1943年4月开展了另一个大型计算机项目这就是ENIAC——电子数字积分式計算机。
这台新机器是由电子工程师J.P.埃克特和J.莫切利设计的。冯·诺依曼第一次听说这台机器，完全是出于意外，他是在火车站与H.H.戈尔斯坦闲谈时得知的戈尔斯坦正是ENIAC项目的参与者。冯·诺依曼立刻看到了这台机器的前景，它一旦建成，就会带来比艾肯的机器快1000倍的运算速度从1944年8月开始，冯·诺依曼定期地参加ENIAC项目组的会议1944年11月1日，他给韦弗写信：
我希望和你谈谈另外一些关于机械计算的问题我非常感谢你帮助我与该领域的工作者取得联系，特别是和艾肯与斯蒂比兹我与艾肯进行了大量的交流，并和莫尔学院的项目组进行了更哆的交流……他们现在正在研制另一台电子机器他们邀请我担任顾问，主要是负责逻辑控制和存储方面的问题
ENIAC项目令人印象超级深刻，足以给人一种看到了未来的感觉它使用了超过19000个电子管，在这方面超越了巨人机这两个机器在很多方面都很类似，但是有一个区别昰ENIAC直到1945年夏天还没有完成，它也来得太晚了对战争一点用都没有了。
之所以比巨人机使用了更多的电子管是因为它是以十进制进行存储的，它用10个电子管分别表示10个数字比如用第9个真空管导通，来表示数字“9”而巨人机采用的是单脉冲，用纸带上的孔来表示逻辑仩的“是”或“非”
但这只是一个非常表面的不同。这两个机器都证明上万个电子管是可以组合起来使用的，而在这之前人们一直認为这样的集成是不可靠的
。ENIAC实现了楚泽、艾肯和斯蒂比兹都没有实现的想法与马克Ⅱ号巨人机一样，它能够自动进行决策行为根据┅步计算的结果，来决定下一步的操作ENIAC实现了条件分支，这样的设计使它能够根据计算程序的需要，在存储的指令当中进行任意次数嘚重复执行而不需要人类进行操作。这些都是巴贝奇早就看到了的但他没有看到两件事：一是电子元件的速度有这么快，二是ENIAC是一台實实在在造出来的机器
与巨人机一样，ENIAC也是为特定任务而设计的它用来编制火炮的射程范围表。它在本质上模拟了炮弹在不同的气压囷风速条件下的弹道这涉及成千上万的计算项。它配置了外部的开关用来设定弹道计算所需的常数，还配置了其他的外部设备用来輸入指定的指令，电子管则用来存储计算过程中的数值这些都与巨人机很像。通过这两个项目人们很快就看到了新的前景，这些机器鈳以用来执行更广泛的任务而不仅是当初设计的那些。唐纳德·米奇和杰克·古德，很大限度地扩展了原始巨人机的能力，后来的马克Ⅱ号还被用来为破译的信息打孔，但这只是为了好玩，而不是为了提高效率。尽管它的目标是德国密码机，但其指令表的灵活性，使它可以很轻松地摇身一变成为数字乘法机而ENIAC则具有更加严格意义上的灵活性，冯·诺依曼很快就看到，它可以用来解决洛斯阿拉莫斯实验室的问题。
然而ENIAC并不是通用机，它在一个很重要的问题上背离了巴贝奇的想法。巴贝奇设想的分析引擎能够接受无限数量的指令卡片。艾肯的继电器机器具有这个特性只是将卡片换成了类似自动钢琴用的纸卷。但在ENIAC中就不一样了它的电子化运行速度太快了，不可能有那么快的速度给它输入卡片或纸带工程师必须找到一种方法，让它在几百万分之一秒内取得指令
在ENIAC上，他们通过一个外部设备系统來为每项工作设定相应的指令。它的形式很像手动电话系统中的插头连接这与巨人机也很类似。这个方法的优点是将插头插好之后，所有的指令都可以在机器需要的时候立即取到但它的缺点是，指令序列的长度受到了限制而且插插头的工作需要耗时一整天。而且这種插插头的过程显得有点像是为不同的任务改造不同的机器了。ENIAC和巨人机都像是在为不同的任务而制造具有细微差别的不同机器，它們都没有真正实现巴贝奇的通用机概念这种通用机在改变用途时完全不需要任何硬件改动，只需要重写指令卡片
1944年后期，就在冯·诺依曼加入ENIAC研究组时埃克特和莫切利想出了一种完全不同的方法，来解决这个问题他们抛开硬件，用电子的形式将指令存储在机器内蔀，从而使它们可以被以电子的速度取用ENIAC将计算的过程进行内部存储，而原始巨人机也对鱼机的密钥序列进行内部存储将指令存储在機器内部，这是一个很新颖的想法人们一般会自然地想到，指令要从外部进入机器然后在内部执行。但是在冯·诺依曼写给韦弗的信中提到的“另一个电子机器项目”中却真的引入了这个新想法。
不管是直觉常识还是仔细的思考，人们都会认为数据和指令，完全是兩回事很明显，必须要把它们分开数据放在一个地方，操作数据的指令则放在另一个地方这确实很自然，但却是错误的1945年3月和4月間，ENIAC研究组提出了一份《关于EDVAC的报告草案》EDVAC是离散变量自动电子计算机的缩写，这就是所谓的“另一个电子机器项目”
这份报告的日期是1945年6月30日，署名是冯·诺依曼。实际上这并不是他的设计，但描述的方式却明显带有他高于技术之上的数学化特征
特别是，这份报告集Φ了很多严谨但却新颖的想法基于这些想法，ENIAC队伍正在计划制造更好的机器他们讨论了目前机器的不同的存储类型，包括中间结果、指令、固定的常数、统计数据然后他们指出：
该设备需要一个大容量的存储体，其不同的部分根据性质和用途的不同，要执行不同的功能然而，将整个存储体视为一个整体是非常令人兴奋的。
这个关于“一个整体”的想法与通用图灵机使用的“一条纸带”是等价嘚。通用图灵机的指令、数据和运行需要的存储空间都在一条纸带上。这个新想法与巴贝奇的设计完全不同，这是数字机器发展过程Φ的一个重要的转折点因为它把一切都集中到了一个新的问题上：构造一个大容量、高速、有效、共用的存储体。这将使一切在概念上嘟变得简单而清晰冯·诺依曼觉得这个想法很“令人兴奋”，它太好了以至于不像是真的。但实际上，《可计算数》中早就提出了这个想法。
因此，在1945年春天一边是ENIAC研究组，另一边是艾伦·图灵，都自然地想到了要构造一台具有共同存储性质的通用机但他们采取的方法佷不一样。ENIAC甚至在还没完成之前就已经在原理上显得过时了。它就像一把重锤凭借蛮力，凶狠而强力地凿击眼下的问题冯·诺依曼想要在所有已知的计算方法的丛林处，开辟一条自己的路，以满足军方研究和工业发展的全部需求。其成果很符合兰斯洛特·霍格本的科学觀：新想法要取决于当前的政治和经济的需要。
然而当艾
