国防科普加油站(17) 影响人类战争的科技创新(上)

创新能力是一支军队的核心竞争力，也是生成和提高战斗力的加速器。回顾人类战争史不难发现，科学技术是军事发展中最活跃、最具革命性的因素，没有科技上的优势，就没有军事上的胜势。

军事力量的较量，说到底是军事科技创新能力的较量，谁走好了科技创新这步先手棋，谁就能占领先机、赢得优势。从科技创新视角了解把握战争演变规律，将有助于筹划和推动自主创新，积极谋取军事技术竞争优势，开创科技强军、科技制胜的新局面。

在人类历史上，战争与科技就像两条紧密缠绕的藤蔓，相辅相成，相得益彰。战争牵引并推动科技发展，科技进步又极大地促进武器装备发展，带来军事思想、战争形态、作战样式和制胜机理的深刻变革，甚至成为战争的“塑造者”和“设计师”。解读历史光影下的战斗力生成和战争演变，可以看出其发展趋势是从材料对抗、能量对抗走向信息对抗，从体能对抗、技能对抗转向智能对抗，这其中无一不是科技进步的深刻影响。有人认为第一次世界大战是“化学战争”（火药），第二次世界大战是“物理战争”（机械），而现代战争则是“数学战争”（信息、计算机）。那么，在人类发展历史上，有哪些重要的科技创新影响了战争的发展并带来怎样的军事变革呢？

火药发明让战争步入“能量时代”

火药的问世是一项彻底更新世界战争史的科技发明，它的诞生是人们对硫磺、硝石、木炭等物质成分性能不断认识的结果。中国古代炼丹术士将其常用配料按恰当的比例混合在一起，放在密闭的容器中燃烧产生大量气体和热量，迅速膨胀而引起爆炸反应。早在公元8至9世纪，我国就有“以硫磺、雄黄合硝石，并密烧之”，“焰起，烧手面及屋宇”等记载。宋朝编纂的军事百科全书《武经总要》则完整地记载了不同用途的火药配方和制造工艺。到了南宋时期，人们将火药装在长竹筒中，并填入类似于子弹的“子窠”，使其形成具有一定方向的击毁力，称为“突火枪”，它可看成是近代枪械的最原始模型。

火药的出现，改变了以往单纯依靠大刀、长矛、弓箭作战的局面，使作战方法发生重大变革，成为世界兵器史上的一个划时代进步。遗憾的是，中国虽然发明了火药并试制出人类历史上最初的火器，但火药化的军事变革却没有在中国绽放更大火花。火药自14世纪传入欧洲后，便在欧洲播下火种，伴随着近代自然科学与工程技术的发展，一大批火药化兵器逐步诞生，从火药枪、速射武器，到高爆炸药乃至核武器，这些新的作战工具为战争注入了新活力，产生了新作战方法和军事思想，对战争进程带来了深刻影响。

这种影响几乎波及到世界每一个角落。1879年，英国军队与南非土著部落祖鲁人之间爆发战争。祖鲁士兵以英勇善战著称，并具有天赋异禀的机动能力，然而，4000多名手持阿塞盖短矛、盾牌的祖鲁士兵，在140多名装备了马蒂尼-亨利来复枪的英国士兵面前，完全失去了用武之地，毫无还手之力。武器装备上存在“代差”使祖鲁士兵损失数百人而战败，英军仅有10余人阵亡。同样的情形也在世界东方上演。1860年，入侵中国的英法联军与清军在八里桥遭遇，清军虽人数众多，但大多是手持冷兵器的骑兵和步兵，只有少量威力小、射程近的轻型炮和滑膛枪。英法联军装备的线膛枪在射程、精度、装填速度等方面都远胜清兵，战争天平不可避免地倒向了侵略者一方，清兵很快便败下阵来。

19世纪晚期，美国人马克沁发明出以火药燃气为能源的自动武器，重机枪每分钟能射出600发子弹，只需扣动扳机就能完成供弹、击发、抛壳的一系列操作，枪支的威力再次跃上新的台阶。其威力在第一次世界大战的索姆河战役中发挥到极致。当时，英军14个师向德军阵地发起密集冲锋，而德军则在数十公里的阵线上，每隔百米就架起一挺马克沁机枪，从堑壕内向英军疯狂扫射，致使英军第一天就伤亡6万余人。此后，鉴于这种武器的巨大杀伤力，堑壕战开始成为重要的作战样式，而步兵和骑兵则失去了往昔的荣光，战争形态由此发生了深刻变化。

火药发明使战争形态从材料对抗转变为能量对抗时代，它不仅是作战手段的革新，而且带来了战争这一复杂机制的系统性重塑。正如美国总统杜鲁门在一次讲话中所说的那样，“原子弹肯定是向新时代转变的信号，火药恰恰是中世纪向现代转变的重要信号”。

蒸汽动力为战争装上“机械化翅膀”

如果说火药象征着冷兵器向热兵器时代的转变，那么蒸汽机这一工业革命的重要产物，则是战争进一步迈向机械化时代的原动力。《全球通史》的作者斯塔夫里阿诺斯曾说：“蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过。”

与大部分科技创新成果一样，蒸汽机的发明也经历了从科学发现到不断改进的过程。1690年，法国科学家帕潘在波义耳定律的基础上，构思出蒸汽机的工作原理，并设想了在实践中运用蒸汽机的多种方式，却没能用于实际生产。在英国的萨弗里、纽科门等人纷纷改进蒸汽机设计后，18世纪后半叶瓦特通过制造发明独立的冷凝器、能够实现圆周运动的齿轮传动装置、前后都由蒸汽推动做功的双冲程气缸等，实现了蒸汽机的进一步改良。

在蒸汽机的推动下，资本主义进入了工业化新时代，机器制造业、交通运输业乃至武器制造业都迅速发展起来，对战争最显著的影响则来自海上――用蒸汽战舰取代风帆战舰。此前，海上运输一直依靠风帆动力，蒸汽动力出现后，各国海军都注意到了其蕴含的军事潜力。但由于早期的蒸汽动力军舰使用明轮，很容易暴露在敌人火力之下，又因为机器、明轮和煤的重量使舰船可用面积和容量大大减少，装载火炮的数量受到较大限制，所以当时各国海军主要将其用在侦察船、运输船等轻型舰船上。

1836年，螺旋推进器的发明解决了明轮容易遭受攻击的问题，而用铁甲代替木板又进一步增强了蒸汽舰船的防护能力。随着这些技术的不断演进，军舰在防护力和机动力上都达到了新的高度，特别是其推动力量从过去的人力、自然力转变为机械力，为机械化战争时代打开了大门。

在先进军舰的推动下，海战方式和海军战略迎来了根本性转变，崇尚装甲、吨位、火力的“大炮巨舰主义”在各国海军发展战略中占据主导地位。一战爆发前，英国海军曾长期奉行“两强标准”，即为了保持英国霸权地位，其海军吨位必须与仅次于它的两大强国海军总吨位之和旗鼓相当。1916年，日德兰海战可谓这一指导思想在战争中的极致体现：英德双方在该战中投入军舰250艘，其中大型战舰和战斗巡洋舰58艘，战线达到8-10海里，如此大规模的舰队决战可谓海上机械化战争的一场“狂欢”，也见证着蒸汽动力发展进步对战争面貌的深刻改变。

无线电助推战争通讯较量

古代战争的信息较量主要是烽火狼烟与令旗战鼓，信息沟通的距离十分有限。随着18世纪欧洲科学家逐渐发现和了解电的各种特质，使用电来传达信息成为可能，军事通讯领域便迎来了一场史无前例的变革。

1844年，莫尔斯在美国国会大厦发出了历史上第一封真正意义上的电报。很快，电报技术就在军事领域得以应用。美国南北战争期间联邦政府架设了2.4万千米的电报线路，在协调军事行动中发挥着重要作用。然而，电报以及之后发明的电话仍然受到线路的限制，有线通讯与日益机动化的战斗车辆、舰船、飞机的发展相比，愈发难以满足战争对远距离通讯的需求。

1864年，麦克斯韦提出了麦克斯韦方程，他认为变化的电场会激发磁场，变化的磁场又会激发电场，这种变化着的电场和磁场构成了电磁场，以电磁波的形式在空间中传播，这一特性为信息传递提供了可能。1888年，赫兹通过试验验证了麦克斯韦的理论，为随后无线电通信装置的发明奠定了基础。英国人马可尼在1896年获得无线电报专利，并在两年后建立起跨英吉利海峡的无线电报通信，无线电开始在各国迅速发展。无线电技术进步，标志着战争“无缝通讯”时代的到来。

恩格斯曾指出：“一旦技术上的进步可以用于军事的目的并且已经用于军事目的，它们便立刻几乎强制地，而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式上的改变甚至变革。”无线电通信革命所引发的战争变革首先体现在协同作战上。以飞机为例，一战后以意大利杜黑为代表的许多战略家都已认识到，制空权是战争胜利的重要前提。但如何组织空中进攻行动却是一道难题，飞行员之间往往要依靠“约定”“手势”，甚至是座舱盖里的纸笔来交流沟通，而飞机与炮兵之间的联络则靠飞机机动动作、灯光信号和地面的布标来完成，在这种情况下，飞机所具有的优越性并不能充分发挥。而机载无线电台的出现和小型化，为空中力量的指挥和协同作战扫除了障碍。

与此同时，无线电侦察与反侦察也成为战争的重要斗争形式之一。第二次世界大战中，德国的“恩尼格玛机”与英国的“图灵机”展开了信息加密与解密之间的持久较量，上演了一场精彩的密码战。在我军历史上，截获分析敌军电报也为赢得革命战争胜利立下汗马功劳。据记载，在长征过程中，我军无线电侦察部门共破译国民党军密码180余种，因而能及时掌握敌军行踪，抢占先机。1935年红军主力南渡乌江前，正遇上国民党军一股大部队逼近，为争取渡江时间，我军利用掌握的国民党军的口令和电文格式，假冒蒋介石密电，命令敌军部队改变行进路线，从而成功摆脱了敌军围追堵截。

无线电技术的发展，更催生了一系列先进装备，雷达就是无线电技术的重要成果。总的来看，这些领域的军事应用使得电子战逐渐成为战争的重要内容，直到今天，电子对抗仍是一切战争或军事行动的前沿阵地。（作者：王握文、刘杨钺、贾珍珍 来源：国防科技大学科普中国共建基地）

图注：西方人向清政府官员演示马克沁机枪的巨大威力

图注：描绘日德兰海战壮观交战场面的画作

图注：红军第一部电台

图注：二战期间纳粹德国的恩尼格玛密码机