二戰(zhàn)中的科技智慧

二戰(zhàn)中的科技智慧

科技一直以來就是戰(zhàn)爭的倍增器，對戰(zhàn)爭的進程、形態(tài)有著深刻的影響?？萍汲四軌蛲苿游淦餮b備這些“看得見”的領(lǐng)域更新?lián)Q代，在一些“看不到”的領(lǐng)域也會起到意想不到的效果。

“統(tǒng)計”出的命中率

在第二次世界大戰(zhàn)中，日本軍國主義神風特攻隊的自殺飛機，在太平洋上給美國的航母和其他艦只帶來了很大威脅。怎樣對付它們呢？美國請出了科學家共商對策。

科學家們詳細分析了477次艦只遭受神風特攻隊攻擊的記錄后提出，防御的方法應(yīng)因艦而異。在海上，大艦只的擺動并不顯著影響射擊的精度，因此它應(yīng)充分發(fā)揮對空火力擊落敵機。此外，大艦只橫向要比縱向更具火力優(yōu)勢，一般情況下應(yīng)以橫向迎戰(zhàn)為好，但當敵機從低空攻擊時，其受敵攻擊的橫截面增大，因而此時應(yīng)改為縱向迎戰(zhàn)。若小艦擺動大，則射擊不易命中敵機，應(yīng)作“之”字形運動，盡量減少損失。美軍太平洋艦隊按照這一對策改變了作戰(zhàn)方法，果真靈驗，日本空軍再也沒有了開始時的威風。

1941年3月，英國空軍上將鮑希爾組織成立了一個由專家組成的作戰(zhàn)研究小組，共同商討裝備使用的最佳對策。當時，英國皇家空軍用來攻擊德國潛艇的深水炸彈，命中率只有2%左右。有人提出應(yīng)盡快研制出命中率高的炸彈，有人則認為應(yīng)把重點放在研究炸彈的使用方法上。由于眾說紛紜，決策者很難作出決斷。

數(shù)理統(tǒng)計學家威廉斯教授在研究工作中，運用統(tǒng)計方法從空軍駕駛員記錄的大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，約有40%的飛機是在潛艇下潛深度只有20～30英尺時，就投放深水炸彈。而他們的深水炸彈都是定在100～200英尺的深度爆炸。問題就出在定深標準上，炸彈在100～200英尺深度爆炸時，潛艇還沒有潛到這一深度，當然也就炸不著了。

威廉斯教授以作戰(zhàn)研究小組的名義，正式向軍方上報了他的分析結(jié)果，并申述了自己的建議：應(yīng)重新制定深水炸彈的定深標準。鮑希爾上將看了報告非常信服，很快采納了威廉斯教授的建議。在這以后的交戰(zhàn)中，英國皇家空軍炸沉德國潛艇的數(shù)量，一下子提高了5倍多。

先發(fā)才能“制人”

1942年年初的一天，德國空軍元帥戈林收到一封發(fā)自波羅的海海岸秘密實驗站的電報。工程師羅森施泰因在電報中報告了他在實驗中利用偶極子可以抵消雷達的新發(fā)現(xiàn)，并提出了制造干擾對方雷達的新式電子武器的設(shè)想。

羅森施泰因的發(fā)現(xiàn)無疑是軍事科學的一大進步，這使戈林又喜又驚。英國?？哲姷睦走_曾一度使他大傷腦筋。干擾了雷達，無疑等于挖掉對方的眼睛?？墒撬D(zhuǎn)念一想，德軍保衛(wèi)本土，也是憑借和依賴雷達，這一發(fā)現(xiàn)一旦被英軍竊取利用，就會禍及自身。他權(quán)衡再三，決定先把這一發(fā)明藏匿起來，于是下令燒掉了關(guān)于偶極子的報告。

說來也巧，幾乎同一時間，英國科學家科蘭博士也在實驗中發(fā)現(xiàn)了偶極子的作用，并很快得到軍方的重視。英軍用金屬箔制造了一種代號為“月光”的電子裝置，并在1943年7月27日對德國漢堡的大空襲中，突然把這一新裝置用于實戰(zhàn)，使?jié)h堡遭到了毀滅性的打擊。

把科學技術(shù)的新成就及時應(yīng)用于軍事，必然產(chǎn)生新的裝備和新的戰(zhàn)術(shù)。這是戰(zhàn)爭在另一個領(lǐng)域中的競賽，主動權(quán)常常歸于捷足先登者。封鎖或忽視新技術(shù)的運用，只能給戰(zhàn)爭埋下失敗的禍根。戈林藏匿新技術(shù)，恰如把頭鉆進沙堆的駝鳥那樣愚蠢。

溫帶急流中的“縱火犯”

每當盛大節(jié)日舉行群眾集會游行時，五顏六色的氣球是必不可少的慶典用品，它給節(jié)日增添了光彩，給人們帶來了歡歌和笑語。

不過，由于氣球的品種和規(guī)格不同，它的用途也各異。氣球不僅以其多彩的風姿，躍入人們生活的畫卷，成為孩子們的喜愛之物，而且它還曾板起陰森的面孔，登上戰(zhàn)爭的舞臺。例如，使用氣球帶著探空儀器升入云層，為軍事行動提供氣象資料，還可以帶著傳單隨風飄移，為瓦解敵軍而展開攻心戰(zhàn)。然而，更出人意料的是，它竟然還能被用于“火攻”戰(zhàn)術(shù)。

第二次世界大戰(zhàn)后期，在美國西部地區(qū)發(fā)生了一連串的森林火災(zāi)，茫茫林海，熊熊烈火四處蔓延。開始人們搞不清原因，還以為是“天火”。可是接二連三的森林大火，不能不引起美國官方的關(guān)注。于是，美軍派出大批人員在失火地區(qū)日夜巡視，逮捕縱火犯。但是，他們費盡九牛二虎之力，連個縱火犯的影子也沒有發(fā)現(xiàn)。后來，在一次搜查中，巡視人員偶然發(fā)現(xiàn)一個氣球飄浮在森林上空，當氣球一降落，森林就燃起了大火。這個異常情況的發(fā)現(xiàn)使他們終于揭開了謎底：原來氣球就是縱火犯！

當時，日美兩國是敵對國，但是兩國之間隔著浩瀚的太平洋，相距8000多公里，而且地球上的風向變來變?nèi)?，氣球怎么會按照日本人的意愿飄到美國去呢？早在1942年秋天，日本的一個軍事氣象學家在東南亞受到美軍飛機襲擊，他一心想要報復(fù)，于是想出了一個巧妙的辦法，用氣球帶上定時燃燒彈，利用地球上空的一條溫帶急流把燃燒彈送到美國去。這條溫帶急流距離地面10公里高，有幾千公里長，幾百公里寬。那里經(jīng)常刮著強西風，風速每秒30米以上。在地球的上空，它就像一條彎彎曲曲的空中河流，斷斷續(xù)續(xù)圍繞著地球一周，其中一段恰好在日本和美國上空。日本這位氣象學家長期的潛心研究和極有說服力的論證，贏得了日本官方的支持，于是施放氣球燃燒彈計劃獲得了批準。

在這條風帶中，如果飛機不小心飛進去，就會上下顛簸，甚至會造成機毀人亡的事故。但是如果掌握了它的規(guī)律，就像順著河流放一個木排一樣，很容易把它送到目的地。日本軍方就是利用這條自然存在的溫帶急流，從1944年11月～1945年4月，把9000多個帶定時燃燒彈的氣球，施放到“急流”中。氣球燃燒彈果然隨著強西風飄移，只用兩三天的時間就飄到了美國和加拿大本土，從而給兩國造成了嚴重的破壞和損失。

巧用“煙灰”炸軍列

1943年，抗日戰(zhàn)爭進入戰(zhàn)略反攻階段，一天，我上海地下黨接到命令，破壞一列日寇的軍用列車，以配合抗日根據(jù)地的反掃蕩斗爭。軍車上的彈藥車廂警戒很嚴，無法接近;鐵路上又有裝甲車巡邏，路軌也無法破壞。眼看次日早晨6時就要發(fā)車，怎么辦？地下黨員老黃焦急萬分，連夜召開黨小組會，讓大家想辦法。會上，調(diào)度員小李提到，“軍用列車的最后一節(jié)車廂裝的是白糖，戒備較松”。化學教員老徐一聽，忙說：“有辦法了，咱們就在這節(jié)車廂上動腦筋……”

日本放出的掛有炸彈的氣球

凌晨6時，軍用列車從上海正點開出，風馳電掣，飛奔在滬杭鐵路上。當列車快到杭州時，尾部車廂突然燃起熊熊大火，剎時引爆了整列軍車，鐵路很快癱瘓了。日軍對這突如其來的大爆炸驚恐萬狀，派出部隊沿途設(shè)崗進行大搜查，但現(xiàn)場找不到絲毫爆炸物的痕跡，查不出列車起火的原因，他們無可奈何，只好宣布是自然爆炸。

真的是自然爆炸嗎？其實這是地下黨巧用白糖車設(shè)下的“煙灰陣”。原來，在列車開動前一小時，地下黨員小李乘搬運糖包之機，將糖包撕開一角，讓糖散落在車廂地板上，再撒上香煙灰，發(fā)車前半小時他又往煙灰堆里塞進一支點燃的香煙，列車開動后，白糖、煙灰、點燃的香煙不斷晃動、攪和，香煙點燃了白糖，煙灰加速了白糖的燃燒，藍色的火焰延伸到整個車廂，漸漸形成大火，最后引爆了整列彈藥車。

這就是化學教員老徐根據(jù)化學原理想出的好主意，爆炸后的現(xiàn)場除了燒焦的糖外，再也找不到什么火種。

運籌學發(fā)揮最大效力

軍事運籌學是20世紀40年代形成的一門學科，主要研究軍事活動中能用數(shù)量來表達的有關(guān)運用和籌劃等問題。它根據(jù)問題的要求，通過數(shù)學分析和運算，作出綜合性安排，以有效地使用兵力和物力。

1943年2月，美軍獲悉一支日本艦隊集結(jié)在南太平洋的新不列顛島，準備越過俾斯麥海，開往新幾內(nèi)亞。當時，擔任美國西南太平洋空軍司令的肯尼將軍，奉命組織力量攔截轟炸這支日本艦隊。

可是，從新不列顛島到新幾內(nèi)亞有南北兩條航線，每條航線都需要3天的航程。美軍從天氣預(yù)報中得知，在最近3天內(nèi)，北路航線是陰雨天氣，南路航線天氣非常晴朗。在這種情況下，日本艦隊會選擇哪條航線呢？怎樣才能在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)日軍艦隊呢？

由于受兵力和時間的限制，美軍不可能對兩條航線同時搜索。但是，他們根據(jù)軍事運籌學的理論，提出了利用偵察機進行搜索的4種方案。

一是搜索力量主要集中在北路，日本艦隊也走北路。北路天氣雖然差，能見度低，但因搜索力量集中，有可能在1天內(nèi)發(fā)現(xiàn)日軍艦隊，從而可以爭取到2天的轟炸時間。

二是搜索力量主要集中在北路，而日軍的艦隊走南路。南路天氣很好，便于偵察機搜索，雖然主要力量集中在北路，但仍有少數(shù)飛機搜索南路。這樣，要發(fā)現(xiàn)日軍的艦隊也需要1天時間，留有轟炸的時間也有2天。

三是搜索力量主要集中在南路，而日軍的艦隊走北路。這就是說，北路只有很少的飛機在很差的天氣條件下搜索日軍艦隊，這樣要發(fā)現(xiàn)日軍的艦隊得花費2天時間，而留下進行轟炸的時間則只剩1天了。

四是搜索力量主要集中在南路，而日軍的艦隊也走南路。這樣一來，進行搜索的飛機多，天氣情況好，能夠在很短的時間里就可以發(fā)現(xiàn)日軍艦隊，可以有接近3天的時間進行轟炸。

從軍事運籌學得出的結(jié)論看，美軍采取第4種搜索方案最為有利，而日軍采取走北路的方法最合適。但是，在戰(zhàn)爭中，敵人總是按照對自己最有利的情況來行動的。因此，采取搜索方案應(yīng)以敵人認為有利的情況來選擇對策。

于是，肯尼將軍根據(jù)上述意見，決定把主要力量集中使用在北路的航線上，結(jié)果不出所料，美日之間的俾斯麥大海戰(zhàn)真在美軍預(yù)期的地點發(fā)生了。

數(shù)學鑄就軍隊之魂

1944年，美國紐約州立大學韋弗教授接到軍方請求，希望幫助確定攻擊日本大型軍艦時水雷的布陣類型。因為當時美國海軍對日本大軍艦的航速和轉(zhuǎn)彎能力一無所知，所以只好求助于數(shù)學家。海軍當局有許多日本軍艦的照片。當把這一問題提到韋弗教授負責的應(yīng)用數(shù)學組時，有人馬上提供了一份資料：1887年，數(shù)學家凱爾文曾研究過當船以常速直線前進時，激起的水波沿著船只前進的方向形成一個扇面，船邊艦角邊緣的半角為19°28，其速度可以由船首處兩波尖頂?shù)拈g隔算出來。于是韋弗教授根據(jù)這個公式和日艦的照片，準確地測算出了日艦的航速和轉(zhuǎn)彎能力。軍方據(jù)此重新調(diào)整了水雷的布設(shè)方案，一試果然大見奇效，日本軍艦在美軍的“水雷陣”中一艘接一艘地葬身海底。

第二次世界大戰(zhàn)初期，希特勒的空軍優(yōu)勢給同盟國造成了很大威脅，英國面對德國的空襲，要求美國幫助增加地面防空力量。與此同時，蘇聯(lián)在戰(zhàn)爭初期失利，要求數(shù)學家想辦法應(yīng)對德軍的空襲。英國的維納和蘇聯(lián)的柯爾莫戈洛夫幾乎同時著手研究濾波理論與火炮自動控制問題。維納給軍方提供了準確的數(shù)學模型用于指揮火炮，使火炮的命中率大大提高。這一套數(shù)學理論組成了隨機過程和控制論的基礎(chǔ)。

第二次世界大戰(zhàn)中，軍備消耗驚人，研究軍火質(zhì)量控制和抽樣驗收方法以節(jié)省消耗，十分迫切。隸屬于美國哥倫比亞大學應(yīng)用數(shù)學小組的瓦爾德，研究出一種新的統(tǒng)計抽樣方法，這便是現(xiàn)在通稱的“序貫分析法”。這一方案的發(fā)明，為美國軍方節(jié)省了大量軍火物資。

有評論說，在硝煙彌漫的戰(zhàn)爭中，數(shù)學鑄就了軍隊之魂。是的，戰(zhàn)爭既需要指揮若定的軍事家，同樣也需要杰出的科學家。例如，在第二次世界大戰(zhàn)期間，僅德國和奧地利就有近200名科學家移居美國，其中包括世界上最杰出的數(shù)學家。大批外來的高科技人才流入，給美國節(jié)省了巨額智力投資。美國軍方從那時起，就十分熱衷于資助數(shù)學研究，甚至對應(yīng)用前景還不十分明顯的項目也慷慨解囊。美國認為，得到一個第一流的數(shù)學家，比俘獲10個師的德軍要有價值得多。可以說，大批數(shù)學家移居美國，是美國在第二次世界大戰(zhàn)中最大的勝利之一。

責任編輯：劉靖鑫