高速動能武器：投下“人造流星雨”

苗若玖

動能蘊(yùn)含殺傷的“潛能”

賦予物體以動能，并依靠這種能量攻擊鳥獸和同類，這樣的思路可以追溯到石器時代。人們發(fā)明了投矛器、投石器和弓箭等可以兼做武器的狩獵工具，使獵人和戰(zhàn)士便于發(fā)力，從而更有效地為石塊和矛（箭矢）賦予動能。在長弓出現(xiàn)之后，拋物線射擊很快成為行之有效的戰(zhàn)術(shù)。長弓手們向斜上方射擊，讓箭矢的動能首先在爬升中轉(zhuǎn)化為重力勢能，再下落成為箭雨，擊穿敵人的重甲。1415年，在阿金庫爾戰(zhàn)役中，英軍的長弓手就憑借這種戰(zhàn)術(shù)，戰(zhàn)勝了擁有人數(shù)優(yōu)勢的法軍重裝騎兵。

進(jìn)入火器時代之后，火藥提供了遠(yuǎn)比人類體能更大的動能來源。早期火槍和火炮都發(fā)射實(shí)心彈丸，純粹依靠火藥賦予的動能，殺傷敵軍的人員或者破壞他們的裝備。直到現(xiàn)代，槍械依然基本承襲著這樣的設(shè)計(jì)思路。不過，加工技術(shù)的進(jìn)步，以及彈道學(xué)的研究，讓子彈從球體變成了近似于錐體的樣貌，而且和槍管內(nèi)壁的貼合更為緊密，并且因?yàn)閬韽?fù)線的存在而旋轉(zhuǎn)飛行，能夠更長久地保持著彈道的穩(wěn)定?；瘜W(xué)發(fā)展帶來了火藥配方的改進(jìn)，而冶金技術(shù)的進(jìn)步使槍管可以承受更高的膛壓，或者說允許火藥釋放出更大的力量，從而為彈丸賦予更高的動能。正是這些改進(jìn)，讓現(xiàn)代步槍和突擊步槍發(fā)射的彈藥往往超越聲速，與最早一批火器早已不可同日而語。

但槍管的膛壓不可能無限制提高，目前槍械子彈的飛行速度，相比于它們可能飛行的距離，仍然顯得較慢。子彈出膛后受到空氣阻力而減速，側(cè)風(fēng)和地球引力等因素對彈道的影響也會越來越明顯，使遠(yuǎn)距離的精準(zhǔn)射擊帶有很大的運(yùn)氣成分。動能武器在追求彈丸速度的過程中，迫切需要引入新的動能來源。

?早在石器時代，人們就賦予物體以動能，發(fā)明了投矛器、投石器和弓箭等武器

尋找“下一代武器”的基礎(chǔ)

電學(xué)在19世紀(jì)的發(fā)展，使電磁場進(jìn)入了人們的視野。1901年，挪威奧斯陸大學(xué)的地球物理學(xué)家克里斯蒂安·伯克蘭，建造了一個以電磁力發(fā)射金屬物體的裝置，并在同年獲得了名為“電火炮”的專利。不過，伯克蘭的主要研究領(lǐng)域，是在極光和地球磁場方面，因此他的“電火炮”也沒能發(fā)展成為實(shí)用的武器。

不過，伯克蘭的身份和他的創(chuàng)意，啟迪了科幻作者。法國科幻作家儒勒·凡爾納的《從地球到月球》和續(xù)作《環(huán)繞月球》，講述了美國巴爾的摩退役軍人組成“大炮俱樂部”，運(yùn)送3名探險家登月的故事，他們使用的發(fā)射藥是火棉。英國人莫利·布朗寫作的短篇續(xù)作《月神花園》，沿用了凡爾納設(shè)定的世界觀，并聚焦于大炮俱樂部會員們的女眷，講述她們試圖向月球發(fā)射廚余垃圾，以便讓那里的土地變得適合耕種。但此時，曾經(jīng)發(fā)射登月炮彈所用的“巴爾的摩大炮”已經(jīng)被拆解;而且女眷們的發(fā)射計(jì)劃，即使用掉地球上所有的火棉也不一定能達(dá)成。于是，經(jīng)由先前參與登月探險的法國探險家米歇爾·阿當(dāng)牽線，奧斯陸大學(xué)的專家派出電磁炮助陣，使發(fā)射廚余垃圾的計(jì)劃得以實(shí)施。

?火藥發(fā)明為彈丸提供了更大的動能來源

在現(xiàn)實(shí)生活中，伯克蘭的創(chuàng)意最終向著武器的方向演進(jìn)。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國和日本都試圖研制電磁炮，以實(shí)現(xiàn)不受攔截的高精度遠(yuǎn)程打擊。但受制于當(dāng)時所用技術(shù)的可靠性，加之戰(zhàn)場上難以保證穩(wěn)定的電源，兩國的研究長期難以實(shí)用化。隨著軸心國戰(zhàn)場失利，資源和能源都捉襟見肘，這些研發(fā)計(jì)劃最終歸于失敗。直到20世紀(jì)末和21世紀(jì)初，電源小型化問題逐漸得到解決，電磁炮才出現(xiàn)了實(shí)用化的曙光。不過，美國、中國等軍事強(qiáng)國研制之中的電磁炮，目前大多還只是在靶場一類的理想環(huán)境中進(jìn)行測試，并沒有真正裝備部隊(duì)。至于可供單兵使用的電磁武器，受制于電源等方面的技術(shù)，就更是遙遙無期。

?目前槍械子彈的速度被一再提高

在這方面，科幻作品顯然要走得比現(xiàn)實(shí)更遠(yuǎn)。在美國科幻電影《變形金剛》系列里，有一艘驅(qū)逐艦將主炮換成了電磁炮進(jìn)行測試。而正是這門特殊的炮，擁有比一般火藥武器更高的動能，可以穿透變形金剛的裝甲，因而成了擊敗反派“大力神”的關(guān)鍵。

而在著名的科幻游戲《輻射》系列中，電磁炮臺和可供單人使用的電磁槍械都并不罕見。根據(jù)這些游戲“核能朋克”式的世界觀，人類致力于核反應(yīng)堆的小型化，而且攻克了可控核聚變技術(shù)并將其小型化。就像現(xiàn)實(shí)生活中人類將計(jì)算機(jī)從占據(jù)一間屋子縮小到能放在桌上一樣，《輻射》世界中的人類，將核反應(yīng)堆縮小到可以隨身攜帶的程度，以至于汽車和某些單人武器都可以使用所謂的“核能電池”，也就是袖珍化的核反應(yīng)堆來驅(qū)動。（當(dāng)然這在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的。）于是，許許多多穿著核動力裝甲的士兵，在這個世界里拿著同樣由核能驅(qū)動的電磁槍械彼此殺戮。超高速的彈丸，使電磁步槍成為游戲中威力驚人的高精度武器。

?美國研制的電磁軌道炮（EMRG），它是一款遠(yuǎn)距離攻擊武器，其使用電力來推進(jìn)炮彈飛行，而不是傳統(tǒng)的火藥動能。未來美國海軍將在戰(zhàn)艦上裝備這款電磁軌道炮

中國科幻作家鄭軍的《鐘聲》，則構(gòu)想了一種電磁武器在戰(zhàn)略層面的使用。在這篇小說里，一些反對全球化和中國改革開放的恐怖分子，為了表達(dá)極端的政治訴求，利用一處山體建造了巨大的電磁炮。它以沉重的鎢條為彈藥，利用電磁力將少量鎢條發(fā)射到數(shù)百千米外。而在想要襲擊的地標(biāo)建筑附近，還會有恐怖分子的同伙觀察彈著點(diǎn)，并引導(dǎo)遠(yuǎn)方的炮手迅速修正發(fā)射數(shù)據(jù)，最終完成恐怖襲擊。恐怖分子的陰謀最終被挫敗，但一位采訪這個事件的記者，卻向中國軍隊(duì)的發(fā)言人提了一個“腦洞大開”的問題：如果在海岸上部署電磁炮群，在必要時為敵人的航母戰(zhàn)斗群制造一場“人造流星雨”，會造成多大的威脅？

“上帝之杖”的構(gòu)想與威脅

在《鐘聲》里，作者鄭軍并沒有對這個問題給出明確的答案。但在現(xiàn)實(shí)生活中，軍界已經(jīng)考慮將電磁炮等動能武器作為戰(zhàn)略武器，而且思考了動能武器的另一種可能性，那就是純粹依靠地球引力來實(shí)施攻擊的天基動能武器。

?游戲《輻射》系列里的高斯步槍

雖然世界上被隕石擊傷的人，以及被隕石擊中的房屋和車輛都為數(shù)極少，但每一次這樣的巧合，都會帶來嚴(yán)重的破壞。因此，如果能夠事先將大量可以作為人造流星的材料，比如鎢、鈦等耐高溫的金屬裝在某種容器里，發(fā)射到太空之中，戰(zhàn)時讓這些金屬棒落回地面，就可以為敵國制造一場“人造流星雨”。這種構(gòu)想，便是美國軍隊(duì)提出的概念性武器“上帝之杖”的基礎(chǔ)。按照設(shè)計(jì)，“上帝之杖”是一種攜帶了大量金屬棒升空的衛(wèi)星，它可以在必要時投放這些金屬棒，利用其高速度毀傷敵人的城市和筑壘地帶，并因?yàn)殡y以攔截而引起恐慌。

不過，這一類武器最大的用武之地，或許是攻擊海軍的航空母艦戰(zhàn)斗群。目前世界上的各個軍事強(qiáng)國，在裝備航空母艦之后，都會為其搭配驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦和潛艇等戰(zhàn)斗艦艇，以及補(bǔ)給艦等后勤船只，形成可以持續(xù)戰(zhàn)斗的艦隊(duì)。以起降飛機(jī)為“主業(yè)”的航空母艦，雖然是艦隊(duì)的旗艦，但自身的防空能力主要由艦載機(jī)來提供;而與航空母艦相伴的水面艦艇，則為其提供了嚴(yán)密的防空網(wǎng)，令敵軍難以直接對航空母艦進(jìn)行突擊。但如果借助“上帝之杖”一類的系統(tǒng)，對航空母艦戰(zhàn)斗群發(fā)射密集的“人造流星雨”，那么只要有若干根金屬棒穿透飛行甲板，就可讓航空母艦上的飛機(jī)起降作業(yè)全部癱瘓，作戰(zhàn)能力大打折扣。

?如果借助“上帝之杖”一類的系統(tǒng)，對航空母艦戰(zhàn)斗群發(fā)射密集的“人造流星雨”，其后果不可想象

不過，“上帝之杖”想要走向?qū)嵱没?，也面臨著不少問題，其中之一便是航天發(fā)射的高成本。將大量沉重的金屬棒發(fā)射到外層空間，并使它們長期環(huán)繞地球運(yùn)行，所需的成本是驚人的。而且，由于“上帝之杖”的攻擊特性，這樣的武器恐怕只有集群使用才能發(fā)揮出足夠的威力，因此其網(wǎng)絡(luò)的營造成本將會更加驚人。盡管目前人類已經(jīng)擁有可以回收再利用的低成本小型火箭，但其推力恐怕難以滿足“上帝之杖”發(fā)射所需。在航天技術(shù)發(fā)生革命性的進(jìn)步以前，這個構(gòu)想恐怕還只能是紙上談兵。

（責(zé)任編輯/房寧）