二戰(zhàn)中的科技智慧

科技一直以來(lái)就是戰(zhàn)爭(zhēng)的倍增器，對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的進(jìn)程、形態(tài)有著深刻的影響?？萍汲四軌蛲苿?dòng)武器裝備這些“看得見(jiàn)”的領(lǐng)域更新?lián)Q代，在一些“看不到”的領(lǐng)域也會(huì)起到意想不到的效果。

“統(tǒng)計(jì)”出的命中率

在第二次世界大戰(zhàn)中，日本軍國(guó)主義神風(fēng)特攻隊(duì)的自殺飛機(jī)，在太平洋上給美國(guó)的航母和其他艦只帶來(lái)了很大威脅。怎樣對(duì)付它們呢？美國(guó)請(qǐng)出了科學(xué)家共商對(duì)策。

科學(xué)家們?cè)敿?xì)分析了477次艦只遭受神風(fēng)特攻隊(duì)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(dòng)并不顯著影響射擊的精度，因此它應(yīng)充分發(fā)揮對(duì)空火力擊落敵機(jī)。此外，大艦只橫向要比縱向更具火力優(yōu)勢(shì)，一般情況下應(yīng)以橫向迎戰(zhàn)為好，但當(dāng)敵機(jī)從低空攻擊時(shí)，其受敵攻擊的橫截面增大，因而此時(shí)應(yīng)改為縱向迎戰(zhàn)。若小艦擺動(dòng)大，則射擊不易命中敵機(jī)，應(yīng)作“之”字形運(yùn)動(dòng)，盡量減少損失。美軍太平洋艦隊(duì)按照這一對(duì)策改變了作戰(zhàn)方法，果真靈驗(yàn)，日本空軍再也沒(méi)有了開(kāi)始時(shí)的威風(fēng)。

1941年3月，英國(guó)空軍上將鮑希爾組織成立了一個(gè)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(duì)策。當(dāng)時(shí)，英國(guó)皇家空軍用來(lái)攻擊德國(guó)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(rèn)為應(yīng)把重點(diǎn)放在研究炸彈的使用方法上。由于眾說(shuō)紛紜，決策者很難作出決斷。

數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)家威廉斯教授在研究工作中，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)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(jī)是在潛艇下潛深度只有20～30英尺時(shí)，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(wèn)題就出在定深標(biāo)準(zhǔn)上，炸彈在100～200英尺深度爆炸時(shí)，潛艇還沒(méi)有潛到這一深度，當(dāng)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(bào)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(biāo)準(zhǔn)。鮑希爾上將看了報(bào)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(guó)皇家空軍炸沉德國(guó)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(guó)空軍元帥戈林收到一封發(fā)自波羅的海海岸秘密實(shí)驗(yàn)站的電報(bào)。工程師羅森施泰因在電報(bào)中報(bào)告了他在實(shí)驗(yàn)中利用偶極子可以抵消雷達(dá)的新發(fā)現(xiàn)，并提出了制造干擾對(duì)方雷達(dá)的新式電子武器的設(shè)想。

羅森施泰因的發(fā)現(xiàn)無(wú)疑是軍事科學(xué)的一大進(jìn)步，這使戈林又喜又驚。英國(guó)?？哲姷睦走_(dá)曾一度使他大傷腦筋。干擾了雷達(dá)，無(wú)疑等于挖掉對(duì)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?yán)走_(dá)，這一發(fā)現(xiàn)一旦被英軍竊取利用，就會(huì)禍及自身。他權(quán)衡再三，決定先把這一發(fā)明藏匿起來(lái)，于是下令燒掉了關(guān)于偶極子的報(bào)告。

說(shuō)來(lái)也巧，幾乎同一時(shí)間，英國(guó)科學(xué)家科蘭博士也在實(shí)驗(yàn)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(hào)為“月光”的電子裝置，并在1943年7月27日對(duì)德國(guó)漢堡的大空襲中，突然把這一新裝置用于實(shí)戰(zhàn)，使?jié)h堡遭到了毀滅性的打擊。

把科學(xué)技術(shù)的新成就及時(shí)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(zhēng)在另一個(gè)領(lǐng)域中的競(jìng)賽，主動(dòng)權(quán)常常歸于捷足先登者。封鎖或忽視新技術(shù)的運(yùn)用，只能給戰(zhàn)爭(zhēng)埋下失敗的禍根。戈林藏匿新技術(shù)，恰如把頭鉆進(jìn)沙堆的駝鳥(niǎo)那樣愚蠢。

溫帶急流中的“縱火犯”

每當(dāng)盛大節(jié)日舉行群眾集會(huì)游行時(shí)，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(lái)了歡歌和笑語(yǔ)。

不過(guò)，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(fēng)姿，躍入人們生活的畫卷，成為孩子們的喜愛(ài)之物，而且它還曾板起陰森的面孔，登上戰(zhàn)爭(zhēng)的舞臺(tái)。例如，使用氣球帶著探空儀器升入云層，為軍事行動(dòng)提供氣象資料，還可以帶著傳單隨風(fēng)飄移，為瓦解敵軍而展開(kāi)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(guó)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(kāi)始人們搞不清原因，還以為是“天火”?？墒墙佣B三的森林大火，不能不引起美國(guó)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(fèi)盡九牛二虎之力，連個(gè)縱火犯的影子也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。后來(lái)，在一次搜查中，巡視人員偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)氣球飄浮在森林上空，當(dāng)氣球一降落，森林就燃起了大火。這個(gè)異常情況的發(fā)現(xiàn)使他們終于揭開(kāi)了謎底：原來(lái)氣球就是縱火犯！

當(dāng)時(shí)，日美兩國(guó)是敵對(duì)國(guó)，但是兩國(guó)之間隔著浩瀚的太平洋，相距8000多公里，而且地球上的風(fēng)向變來(lái)變?nèi)ィ瑲馇蛟趺磿?huì)按照日本人的意愿飄到美國(guó)去呢？早在1942年秋天，日本的一個(gè)軍事氣象學(xué)家在東南亞受到美軍飛機(jī)襲擊，他一心想要報(bào)復(fù)，于是想出了一個(gè)巧妙的辦法，用氣球帶上定時(shí)燃燒彈，利用地球上空的一條溫帶急流把燃燒彈送到美國(guó)去。這條溫帶急流距離地面10公里高，有幾千公里長(zhǎng)，幾百公里寬。那里經(jīng)常刮著強(qiáng)西風(fēng)，風(fēng)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(guó)上空。日本這位氣象學(xué)家長(zhǎng)期的潛心研究和極有說(shuō)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(jì)劃獲得了批準(zhǔn)。

在這條風(fēng)帶中，如果飛機(jī)不小心飛進(jìn)去，就會(huì)上下顛簸，甚至?xí)斐蓹C(jī)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(gè)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(gè)帶定時(shí)燃燒彈的氣球，施放到“急流”中。氣球燃燒彈果然隨著強(qiáng)西風(fēng)飄移，只用兩三天的時(shí)間就飄到了美國(guó)和加拿大本土，從而給兩國(guó)造成了嚴(yán)重的破壞和損失。

巧用“煙灰”炸軍列

1943年，抗日戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)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(zhēng)。軍車上的彈藥車廂警戒很嚴(yán)，無(wú)法接近;鐵路上又有裝甲車巡邏，路軌也無(wú)法破壞。眼看次日早晨6時(shí)就要發(fā)車，怎么辦？地下黨員老黃焦急萬(wàn)分，連夜召開(kāi)黨小組會(huì)，讓大家想辦法。會(huì)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(xué)教員老徐一聽(tīng)，忙說(shuō)：“有辦法了，咱們就在這節(jié)車廂上動(dòng)腦筋……”

日本放出的掛有炸彈的氣球

凌晨6時(shí)，軍用列車從上海正點(diǎn)開(kāi)出，風(fēng)馳電掣，飛奔在滬杭鐵路上。當(dāng)列車快到杭州時(shí)，尾部車廂突然燃起熊熊大火，剎時(shí)引爆了整列軍車，鐵路很快癱瘓了。日軍對(duì)這突如其來(lái)的大爆炸驚恐萬(wàn)狀，派出部隊(duì)沿途設(shè)崗進(jìn)行大搜查，但現(xiàn)場(chǎng)找不到絲毫爆炸物的痕跡，查不出列車起火的原因，他們無(wú)可奈何，只好宣布是自然爆炸。

真的是自然爆炸嗎？其實(shí)這是地下黨巧用白糖車設(shè)下的“煙灰陣”。原來(lái)，在列車開(kāi)動(dòng)前一小時(shí)，地下黨員小李乘搬運(yùn)糖包之機(jī)，將糖包撕開(kāi)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(shí)他又往煙灰堆里塞進(jìn)一支點(diǎn)燃的香煙，列車開(kāi)動(dòng)后，白糖、煙灰、點(diǎn)燃的香煙不斷晃動(dòng)、攪和，香煙點(diǎn)燃了白糖，煙灰加速了白糖的燃燒，藍(lán)色的火焰延伸到整個(gè)車廂，漸漸形成大火，最后引爆了整列彈藥車。

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

運(yùn)籌學(xué)發(fā)揮最大效力

軍事運(yùn)籌學(xué)是20世紀(jì)40年代形成的一門學(xué)科，主要研究軍事活動(dòng)中能用數(shù)量來(lái)表達(dá)的有關(guān)運(yùn)用和籌劃等問(wèn)題。它根據(jù)問(wèn)題的要求，通過(guò)數(shù)學(xué)分析和運(yùn)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(duì)集結(jié)在南太平洋的新不列顛島，準(zhǔn)備越過(guò)俾斯麥海，開(kāi)往新幾內(nèi)亞。當(dāng)時(shí)，擔(dān)任美國(guó)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(duì)。

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(bào)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(duì)會(huì)選擇哪條航線呢？怎樣才能在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)日軍艦隊(duì)呢？

由于受兵力和時(shí)間的限制，美軍不可能對(duì)兩條航線同時(shí)搜索。但是，他們根據(jù)軍事運(yùn)籌學(xué)的理論，提出了利用偵察機(jī)進(jìn)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(duì)也走北路。北路天氣雖然差，能見(jiàn)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(duì)，從而可以爭(zhēng)取到2天的轟炸時(shí)間。

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

三是搜索力量主要集中在南路，而日軍的艦隊(duì)走北路。這就是說(shuō)，北路只有很少的飛機(jī)在很差的天氣條件下搜索日軍艦隊(duì)，這樣要發(fā)現(xiàn)日軍的艦隊(duì)得花費(fèi)2天時(shí)間，而留下進(jìn)行轟炸的時(shí)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(duì)也走南路。這樣一來(lái)，進(jìn)行搜索的飛機(jī)多，天氣情況好，能夠在很短的時(shí)間里就可以發(fā)現(xiàn)日軍艦隊(duì)，可以有接近3天的時(shí)間進(jìn)行轟炸。

從軍事運(yùn)籌學(xué)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(zhēng)中，敵人總是按照對(duì)自己最有利的情況來(lái)行動(dòng)的。因此，采取搜索方案應(yīng)以敵人認(rèn)為有利的情況來(lái)選擇對(duì)策。

于是，肯尼將軍根據(jù)上述意見(jiàn)，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(diǎn)發(fā)生了。

數(shù)學(xué)鑄就軍隊(duì)之魂

1944年，美國(guó)紐約州立大學(xué)韋弗教授接到軍方請(qǐng)求，希望幫助確定攻擊日本大型軍艦時(shí)水雷的布陣類型。因?yàn)楫?dāng)時(shí)美國(guó)海軍對(duì)日本大軍艦的航速和轉(zhuǎn)彎能力一無(wú)所知，所以只好求助于數(shù)學(xué)家。海軍當(dāng)局有許多日本軍艦的照片。當(dāng)把這一問(wèn)題提到韋弗教授負(fù)責(zé)的應(yīng)用數(shù)學(xué)組時(shí)，有人馬上提供了一份資料：1887年，數(shù)學(xué)家凱爾文曾研究過(guò)當(dāng)船以常速直線前進(jìn)時(shí)，激起的水波沿著船只前進(jìn)的方向形成一個(gè)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(lái)。于是韋弗教授根據(jù)這個(gè)公式和日艦的照片，準(zhǔn)確地測(cè)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(jiàn)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(shì)給同盟國(guó)造成了很大威脅，英國(guó)面對(duì)德國(guó)的空襲，要求美國(guó)幫助增加地面防空力量。與此同時(shí)，蘇聯(lián)在戰(zhàn)爭(zhēng)初期失利，要求數(shù)學(xué)家想辦法應(yīng)對(duì)德軍的空襲。英國(guó)的維納和蘇聯(lián)的柯?tīng)柲曷宸驇缀跬瑫r(shí)著手研究濾波理論與火炮自動(dòng)控制問(wèn)題。維納給軍方提供了準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)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(xué)理論組成了隨機(jī)過(guò)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(yàn)收方法以節(jié)省消耗，十分迫切。隸屬于美國(guó)哥倫比亞大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)小組的瓦爾德，研究出一種新的統(tǒng)計(jì)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(guó)軍方節(jié)省了大量軍火物資。

有評(píng)論說(shuō)，在硝煙彌漫的戰(zhàn)爭(zhēng)中，數(shù)學(xué)鑄就了軍隊(duì)之魂。是的，戰(zhàn)爭(zhēng)既需要指揮若定的軍事家，同樣也需要杰出的科學(xué)家。例如，在第二次世界大戰(zhàn)期間，僅德國(guó)和奧地利就有近200名科學(xué)家移居美國(guó)，其中包括世界上最杰出的數(shù)學(xué)家。大批外來(lái)的高科技人才流入，給美國(guó)節(jié)省了巨額智力投資。美國(guó)軍方從那時(shí)起，就十分熱衷于資助數(shù)學(xué)研究，甚至對(duì)應(yīng)用前景還不十分明顯的項(xiàng)目也慷慨解囊。美國(guó)認(rèn)為，得到一個(gè)第一流的數(shù)學(xué)家，比俘獲10個(gè)師的德軍要有價(jià)值得多?？梢哉f(shuō)，大批數(shù)學(xué)家移居美國(guó)，是美國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)中最大的勝利之一。

責(zé)任編輯：劉靖鑫