世界上第一個軍用火箭是一只鳥。9世紀的中國軍事戰略家伙不知怎么想出來的,在經過訓練的鳥背上綁上竹管,讓它們飛向敵方的進攻隊列,竹管里塞著剛剛發現的神奇物質,后來人們才認識到,這種物質就是火藥。大約在同一時期,最早的煙花也在中國出現了。每逢過節和慶典,人們會燃放煙花。出人意料的是,盡管中國人在殺敵方面總會推陳出新,但很久以后,他們才想到利用火藥制作高效武器。
人類應用火箭的故事可謂千奇百怪,從古代流傳至今,有如天方夜譚。其中一個故事是這樣說的:一位名叫萬戶的富庶貴族讓工匠們為他手工打造了一把帶有47支火箭的椅子。在椅子上坐好之后,他命令47位家仆同時點燃47支火箭。據說濃煙散盡之后,萬戶消失得無影無蹤。
中國人曾利用裝滿火箭的大桶發射“火”箭??梢钥隙ǖ氖?,公元1000年前,這樣的方法已經在用了。我們暫且放下用大桶發射的“火”箭不說,先說說最早的有關自推火箭的描述:“……其聲如雷,聞百里外。”他接著寫道,“所燕圍半畝之上?;瘘c著甲鐵旨透。”開封府之戰是金兵與強敵蒙軍之間的戰爭。在很大程度上,金兵的勝利得益于火箭技術。不過,火箭技術由此流傳開來。十幾二十年后,蒙古人也開始制造火箭,并且將其用于戰爭。13世紀末期,伴隨阿拉伯商人以及哲學家的歐洲之旅,他們將中國的軍事思想帶了過去,火箭技術也隨之流傳到了西方。
最著名的阿拉伯軍事著作包括敘利亞作家阿里哈?!ぐ⒗返淖髌罚闹饔浭隽酥袊说幕鸺?梢钥隙ǖ氖?,1285年,意大利人已經用上了這樣的裝置。一個世紀之后,“火箭”一詞已經收入意大利詞典。不過,正如此前中國人沒有及時想到利用火藥制造火箭,在很大程度上,由于火炮出現在同一時期,文藝復興時期的歐洲人認為,與火炮相比,火箭未免太小兒科了。
作為名噪一時的火炮的補充手段,火箭的身影也出現在15和16世紀的歐洲戰爭中。甚至還有這樣的說法,1429年,圣女貞德在保衛奧爾良的戰斗中部署了火箭。
直到18世紀,軍事家們才開始認真對待火箭。法國人在這方面處于領先地位,據信,拿破倫對使用火箭尤其熱心。最出人意料的是,在18世紀末期的印度,火箭用于軍事已經成為常事。在抗英作戰中。印度中頗費了一番心思部署火箭。13世紀,當中國人的知識擴用到歐洲時,將火箭設計為慶?;顒雍凸矐c典的傳統卻在印度誕生了。當然,顯而易見的是,將火箭技術用于軍事,印度人比歐洲軍事家們來得快。18世紀最后20年,在英國人入侵印度的漫長進程中,英國軍人在印度火箭兵手下可沒少吃苦頭。
1799年,印度守衛軍長提普·蘇丹率領6000人的火箭部隊參加了席林加帕坦之戰。他們的武器相當原始,不過,由于他們人數眾多,而且直接瞄準向前推進的英軍隊列開火,給英軍造成了不小的損失。
不過,英國人從戰爭中獲得了寶貴的經驗,在不到10年的時間里,英軍已經擁有一支裝備精良的火箭部隊。這支部隊于1806年在法國博洛尼參戰,之后一年在丹麥哥本哈根參戰。在后一次戰役中,英軍向哥本哈根發射了大約2.5萬枚火箭,導致大規模的破壞和恐慌。親歷這次戰役的一位士兵(顯然他沒有聽說此前對博洛尼進行的轟擊)所寫的報告說:“我相信,這是康格里夫火箭炮第一次參加實戰。他們在黑暗中劃過夜空時,像無數噴火的巨蟒。依我看,它們讓處于圍困中的人們極度恐慌?!?/p>
在上述戰役中使用的火箭是威廉·康格里夫上校設計的??蹈窭锓虻脑O計很快就被英軍采納,最終成為系列,最小的僅有8公斤重,最大的重達136公斤。
拿破侖時代之后的19世紀中期,黑爾型火箭取代的康格里夫火箭。之前,世界各地如雨后春筍般出現的火箭部隊基本下裝備的是康格里夫火箭。1809年的秘魯卡亞俄戰役、1810年的西班牙加地斯戰役以及三年的萊比錫戰役,英國軍隊都動用了康格里夫火箭。
第一次世界大戰期間,英國、美國、法國、德國軍隊均使用了火箭,不過,使用范圍極其有限。在這一時期,武器設計師們一直在嘗試開發多級火箭,以便它攜帶的有效載荷超過各種大炮,以便射程達到10公里以上。為達到上述目的,技術方面的困難令人生畏。不難理解的是,隨著戰爭的結束,人們對花費精力開發新武器幾乎失去了興趣?;鸺椖开q如接力棒,順其自然傳給了民間工程師和科學家。這些人相信,火箭具有令人振奮和令人鼓舞的前途。這些人還認為,火箭至少可以將有效載荷送到地球以外,它也是最終能夠將人類送往其他星球的裝置。
19世紀最后幾十年和20世紀初期,科幻小說成了熱門。儒勒·凡爾納、H·G.威爾斯兩人分別寫出了一系列暢銷小說。這些書籍不僅賣得好,而且影響特別深遠。威爾斯1901年出版的《月球上的第一批人》和凡爾納1902年出版的《從地球到月球》里所講述的科學不夠嚴謹,不過,對全世界具有科學頭腦的人們來說,這些書籍成了跳板,認真思索外太空探索的年輕人因此大受鼓舞。
在俄國,科幻小說狂人康斯坦丁·齊爾考夫斯基于1898年寫了一篇石破天驚的文章,標題為《通過反作用力裝置探索外層空間》。在這篇文章里,齊爾考夫斯基描述了深層太空探索火箭的基本要素、宇航員的著裝模式、火箭乘員的呼吸方法、他們的活動方式,以及補充食物和水分的方法。齊爾考夫斯基講述的都是未來的發展遠景,比他的同時代人超前了好幾十年。
齊爾考夫斯基只是個理論家,而且是非常棒的理論家。他從未涉足過任何火箭建造計劃,也沒有進行過任何真正的實驗。進行火箭實驗的是一位與他完全不同類型的人,是個名叫羅伯特·戈達德的美國人。后者是個雙手常常沾滿油污的實干家,是個能夠將復雜的理論與完美的實踐相結合的人。
如果有人問,誰是最早的遠程火箭的實際開拓者,誰為后來的太空技術定了型,答案無疑是戈達德。他是另一位遠遠超越他那個時代的天才。他在火箭領域創造了許多第一,他一生從事研究,在火箭和太空探索領域,他獲得了七十多項專利。
1911年,戈達德獲得了物理博士學位。在馬薩諸塞州伍斯特市的克拉克大學講授物理學期間,他開發了許多用于航天設計的數學模式,以及擺脫地球引力的機制。20世紀20年代初期,在美國國家博物館實際資金以及他所在大學某基金的資助下,他開始建造火箭,探索液體燃料推進器的可行性。這些成果為后來的V1和V2飛彈、搭載“阿波羅”登月飛船的“土星五號”火箭,以及至今仍然在用的所有火箭設定了模塊。
實際上,直到那時為止,廣大公眾只是通過科幻小說和獵奇小說等才真正知道了太空探索,是戈達德在無意間喚醒了人們沉睡的興趣,他將人們正面的興趣和許多懷疑者出奇刻薄的奚落集于一身。1920年,他編寫了一份冗長而詳盡的科學報告,闡述其研究成果的前途,目的是從國家博物館拿到5000美元的資金。在這份報告中,他用了大量的篇幅,詳盡地分析到那時為止他在科研領域的斬獲,以及他對未來的展望。不過,在報告的結尾處,他是這樣勾勒的:如果對大量的未來研究給予相應的資金支持,他的火箭可以將人送上月球。
有關戈達德的報告,一些消息甚至傳到了歐洲和亞洲。不出幾個月,他收到狂熱愛好者大量的來信,個個都希望盡快前往月球。在此同時,有些報刊文章開始批判和嘲諷戈達德的想法。美國各地急于提高刊物銷量的記者和編輯四處挖掘能夠提出反駁意見的專家。而戈達德的反應非常務實,一位持懷疑態度的記者曾經引述他的一句原話:“我想做的無非是讓這一研究有點起色而已?!?/p>
美國參加第二次世界大戰之初,戈達德才被美國軍方雇用。即使在那時,軍方也沒有充分利用他的才能。人們覺得他十分怪異,與當時的戰事脫節,無用武之地。所以,戈達德的許多建議要么被忽視,要么被擱置。從1942年起,到三年后他去世(原子彈投向廣島之后沒幾天)為止,戈達德一直為海軍工作。
由于戈達德的才能被用在了錯誤的地方,火箭設計沒有和“曼哈頓計劃”相結合,火箭不是由盟軍首先設計的。相反,由于德國為戰爭的目的不惜血本,在火箭研究領域大量投入,有科技天才和政府意愿相結合,德國在火箭領域取得了決定性的突破,也為開創太空時代打下了技術基礎。隨后又使美國航空航天局和蘇聯(后者也充分利用了抓獲的德國科學家們)取得了巨大的成功。
使美國航天計劃成為現實的科學家是沃納·馮·布勞恩,他是另一位深受儒勒·凡爾納和H·G.威爾斯幻想鼓舞的年輕人。他夢想著有朝一日前往其他星球,在軌道上建立太空站,在月球表面建造人類基地。不過,還沒等到他的幻想在現實中實現,他已然成了納粹某項目的負責人。他制造的火箭襲擊了倫敦和比利時的安特衛普,以及盟軍的其他城市。另外,如果戰爭再延續幾年,他制造的火箭甚至能打到紐約。值得慶幸的是,借助希特勒政權買單制造武器的過程,馮·布勞恩掌握了相應的知識。后來,他把自己的技術和研究成果轉化為用于和平目的的方案,設計并幫助制造了人類前往月球的第一枚火箭。
希特勒親自批準了火箭的開發計劃。1936年,德軍在波羅的海佩納明德島建立了一個專用基地,用來設計、實驗、發射火箭。也是在這里,馮·布勞恩將太空學會業余愛好者們早年追夢時的設計改造成了可行的裝置,并且最終發展成了V2飛彈,在1944年9月到1945年5月間進行了上千次發射。
第三帝國垮臺時,來自上級的命令說,與其讓負責V2飛彈的團隊落入敵人之手,不如將其成員斬盡殺絕。
馮·布勞恩事先得知了這一命令。當英國人、美國人、俄國人于1945年攻入德國時,團隊中的大部分人員及其家屬都前往哈爾茨山區的小城市萊爾羅得市躲了起來。也就是在這里,馮·布勞恩于1945年5月向進攻中的美國軍隊投降。接著被遣送到了美國。
在這一歷史時期,至少在兩代人的時間里,世界上發生了一系列促成人類到太空探索的怪事。佩納明德島的大多數科學家跟隨馮·布勞恩去了布萊爾羅得市,從那里輾轉到了美國,在美國奠定了新的事業,建立了家庭。少數留在佩納明德島的科學家則成了俄國軍隊的俘虜。更為重要的是,馮·布勞恩和他的團隊離開火箭基地時,他們僅能從數量巨大的有關V1和V2飛彈的檔案、規劃、各種文件中選擇一部分帶走。理所當然的是,有關制造火箭的數據,相當一部分落到了俄國人手里。冷戰開始之后,德國火箭團隊中的大多數科學家在為美國人工作,而俄國人手里則掌握著大部分信息,他們可以用其制造自己的武器,開發自己的太空項目。
第二次世界大戰結果10年后的1955年,艾森豪威爾總統集美國陸軍和海軍資源于一體,設計一體化項目,用于建造射程為2500公里的中程導彈。結果開發出了“木星號”火箭。1958年1月31日,美國用這種火箭發射了第一顆人造衛星“探險家一號”。“木星號”火箭是“土星五號”火箭的前身,后者十多年后將人類送上了月球。這種火箭也是“北極星”火箭的核心部分,而“北極星”火箭最終發展成了三叉戟彈道導彈發射系統。
然而,頗具諷刺意味的是,盡管俄國人事實上僅得到少數佩納明德島原班人馬的幫助,他們所掌握的僅為紙介質數據,而不是世界上首席火箭設計師頭腦里的數據,但“二戰”結束后,至少在20年內,無論是在太空競賽領域還是在洲際彈道導彈競賽領域,俄國人一直領先美國人好幾個時間跨度。
這一時期,蘇聯人創造了許多太空時代偉大的第一,例如1957年的“斯普特尼克一號”人造衛星;1959年濺落在月球表面的“月神二號”,成為有史以來人類首次送達另一個天體的探測器;1961年,第一次載人飛行讓尤里·加加林實現了,這一切都使蘇聯人在發射太空飛行器和洲際彈道導彈方面將美國人遠遠地甩在了后邊。幸虧有“曼哈頓計劃”,西方在開發原子設備方面領先了許多年。然而,蘇聯人有更完善的運載系統,彈頭也比西方多。前述情景對美國當政者來說實在是太可怕了,他們曾一門心思維護西方在技術上的領先形象。
1961年5月,約翰·肯尼迪總統第一次公開采取官方動作,試圖扭轉蘇聯人在太空和導彈研究領域的領先地位。他對國會的演講如下:
認識到蘇聯人由于掌握了大型火箭動力系統而處于領先地位,使他們領先于我們的數以月計,認識到他們似乎在未來一段時間試圖利用這一優勢,以獲取更大的成功,有鑒于此,我們有必要采取一些特定措施……我相信,我們國家有必要在10年之內達到目的,我們承諾10年以內將人類送上月球,然后安全返回地球。
肯尼迪的講話立即振奮了美國民眾、政府、業界。按照肯尼迪政府科技顧問們的看法,將人類送上月球是個可行的目標。當然,人們都知道,這一項目代價高昂,卻沒人想過這一項目會帶來什么樣的副產品。人們普遍認為,美國這樣做,是對全方位敵人的唯一回敬方式。
最能說明本書主題思想的例子莫過于肯尼迪政府于1961年5月掀起的太空競賽。20世紀初期(這一世紀見證了人類有史以來幾場最恐怖的戰爭),火箭概念已經從絕大多數軍事思想家頭腦中消失。那時候,火箭最多不過被人們當成玩具,當作科幻小說家和獵奇人士的素材。可是后來,第二次世界大戰臨近結束時,火箭被人們改造成了武器,使之具備了改變世界軍事和政治地圖的潛力。
基于火箭技術的太空探索給民同領域帶來的好處數不勝數,甚至能滿足20世紀60年代特別有遠見卓識和特別有想象力的科幻狂熱分子的所有期待。部分原因是,啟動一個太空探索計劃,必須涉獵非常廣泛的創新領域,這必然會帶來非常豐厚的技術回報。
衛星是太空探索帶給人類的最明顯的好處,也可以說是最生財的好處。自從1957年10月“斯普特尼克一號”人造衛星升空以來,人類已經發射了大約4500顆衛星。
在上述領域,最值得注意的是通信衛星產業,它涉及絕大部分國內國際電話業務、手機業務、互聯網業務。這個年收入豐厚的產業創造了50萬個就業機會,其中90%(45萬個職位)涉及衛星制造和服務,使它成為全球最大的雇主之一。
所有這一切起始于美國和蘇聯的競賽,誰能夠首先抵達月球,誰能夠在洲際彈道導彈領域超過對方,雙方在各領域捉對地拼殺。衛星以及它提供的服務僅僅是冷戰在商業方面和國內生產方面帶給人類的好處之一。
從20世紀50年代末期太空競賽開始,到1972年12月“阿波羅十七號”執行最后一次飛行任務之后不久,媒體對空探索帶來的副產品高度關注。它們經常報道那些著名的產品,例如特富龍(1938年已經發明,得力于設計師們在阿波羅飛船上的大量使用,才迅速進入商業領域)[ 特富龍(Tflon)是美國杜邦公司對其研發的所有碳氫樹脂的總稱,具有獨特的耐熱(180℃-260℃)、耐低溫(-200℃)、自潤滑性和化學穩定性?!g者注]和液晶手表。后者對航天員特別重要,進入民用領域不過幾年,十多美元即可買到一只。然而,美國人贏了登月競賽,太空競賽的光焰熄滅之后,媒體的興趣迅速降溫。所有通過太空競賽獲得的技術已經從各種報紙的版面上消失得蹤跡全無。
醫藥科學是太空競賽的最大受益者之一。利用為航天飛機設計和建造燃料泵的技術,人們開發出了第一種人造心臟。美國航空航天局的技術對計算機輔助制圖掃描儀,以及核磁共振技術起到了關鍵作用,結合這兩種技術的產品如今成了醫學界不可或缺的設備。
激光技術是個完美的例子,當年,太空工程師接觸到它的時候,它僅僅處于萌芽階段。爾后,它的演進非???,如今它已成為我們時代用途最多和用處最廣的裝置。激光技術20世紀50年代誕生于新澤西州莫瑞山的貝爾實驗室,1958年查爾斯·湯斯和阿瑟·肖格擁有了它的專利,之后很快被軍方采用,成為導彈制導技術的核心,并且其自身也成為一種武器。爾后,在位于加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進技術實驗,美國航空航天局的科學家們進一步開發了激光技術。噴氣推進技術實驗室的主要任務是研發星際通信,最近進行的載人飛行任務裝備的都是他們研制的通信裝置,無人航天器從太陽系遙遠的距離傳輸圖像的設備,部分采用了他們的裝置。我們用手機通信、在網絡上使用搜索引擎,使用的都是這一技術。
如我此前所說,太空探索的副產品不一而足,最突出的是它們的形式數不勝數,并且深入人類活動的各個層面。衛星革了通信的命,幫助了第三世界(這里僅舉三個例子:天氣預報、通信、資源探測)。激光應用到了人們日常使用的大量家電產品上,從DVD播放器到激光手術刀,應有盡有。在醫學領域應用的各種副產品從根本上改變了醫院的治療方法。來自太空研究領域的還有其他雖不那么耀眼卻數量眾多的技術產品。
戰爭利益,各個國家的自我防護,將人類帶入了太空時代。如今這些仍然是探索太空的動力。每年有數以百億計的美元投向與火箭、衛星有關的軍用太空研究領域,投向由20世紀80年代“星球大戰計劃”啟動的、處于萌芽狀態的諸如導彈防御系統之類的軍用領域。然而,太空探索對軍方來說也顯得達于龐大和代價高昂。未來,探索太陽系和系外空間的經費僅有一部分來自軍方,其他資金會由工業、商業、旅游業提供。
來自不同行業的資金會幫助人類,將人類送往其他星系。順理成章的是——事實上正如卡爾·薩根曾經闡述的那樣,這一點至關重要——人類必須具備探索太空的能力。如果我們不這樣做,作為物種,人類就會自取滅亡。如果有朝一日我們忙里偷閑靠在椅子背上回首那段穿越遙遠星系的旅程,如果我們能夠輕松地往返于人類居住的不同星球,人類絕不應當忘記,唯有借助于如此復雜的技術發展史,人類才有了今天,而這一切都植根于戰爭和沖突中產生的諸多想法以及在和平利用中實現的突破。
主持人:海風
薦書郵箱: 37229605@qq.com
主持人的話:
凡事總有兩面,戰爭也是如此。沒有人喜歡戰爭,但不可否認,戰爭推動了科技的進步。正如邁克爾·懷特在本書的導言中所說——因為戰爭,你已經于不知不覺中置身于一個全新的世界:從隨處可見的各種機器,到衛星通信,乃至醫學對我們身體的改造。
“你是技術年代的產品,你是許許多多鋼鐵以及硅片、汗水以及鮮血制造的東西的產品,是技術的孩子、戰爭的孩子?!睉烟氐倪@一說法或許顛覆了我們的日常經驗,卻是一句地地道道的實話。
《戰爭的果實——軍事沖突如何加速科技創新》是一本令人眼界大開的書,它用一系列生動的事例,揭示了戰爭與科技創新的深層關系。本期我們選取了其中講述火箭技術發展的一小段(即便如此,因為篇幅關系,仍進行了一定程度的刪節),與大家分享。掩卷之余,你一定會感嘆:火箭技術的歷史真的十分科幻!
《戰爭的果實——軍事沖突如何加速科技創新》
[美] 邁克爾·懷特_著 盧欣渝 _譯
生活·讀書·新知三聯書店2016年9月第二版