[摘 要]从军事技术发展史的角度分析,基础科学与军事技术创新的关系历经了初级、中级和高级三个阶段,即古代时期两者各自独立发展,近代时期彼此相互联系,现代时期的高度融合。关注基础科学与军事技术创新关系的探讨,对我国依托基础科学推动军事技术创新,促进军民融合发展有一定的借鉴意义。
[关键词]基础科学;军事技术创新;历史演变
从军事技术发展史来看,基础科学与军事技术创新的关系经历了独立发展、相互联系和高度融合的三个历史阶段,随着科学技术一体化的日趋加强和军事技术体系错综复杂,基础科学与军事技术创新的关系将更加密切。
1、古代:基础科学与军事技术创新的关系处于初级阶段
在火药应用于军事之前,高频率的战争次数导致冷兵器的种类繁多、内容丰富,但这一时期的基础科学并不发达,军事创新主要依靠工匠们的经验积累和不断摸索。
就冷兵器的材质而言,冷兵器可分为木兵器、竹兵器、石兵器、陶兵器、青铜兵器和铁兵器,在这演变的过程中,冶炼技术起着主导作用。在冶炼技术出现之前,人们的武器一般都就地取材,使用木质或者石头打磨的工具,而金属铜的出现并有目的的应用战争则使武器装备有了质的飞跃。大约公约前1万年,石器时代的人们开始认识并使用铜,通过不断地艰难摸索,掌握了通过制造高温热源和去除杂质的冶炼技术。这一时期,化学等基础科学的知识根本没有系统的出现,武器装备材质的创新主要依靠工匠们不断的摸索实验,“最初控制燃烧温度的知识被看做一股神秘的力量,随后人们才逐渐认识到,那些不过是知识和技术的应用而已。几乎可以肯定,同样是靠着运气和反复试验、反复失败,金属制造最终获得了飞跃式发展。”[1]
2、近代:基础科学与军事技术创新的关系处于中级阶段
14~15世纪的文艺复兴运动,促进了近代科学的形成与发展,以实验材料和逻辑推理为基础的研究方法,指导人们更好的认识世界,探索事物的发展规律,数学、化学、物理学等基础学科获得了较快的发展,取得了一系列的新理论、新知识,这些基础科学的突破往往带来军事技术创新。
基础化学的发展为枪炮提供了稳定可靠的炸药,解决了弹药动能和杀伤力的问题,但射击精度的提高还需要外弹道学理论的支持,这离不开数学、物理学等基础科学的发展。1546年,意大利数学家塔塔格里亚出版了《投弹技术》一书,发现了炮身在倾斜45°时射程最远。17世纪时,伽利略在大量观察实验的基础上,并结合惯性定律等物理学知识,导出弹丸运动的抛物线方程,并且以其为依据写出了关于自由抛射运动的著作,用科学的理论解释了射角为45°射程最远的事实,标志着弹道学的理论初步形成。从17世纪末18世纪初,牛顿通过介质对运动物体的作用的研究,在《自然哲学的数学原理》中四章讨论了外弹道学理论,确立了力学定律和微分学是外弹道学问题的理论基础,成为近代外弹道学奠基人。19世纪战争对枪炮技术的要求逐渐提高,枪炮的准确性、射程和威力要求及高精度的射表是外弹道学必须解决的课题,战争的现实需要极大的刺激了外弹道学的发展,使外弹道学理论出“井喷式”涌出,如西亚切近似法、弹丸运动微分方程的数值积分法等,这些方法的核心就是微积分理论。微积分在外弹道学中的应用,使外弹道学摆脱了经验判断的局限,以“无限细分”和“无限求和”的微积分思想让运动弹丸的轨迹细分到静止弹丸点的集合。[4]通过研究每一瞬间弹丸的特征来归纳出整个弹丸运动规律,使枪炮技术成为一门以数学为工具的学科。
3、现代:基础科学与军事技术创新的关系处于高级阶段
正如“曼哈顿工程”的成功依赖于基础科学的突破一样,“曼哈顿工程”也极大的促进了量子物理学的发展,使人们对理论物理学的认识得到了极大的强化,使量子物理学在战后相当长的一段时间内成为带头学科。“曼哈顿工程”集中了当时大量的顶尖物理学家,为学术交流提供了良好的平台,“他们有时在国际会议上碰头,交换意见,有时在声望卓著的科学刊物上发表论文,介绍新发现。一大批这方面的科学家会聚在阿拉莫国家实验室,形成了一个无与伦比的思想库”,7这些物理学家们在阿拉莫实验室进行问题探讨,学术交流,将观众的焦点集中到共同的目标,极大地推动了量子物理学在短期内的迅速发展。在研制的过程中,有政府出资建立的先进实验室,也为基础科学的研究发展提供了优越的硬件设施。此外,从“曼哈顿工程”中总结出来的“大科学”管理模式,被成功地应用与其他基础科学项目的管理,间接地推动了其他基础科学的突破与发展,基础科学与军事技术创新高度融合。