科學(xué)家在戰(zhàn)爭(zhēng)中創(chuàng)造的奇跡

歐陽(yáng)江南

科學(xué)家做起了后勤工作

1941年9月，德軍以30萬(wàn)重兵封鎖了列寧格勒，堪稱世界戰(zhàn)爭(zhēng)史上最慘烈戰(zhàn)役之一的列寧格勒保衛(wèi)戰(zhàn)正式拉開序幕。列寧格勒的軍民們除了要頂住敵人在軍事上的壓力，還必須全力解決食品、疾病等問(wèn)題，蘇聯(lián)科學(xué)家們?cè)谶@方面作出了卓越的貢獻(xiàn)。

當(dāng)時(shí)，除了饑餓威脅之外，人們還面臨著一個(gè)十分危險(xiǎn)的敵人——壞血病。預(yù)防和治療這種病，必須要補(bǔ)充維生素C。列寧格勒市近郊生長(zhǎng)的針葉樹，可作生產(chǎn)維生素C的原料。于是，全市各農(nóng)場(chǎng)被要求每天向酒廠和維生素工廠提供30噸針葉樹枝，以保證這些工廠每天能加工出200多萬(wàn)人份的針葉樹浸液。在科研人員的幫助下，針葉樹浸液的加工裝置被迅速安裝到醫(yī)院、工廠、部隊(duì)和學(xué)校，很快有100多個(gè)廠家生產(chǎn)出針葉樹浸液，從而使列寧格勒這座被封閉的城市，沒(méi)有大面積出現(xiàn)因壞血病而喪生的人。

到了年底，由于食品中的蛋白質(zhì)不足，列寧格勒軍民中又出現(xiàn)了一種可怕的疾病——營(yíng)養(yǎng)不良癥，它的死亡率很高?？墒?，在被鐵桶般包圍著的列寧格勒，到哪里去尋找奶、肉、魚、蛋等高蛋白食品呢？還是科學(xué)家有辦法。他們知道，用鋸末制取的酵母中含有大量的蛋白質(zhì)。于是，他們先將鋸末用硫酸溶液進(jìn)行酸性水解，然后用石灰中和，再經(jīng)過(guò)一番處理，就獲得了葡萄糖溶液。以這種多次澄清的溶液作為培養(yǎng)基，把由水解獲得的酵母引子置入其中，便得到了壓縮酵母。這些酵母中含有大量的維生素，蛋白質(zhì)的含量也可達(dá)到50%。用酵母對(duì)營(yíng)養(yǎng)不良患者進(jìn)行試驗(yàn)性治療，收到了非常好的效果，挽救了無(wú)數(shù)患者的生命。

接著，許多市民特別是前線的士兵，由于缺乏雄生素A，患了夜盲癥。面對(duì)這種情況，科學(xué)家們采取了用野生植物生產(chǎn)罐頭的措施，這樣一來(lái)，夜盲癥也被征服了。

1944年1月，蘇軍最終取得了會(huì)戰(zhàn)的勝利，列寧格勒的軍民永遠(yuǎn)不會(huì)忘記，在那艱難困苦的歲月里，科學(xué)家們所建立的不朽功勛。

科學(xué)家獻(xiàn)出的勝敵良策

第二次世界大戰(zhàn)中，日本“神風(fēng)特攻隊(duì)”的自殺飛機(jī)給美國(guó)的航空母艦和其他艦只帶來(lái)很大威脅。怎樣對(duì)付它們呢？美軍請(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)該因艦而異。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)。小艦擺動(dòng)大，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。對(duì)大艦只來(lái)說(shuō)，橫向發(fā)揮火力要比縱向好得多，因此一般情況下應(yīng)以橫向迎戰(zhàn)為好。但是，當(dāng)敵機(jī)從低空攻擊時(shí)，大艦橫向雖能充分發(fā)揮火力，但受敵攻擊的橫截面增大，此時(shí)應(yīng)改為縱向迎戰(zhàn)。

美軍太平洋艦隊(duì)按照這一方案改變了作戰(zhàn)方法，效果顯著，艦只損失大大減少。

1941年3月，英國(guó)空軍上將鮑希爾聽從科學(xué)家的建議，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，決策者一時(shí)很難作出決斷。

統(tǒng)計(jì)學(xué)家威廉斯教授運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法從大量數(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（1英尺約等于0.3米）時(shí)，就投放了深水炸彈，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。

威廉斯教授向軍方提交了研究報(bào)告，并說(shuō)出了自己的建議：應(yīng)重新制定深水炸彈的定深標(biāo)準(zhǔn)。在此后的交戰(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。

軍事運(yùn)籌學(xué)幫助制定戰(zhàn)術(shù)

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，以達(dá)到有效地使用兵力和物力的目標(biāo)。

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)備開往新幾內(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，美軍不可能同時(shí)搜索兩條航線。但是，他們根據(jù)軍事運(yùn)籌學(xué)的理論，提出了4種可能情況。

1.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。

2. 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，留有的轟炸時(shí)間也有2天。

3.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，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。

4.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)籌中得出的結(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，敵人是按照對(duì)自己最有利的情況來(lái)行動(dòng)的。因此，應(yīng)以敵人認(rèn)為有利的情況來(lái)選擇搜索方案。

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航線上，結(jié)果不出所料，美日之間的大海戰(zhàn)真在美軍預(yù)期的地點(diǎn)發(fā)生了。

數(shù)學(xué)鑄就了軍隊(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。

當(dāng)這一問(wèn)題提交給韋弗教授負(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，船邊的角邊緣的半角為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)相關(guān)公式和軍方提供的日艦照片，準(zhǔn)確地測(cè)算出了日艦的航速和轉(zhuǎn)彎能力。據(jù)此，美國(guó)軍方重新調(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。

戰(zhàn)爭(zhēng)初期，希特勒的空軍給同盟國(guó)造成很大威脅。面對(duì)德國(guó)的空襲，英國(guó)要求美國(guó)幫助增強(qiáng)地面防空力量。最終，美國(guó)數(shù)學(xué)家維納給英軍提供了一套準(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，如何做好軍火質(zhì)量控制和抽樣驗(yàn)收變得十分迫切。隸屬于應(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。

有人評(píng)價(jià)，在硝煙彌漫的戰(zhàn)爭(zhēng)中，數(shù)學(xué)鑄就了軍隊(duì)之魂。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。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，他們也樂(lè)于資助。有人認(rèn)為，第一流的數(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。