物理学理论是武器装备发展的原动力，本文主要内容关键词为：武器装备论文,原动力论文,物理论文,学理论论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理学是一门具有悠久历史的学科，它在自身的发展进程中取得的每一次重大理论突破都引发了武器装备的更新与发展，可以说物理学理论是武器装备发展的原动力。
1 机械原理开创了冷兵器时代
在原始社会末期，为了满足生存的需要，发生了部落与部落之间的战争。利用物理学劈尖原理生产的石制工具（如石戈、石矛、石刀、石斧等）便成了最早用于战争的武器。杠杆原理的应用，使石弓、弩炮等也投入了战场。随着采矿、冶炼技术的发展，由金属制造的刀、枪、剑、戟、矛等经久耐用、坚硬锋利的进攻性武器逐渐成为战场的主要兵器。于是，战场上万马奔腾、刀光剑影的冷兵器时代从此开始了。
2 热力学原理的应用提高了武器装备的机动性能
1765年詹姆斯·瓦特根据物理学中相变潜热概念，利用分离冷凝器的方法使蒸汽机的效率大大提高。蒸汽机的应用导致欧洲的工业革命。卡诺、焦耳等物理学家及工程技术人员的研究又促进了热力学理论的建立和发展。19世纪中叶，人们在热力学理论的指导下，不断改进热机结构、改善热机性能。汽油机、柴油机和喷气发动机等热功能量转换机械相继问世。每当一种新型热机问世，便很快被“应征入伍”去装备大量新式自行火器。例如，1769年法国炮兵军官尼古拉·约瑟夫·居尼奥研制的人类第一台用于牵引火炮和运输的蒸汽汽车，有效地加速了陆地战场前沿的推进。1903～1904年，法国研制了第一辆装甲车。1915年8月，英国研制了第一辆坦克。1916年9月，坦克首次投入战斗，使军队的机动能力和战斗能力大大增强。到第一次世界大战以后，坦克、装甲车、军舰和飞机等逐渐成为世界各国军事力量的主体。
3 阿基米德定律促进了海战武器的迅速发展
阿基米德浮力定律阐述了物体沉浮的原理，漂浮于水面的船只装备上武器就成了战舰。1775年瓦特发明的实用蒸汽机，使原本靠人划风推的船只如虎添翼。1802年，英国研制了第一艘不需人力划浆的蒸汽船。1807年8月9日，美国罗伯特·富尔顿制造的第一艘“克莱蒙特号”蒸汽轮船下水。为了加强美国的国防力量，富尔顿又为美国设计制造了第一艘蒸汽动力军舰。此后。世界各国制造的各种战舰也就陆续出现在海面上。浮力定律的进一步应用，又使水面战争向水下发展。根据物体沉浮原理布设水雷，时时威胁水面战舰的安全。为了防御敌方水雷的侵害、并从水下主动地攻击敌舰，1775年，美国的布什尔内设计制造了一座以手摇螺旋桨为动力的单人驾驶的木壳潜艇。随着物理学理论的发展，以蒸汽机为动力的潜艇和电动潜艇，为海战提供了卓有成效的舰种。并在第一次世界大战中被广泛使用。在第二次世界大战中，世界各国制造的潜艇总数已达1600多艘，几乎是战前的4倍。物理学的进一步发展， 核动力的采用，各种舰船和潜艇的航程实际上已不受限制。
4 流体力学原理的应用使空战武器得以迅猛发展
1783年法国的蒙特戈尔兄弟的载人气球升上了天空。在1870年的普法战争中，法国利用空中渠道以气球作为通信工具，突破了德国军队对巴黎的封锁。物理学中气体热膨胀的原理奏响了空战的前奏曲。诚然，真正的空战是在人们对流体的物理性质有了一定的认识和应用以后才开始的。18世纪，欧拉和伯努利等物理学家创建了流体力学。19世纪，英国的斯托克斯·詹·麦克斯韦和奥·雷诺、法国的泊肃叶等科学家深入地研究了粘滞、涡流、湍流等问题。流体力学的进展激励着有抱负的莱特兄弟，他们认真阅读了大量的科技文献，经过4年的刻苦钻研，于1900年开始制造滑翔机，1903年，世界上第一架带动力的飞机试飞成功，开辟了人类飞向空中的新纪元。1905年，英国的兰彻斯特提出了飞翼举力和涡旋理论。物理学理论进一步促进飞艇和飞机制造业的发展。对科技新成果最为敏感的军事界，很快意识到飞机的重要军事价值，竞相利用飞机向对方的仓库、基地投掷炸弹。到了第二次世界大战，以飞机为主要武器装备的空军开始出现并投入战争。随着科学技术的发展，飞机的军事利用范围越来越广。为了满足战争需求，人们不断改进飞机的类型和性能，歼击机、轰炸机、运输机、侦察机等各种类型的飞机逐步投入战场。在1991年的海湾战中，多国部队出动了9万多架次的飞机，轮番侦察和轰炸伊拉克和科威特境内的目标，平均每一分钟一架次，投掷了数十万吨炸弹。基于动力学原理制成的喷气式飞机、火箭和导弹，既扩大了空中战场的领域，又使低空中的狂轰滥炸演变为高精度、远射程的有的放矢。
5 电磁理论的应用与电子战武器的逐步升级
1819年，丹麦物理学家奥斯忒揭示了电和磁的关系。1831年，英国物理学家法拉第发现电磁感应定律。美国的莫尔斯学习、继承、总结了物理学家们在电磁学方面的经验和成就，通过自己的不懈努力，成功地制造了世界上第一台电报机。1865年，英国物理学家麦克斯韦推断电磁波的存在。1890年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。意大利科学家马克尼钻研了电磁学理论，于1894～1896年研制成无线电报机。从此，无线电通信在陆、海、空军中得到广泛应用。在1904年的日俄战争中，日本人几乎在所有的军舰上都安装了马克尼的无线电报机。在此期间，又有许多科学家对电磁波的反射和折射现象及其探测方法进行了深入的研究和探讨。1935年英国无线电科学家罗伯特·沃森－瓦特发明了能产生短促高频、高能脉冲信号的磁控管，并提出利用电磁波可以确定敌方目标的方位。经过瓦特与铁寨的共同努力，雷达的研制获得成功，到1937年，英国已建立了20个雷达站，1939年，雷达网已覆盖了英国的本土和沿海。1940年不列颠战役中，由于雷达大显神威，37天内德军就损失了1300架飞机。从此，电子战就伸向原有的陆海空三维战场。目前，警戒雷达、侦察雷达、制导雷达等各种形式的雷达在战争中发挥着重要的作用。
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近代物理学理论使武器装备的发展进入一个崭新的阶段
1905年，爱因斯坦狭义相对论的建立为物理学对高速运动物体的研究提供了依据。1916年，爱因斯坦又创立了广义相对论，为武器装备的进一步发展提供了新的理论基础。质能关系式启示人们，重核裂变或轻核聚变可释放出巨大的能量。军事家们很快预感到这一关系式的军事应用前景。美国任命原在加利福尼亚大学任教的杰出物理学家奥本海默为著名的“曼哈顿”工程的总负责人，同时调集22万科研人员一起研制原子弹。1945年8月，日本的广岛、长崎首先遭受了原子弹的灭顶之灾。 随着原子物理学研究的不断深入。核能的利用越来越广泛，核弹头、核潜艇、核动力航母等被广泛地装备于部队。量子力学的诞生，解决了原子领域内一系列重大问题，使计算机技术迅速发展起来，军事中的遥控遥感技术、制导技术也取得突破性进展。基本粒子物理学、核物理学、固体物理学、低温物理学等学科的研究和发展，使许多高技术的战略、战术武器应运而生，通信卫星、激光制导导弹、红外侦察、隐形飞机等无一不标志着物理学进展的功勋。从20世纪60年代以来，以原子、电子技术为代表的现代科学技术飞速发展，使火器与机器相结合的时代跨入一个崭新的阶段，为军队研制出了更加新式的武器装备。1957年第一颗人造地球卫星上天以后，各种侦察卫星、导弹预警卫星、海洋监视卫星、拦截卫星等军用卫星相继升上天空，而且轨道轰炸武器也出现在宇宙空间，这意味着基于地球及其表面的战场已经向宇宙空间延伸。1991年的海湾战争，美、英、法多国部队就已将战场布设于宇宙空间。他们调用了庞大的卫星系统来监视伊拉克的举动。其侦察卫星的分辨率达到0.3m，可清楚地分辨出地面上的坦克、装甲车、人员数量，可预警导弹的发射。这对指挥中心及时了解情况、增强战斗力、提高武器精度等都起到了极其重要的作用。
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现代物理学的发展预示着大批新概念武器将逐渐进入未来的战场
（1）指哪打哪的激光武器
激光具有方向性好、能量高度集中等优点，可以利用激光束辐射的能量直接摧毁敌方目标。与常规武器相比，激光武器具有出击无响声、无后座；不需提前量，指哪打哪；能量集中，可摧毁坚硬目标；操作简便，机动灵活。
（2）威力巨大的粒子束武器
把具有高速度的微观粒子（质子、中子、电子等）汇聚成密集的粒子束流射向目标，这就是粒子束武器的基本原理。这种武器对目标的破坏效应主要有：一是使目标材料产生熔洞或热破裂，二是引爆炸药，三是燃熔或破坏目标的电子设备或器材。与一般武器相比，粒子束武器具有拦截速度快、能量高度集中、转换射向灵活，“弹药”不受限制、能全天候作战、无放射性污染等优点。
（3）神威显赫的电磁炮
电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。通电导线或线圈在磁场中会受到作用力，产生加速度。若将弹丸制成导线或线圈的形式，利用电磁力驱动弹丸，可以使其在瞬时内获得很高的速度。这就是电磁炮的物理基础。从理论上讲，电磁炮发射时不会火光冲天，而且只要调节电磁场的强弱就可调节射程，因而电磁炮具有威慑力强、隐蔽性好、射程可调、效费比高等优点。
（4）悄无声息的次声武器
次声是一种频率低于20Hz、人耳听不见的机械波。它具有传输时能量衰减缓慢、穿透能力强、破坏力大等优点。次声作用于人脑（人脑的阿尔法节律为18～20Hz），使其产生共振，从而使人神经错乱；次声作用于内脏器官（振荡频率为4～18Hz），可使人的五脏六腑产生共振，导致人的死亡。次声武器的隐蔽性好，而且它只杀伤敌方人员，不会破坏敌方的武器装备，可以取而用之，成为己方的作战力量。
（5）超越形声的微波波束武器
微波波束武器是利用高功率微波在与物体相互作用时产生的电效应、热效应和生物效应对目标产生杀伤作用的。微波能量照射人体表面后，可产生反射、散射、穿透和吸收，轻者会造成人员的心理损伤和肌体功能的变化，重者会烧伤人体的皮肤及内部组织，甚至导致死亡。微波能量照射敌方的武器装备，轻者会产生强电磁干扰，重者会使电子设备因过载而失效或烧毁。对于隐形武器而言，由于它主要靠外壳涂层吸收雷达波（微波）来实现隐形目的的，因此微波波束武器更是隐形武器的克星。
（6）超乎想象的反物质武器
物理学家研究发现，宇宙中存在反物质。反电子、反质子、反原子等和电子、质子、原子相比，具有相同的质量、自旋和寿命，但它们的电荷符号相反、磁动量相反、衰减产物相反。当物质粒子与反物质粒子相碰时就会发生湮灭而形成γ射线。原子弹、氢弹和中子弹爆炸时释放的巨大能量，分别是重原子核裂变反应和轻原子核聚变反应发生质量亏损而产生的。理论研究表明，反物质和物质湮灭时释放的能量将比核弹大千百倍。因此，利用反物质和物质湮灭释放的能量可以制造一种反物质武器。反物质武器将是新概念武器家族中的重要成员，它具有超乎想象的杀伤力。
物理学在过去的发展历程中，已经孕育了一代又一代的武器装备，武器装备的发展历史记载着物理学的丰功伟绩，可以想象，物理学的进一步发展必将对武器装备向更高更新阶段的迈进发挥自己更大的作用。