軍事工業(yè)的技術(shù)“溢出”作用

                    左大培（2005年11月3日）

    軍事工業(yè)特別是軍事裝備生產(chǎn)的重要性，不僅在于它直接決定著一國的國防實力，而且在于它在技術(shù)上的“溢出效應(yīng)”，這種“溢出效應(yīng)”使一國軍事工業(yè)的發(fā)展可以極大地提高該國的技術(shù)能力，甚至導(dǎo)致重大的技術(shù)革命。

    現(xiàn)代國家的國防實力主要取決于其軍隊武器裝備的先進程度和數(shù)量。而如果一個國家不能自己生產(chǎn)最先進的武器裝備，則其軍隊就不可能配備大量最先進的武器裝備。其原因在于，能夠生產(chǎn)最先進武器裝備的國家絕不會把這種武器裝備出售給自己潛在的武裝沖突對手。美國政府不僅禁止本國企業(yè)將先進的武器裝備出售給中國，而且還與日本聯(lián)合起來向歐盟各國、以色列甚至俄羅斯施加壓力，不讓它們向中國出口先進的武器裝備。中國如果沒有強大而先進的軍事工業(yè)，如果不能自己生產(chǎn)最先進的武器裝備，中國軍隊就不可能大量擁有世界上最先進的武器裝備，在未來的戰(zhàn)爭中就只能處于被動挨打的地位。

    反對中國發(fā)展軍事工業(yè)的人總是說，發(fā)展軍事工業(yè)是一種純粹的資源浪費，因為軍事工業(yè)只能生產(chǎn)用于殺人的“產(chǎn)品”，而不能生產(chǎn)真正增進人民群眾物質(zhì)福利的物品。這種說法反映的是對軍事工業(yè)技術(shù)“溢出效應(yīng)”的無知。實際上，發(fā)展軍事工業(yè)和為軍事目的服務(wù)的生產(chǎn)和研發(fā)具有巨大的技術(shù)“溢出效應(yīng)”，它們可以極大地提高一國的技術(shù)能力和技術(shù)水平，對其它生產(chǎn)部門的技術(shù)進步產(chǎn)生巨大的推動作用，甚至引發(fā)根本性的技術(shù)革命。而這些技術(shù)上的“溢出效應(yīng)”可以導(dǎo)致增加真正對人民大眾有益的物品的生產(chǎn)，因而有助于經(jīng)濟的發(fā)展和增加人民的福利。

    近現(xiàn)代歷史上最重要的兩大技術(shù)革命——制成蒸汽機和電子計算機，就在很大程度上得益于軍事工業(yè)和為軍事目的服務(wù)的生產(chǎn)和研發(fā)。

    瓦特“發(fā)明”蒸汽機，被視為英國產(chǎn)業(yè)革命中發(fā)生的近代“第一次技術(shù)革命”的標(biāo)志。實際上，瓦特只是蒸汽機的完善者，他改善了蒸汽機并使之更適于實際應(yīng)用。在瓦特之前，英國工程師賽維利就于1698年造出了一臺蒸汽機；1705年英國鐵匠紐可門設(shè)計制造了更為優(yōu)越的紐可門蒸汽機。紐可門蒸汽機于1712年開始推廣使用。但是紐可門蒸汽機將汽缸和冷凝器合在一起，而且封閉不嚴(yán)，蒸汽進入汽缸時造成空氣混入，也影響汽缸內(nèi)部真空度的提高。瓦特的真正功績在于消除了紐可門蒸汽機的這些重大缺陷，而他之所以能如此，在很大程度上靠了軍工生產(chǎn)的“技術(shù)溢出”。

    瓦特1756年以后在格拉斯哥大學(xué)作修理教學(xué)儀器的徒工，1864年利用為大學(xué)修理演示用的紐可門蒸汽機而開始研制蒸汽機。但是最初制造的蒸汽機到處漏氣。瓦特后來發(fā)明了蒸汽“冷凝器”，使汽缸與冷卻蒸汽分離，解決了因汽缸冷卻造成的蒸汽浪費問題。1769年瓦特發(fā)表了關(guān)于制造蒸汽機的第一個專利，其效率比紐可門蒸汽機大大提高，耗煤量減少了75％。紐可門蒸汽機的活塞運動，一部分靠蒸汽推動，另一部分靠外界的大氣壓力推動；而瓦特蒸汽機則采用密封汽缸，活塞的運動完全靠蒸汽的推力。所以，人們稱它為世界上第一臺蒸汽機。

    顯然，瓦特對蒸汽機所作的重大改進，在很大程度上靠的是他采用了密封汽缸，使蒸汽機不再漏氣。而他之所以能解決蒸汽機漏氣的問題，又靠的是英國發(fā)明鏜床的威爾金森技師的幫助。瓦特通過布萊克教授介紹，認(rèn)識了這位威爾金森技師，威爾金森用鏜炮筒的技術(shù)來為瓦特鏜汽缸和活塞，解決了蒸汽機漏氣的問題。

    也就在瓦特致力于改進蒸汽機的時候，威爾金森于1775年發(fā)明了世界上第一臺真正的鏜床。確切地說，威爾金森的鏜床是一種能夠精密地加工大炮的鉆孔機，它是一種空心圓筒型鏜桿，兩端都安裝在軸承上。

    威爾金森之所以發(fā)明鏜床，是因為17世紀(jì)之后，由于軍事上的需要，大炮制造業(yè)的發(fā)展十分迅速，如何制造出大炮的炮筒成了人們急需解決的一大難題。1728年，威爾金森出生在美國，20歲時遷到英國。1775年，47歲的威爾金森在他父親的工廠里經(jīng)過不斷努力，終于制造出了這種能以罕見的精度鉆大炮炮筒的新機器。

    威爾金森的這項發(fā)明沒有申請專利。1802年，瓦特也在其書中談到了威爾金森的這項發(fā)明，并在他的索霍鐵工廠里進行仿制。以后，瓦特在制造蒸汽機的汽缸和活塞時，也應(yīng)用了威爾金森這架神奇的機器。瓦特之所以這樣積極采用鏜床這種當(dāng)時最先進的機器，是因為加工他的蒸汽機汽缸非用鏜床不可。當(dāng)時，瓦特就是利用水輪使金屬圓筒旋轉(zhuǎn)，讓中心固定的刀具向前推進，用以切削圓筒內(nèi)部，結(jié)果，直徑75英寸的汽缸，誤差還不到一個硬幣的厚度，這在當(dāng)時是很先進的了。

    瓦特完善蒸汽機的這段歷史清楚地表明，制造蒸汽機的技術(shù)與制造大炮的技術(shù)緊密相關(guān)，制造有效率的蒸汽機是軍事工業(yè)制造大炮的技術(shù)“溢出”的結(jié)果。

    《大英百科全書》指出，在18世紀(jì)英國發(fā)生產(chǎn)業(yè)革命之前，人類大部分的主要技術(shù)成就都開始于亞洲。弗蘭克在其所著的《白銀資本》一書中，更是列舉了方方面面的事實來說明，在1800年之前，歐洲總的說來在科學(xué)技術(shù)上并不比亞洲先進，在陶瓷業(yè)、絲織業(yè)和棉紡織業(yè)等重要產(chǎn)業(yè)上更是落后。但也就是在弗蘭克的這些論述中就透露出，西歐各國產(chǎn)業(yè)革命前在先進軍事裝備的生產(chǎn)技術(shù)上就已經(jīng)超過了亞洲。

    19世紀(jì)末中國的清政府曾經(jīng)把歐美國家的優(yōu)勢概括為“船堅炮利”，把這一說法應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)革命前西歐國家的技術(shù)優(yōu)勢上，倒再恰當(dāng)不過。弗蘭克在其書中也談到，18世紀(jì)末印度在造船技術(shù)的許多方面還不次于歐洲國家，但是在把船只造得像戰(zhàn)艦時卻必須模仿歐洲國家——這意味著最好的戰(zhàn)艦總是歐洲國家造的。而“到1500年，西方制造的——由土耳其或歐洲鑄工制造的——銅炮和鐵炮比東方的火炮更有威力，也更靈活”。考古發(fā)掘表明，明末中國山東海防要塞上的大炮就是從葡萄牙進口的，而歷史記載更說明，明末清初中國的歷次戰(zhàn)爭中都大量使用了從西方國家進口的大炮。這顯然是由于西方國家在明末（17世紀(jì)中期）在制炮技術(shù)上已經(jīng)領(lǐng)先于首先發(fā)明和使用了火藥的中國。

    聯(lián)系到制炮技術(shù)對蒸汽機制造的促進作用，我們就可以得出一個清晰的結(jié)論：歐洲國家最初是優(yōu)先發(fā)展了先進軍事裝備（大炮等等）的生產(chǎn)技術(shù)，首先在先進軍事裝備的生產(chǎn)上奪得了技術(shù)領(lǐng)先地位。西歐國家正是靠首先奪得先進軍事裝備生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)先地位來帶動其它領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，最終趕上并超過亞洲而獲得了全面的技術(shù)優(yōu)勢。

    直到第二次世界大戰(zhàn)及戰(zhàn)后，歐美的發(fā)達國家仍然在走這一條它們傳統(tǒng)的致勝之路。美國靠為國防需要而進行的研制發(fā)展起了優(yōu)勢的大飛機制造和計算機產(chǎn)業(yè)，就是這方面的突出范例。

    在電子計算機研制成功之前，最高水平的計算機是1944年8月完成的“馬克－1”機電式計算機。美國的艾肯與其同事從1939年開始得到IBM公司資助，哈佛大學(xué)也乘機成立了計算研究所，經(jīng)過4年努力制成了“馬克－1”。該機有15.5米長，2.5米高。但是機電式計算機工作中仍有機械動作，運算速度很難有更大提高。

    在第二次世界大戰(zhàn)期間，英國為破譯密碼秘密制成代號為“柯洛索斯”的電子計算機。這實際上是人類制成的第一臺電子計算機專用機。但是它是情報部門的機密，一直保密到1975年才公開。

    第一臺通用的電子計算機是1946年在美國賓夕法尼亞大學(xué)的莫爾電氣工程學(xué)院制成的。它被命名為“電子數(shù)字積分計算機”（Electronic  Numerial Integrator and Computer），英文縮寫為ENIAC（“埃尼阿克”）。而如果沒有美國軍方出經(jīng)費資助，這第一臺電子計算機是不可能制造出來的。

    1937年美籍保加利亞學(xué)者阿塔納索夫提出了ABC電子計算機設(shè)計方案，到1941年1月已制成了該機的一個關(guān)鍵部件——控制器，并預(yù)告整個計算機內(nèi)將有300多個電子管。但為該機研制提供資金的是農(nóng)業(yè)實驗站，在這樣的資金資助下，該機并未制成。

    賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電氣工程學(xué)院的莫克利參考了阿塔納索夫的方案，與埃克特一起提出了電子計算機的設(shè)計方案。當(dāng)時已是1942年，為滿足戰(zhàn)爭需要，莫克利所在學(xué)院正在同馬里蘭州阿伯丁試炮場聯(lián)合進行一個軍事研究項目：為陸軍計算炮擊表。這些表的計算量非常大。為了能夠快速完成這樣大量的計算，莫克利向該課題組中負(fù)責(zé)與陸軍軍械部聯(lián)系的軍方代表、原密歇根大學(xué)副教授、數(shù)學(xué)家戈德斯坦中尉談了自己的電子計算機設(shè)計方案，得到戈德斯坦全力支持。

    戈德斯坦向其頂頭上司吉倫上校作了詳細(xì)的匯報，在吉倫上校的大力支持下，負(fù)責(zé)與阿伯丁聯(lián)系的莫爾學(xué)院的勃雷納德教授按照軍械部的要求，在1943年4月2日起草了一個為阿伯丁試炮場制造一臺數(shù)字式電子計算機的計劃方案。

    一個星期之后，1943年4月9日，勃雷納德教授在莫克利和埃克特的陪同下，前往阿伯丁出席決定是否試制第一臺電子計算機的討論會。阿伯丁軍方出席會議的有：阿伯丁試炮場彈道學(xué)研究所所長西蒙上校，普林斯頓高等研究院的著名數(shù)學(xué)家維伯倫教授等，維伯倫是西蒙的主要科技顧問。會上認(rèn)真討論了這一方案的種種潛在可能性，由于申請經(jīng)費的數(shù)額巨大，會前維伯倫教授對方案審閱過多次，會上他又聽取了有關(guān)方案的詳細(xì)說明，然后根據(jù)他給西蒙的建議，撥給了莫克利等人試制經(jīng)費。6月5日，軍械部與莫爾學(xué)院正式簽訂了試制合同，試制的電子計算機也被定名為ENIAC。

    試制ENIAC的整個工程吸收了200多人，經(jīng)過兩年多的工作，于1945年底竣工。1946年2月15日，在正式的揭幕儀式上，ENIAC作了第一次公開表演。這第一臺電子計算機占地170平方米，總重量達30噸，里面約有18000個電子管，1500個繼電器，以及無數(shù)的電阻、電容等。該機耗電150千瓦，其發(fā)出的熱量之大，如果用于燒水，每小時能把近兩噸的水燒開。因此還必須附加冷卻設(shè)備，以防過熱。

    ENIAC每秒鐘可作5000次運算，比當(dāng)時已有的最快的繼電器式（機電）計算機要快上1千倍。人工手算要用幾年時間的計算工作，它一小時就可完成。

    在電子計算機制造業(yè)的進一步發(fā)展過程中，第二代的晶體管電子計算機的研制和印刷電路的采用，也都是靠了美國軍方使用的政府資金才得以完成。

   “埃尼阿克”那樣的第一代電子計算機，是電子管型計算機。這種電子管型計算機的主要問題是：電子管使用壽命短、耗電多、體積和重量大、脆弱易受損害。

    1940年研制出了晶體二極管，1948年7月貝爾實驗室公布了晶體三極管的發(fā)明。晶體管型的電子計算機是第二代電子計算機，它可以將電子計算機的體積縮小到只有落地式音箱大小。

    第一臺第二代電子計算機又是一臺軍用品。

    美國空軍為了能在飛機上早日裝上輕便可靠的電子計算機，派人到貝爾實驗室登門求助。1954年，貝爾實驗室開始著手為空軍研制第一臺晶體管電子計算機。這臺電子計算機被命名為“萊潑利康”。1956年萊潑利康誕生，它的整機用了5千個晶體管，并具有1024個字節(jié)的磁芯存儲器。

    晶體管電子計算機首先用于軍事方面，除了軍事上的需要比較迫切這個原因以外，還有一個重要原因，就是剛出世的晶體管由于制作工藝技術(shù)要求高，價格比較昂貴，其它領(lǐng)域由于經(jīng)費等原因尚難以問津。這是它競爭上的一個劣勢。隨著制作技術(shù)不斷改進，這個劣勢很快轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢。它的價格在短短幾年里便宜了幾倍到十幾倍，而電子管的價格則幾乎一直沒有大的改變。

    印刷電路能增強可靠性、生產(chǎn)簡單、能使產(chǎn)品小型化、能開辟新產(chǎn)品和市場。它由保羅·艾斯勒發(fā)明。1936年，艾斯勒向普列賽公司展示了他精心制作的一個小型印刷電路收音機，但是該公司領(lǐng)導(dǎo)人卻嘲笑這一發(fā)明是“婦人之見”。

    第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，艾斯勒又回到其印刷電路研究中。一個偶然的機會，一位美國軍事人員發(fā)現(xiàn)了他發(fā)明的印刷電路，并很快地將這一成果報告了在華盛頓的美國標(biāo)準(zhǔn)局。經(jīng)認(rèn)真研究后，美國標(biāo)準(zhǔn)局決定將它應(yīng)用到近發(fā)引信上。1944年，德國以V—1飛機式導(dǎo)彈轟炸倫敦，而盟軍用帶有印刷電路無線電“近發(fā)引信”的高射炮彈奇跡般地將大多數(shù)空襲飛機擊毀，保護了倫敦。

   “近發(fā)引信”是印刷電路的首次應(yīng)用，它大大提高了高射炮彈的命中率，以致美國當(dāng)局在1948年下令所有機載設(shè)備必須采用印刷電路。從此印刷電路開始廣泛應(yīng)用于電氣產(chǎn)品的生產(chǎn)當(dāng)中。

    這樣一些醒目的歷史事實給我們提供了一個啟示：為軍事目的進行的研制和開發(fā)促成了許多對當(dāng)今社會最為重要的重大技術(shù)革命。和平主義者們可能會對此感到悲哀，因為軍事裝備本質(zhì)上都是用來殺人的。但是沒有理由因此而否認(rèn)這樣一個簡單的事實：至今為止，許多重大的技術(shù)革命靠為軍事目的進行的研發(fā)和生產(chǎn)才得以實現(xiàn)。

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