V2火箭

第一章 彈藥極簡進化史

人類制度、人工制品和習慣的改變，都是漸進的、必然的、不可抵擋的。

1 彈藥進化方向

??彈藥是通過能量/信息的轉移至目標的裝置，造成目標死亡/消亡或無法正常工作。傳統(tǒng)的如火箭彈、炮彈、導彈直至定向能武器、網(wǎng)絡攻擊我想都應該包含在上面這個定義里。首先我們來討論下彈藥進化的方向。

??達爾文說 ^[1]，眼睛的演變是因為，在過去，能提供一點視力的簡單眼睛為擁有者帶來了生存的優(yōu)勢，幫助他們進行繁殖，而不是因為某人故意要獲得視力。我們所有用來描述功能的說法，都采用自上而下的視角。眼睛是“為了看”，有了眼睛的存在，我們“才能”看，看之于眼睛，就如同打字之于鍵盤。

??以達爾文的觀點來解釋彈藥的發(fā)展：我們不是為了獲得某種特性的彈藥而進行發(fā)展，而是因為擁有某種特性會幫助它在戰(zhàn)爭的競爭過程中取得優(yōu)勢，所以才得以發(fā)展。而以競爭為基礎的，其必然是一個漸進演化的過程,下面我們可以來看看它發(fā)展的這一過程，而對于保證這一演化的競爭優(yōu)勢，從傳統(tǒng)上看主要的涵蓋在這樣的幾個方面:射程、精度、威力/火力,這些也是彈藥總體設計中大家考慮的核心因素。

1. 上百萬年前，從人類誕生的開始，原始人類通過投擲石頭、木棍等進行狩獵、戰(zhàn)爭，這是區(qū)別于動物采用身體肉搏的一項重要技能具有一定的劃時代意義,而投擲的石頭和木棍等可以作為最原始的彈藥一種；

   
   
   ‘原始人狩獵’

2. 經(jīng)過百萬年漫長的石頭與棍棒對戰(zhàn)，到2.8萬年前，為提升在戰(zhàn)爭（或者說是斗毆）競爭優(yōu)勢，采用外力對彈藥進行投擲，發(fā)展最為成功的即弓箭，增加了射程、提高了精度。為進一步提升在競爭中的優(yōu)勢地位，在漫長的進化過程中逐步從把石頭、木頭演變成各種形狀各異的金屬箭頭，提升威力；同時不斷的對弓箭進行改良，進一步的提成射程、精度和射擊速率。

   
   
   投石機

3. 時間一直持續(xù)到900年前，為進一步取得在戰(zhàn)場上的競爭優(yōu)勢，煉丹發(fā)明的火藥技術引入至彈藥領域，發(fā)明了火箭筒（宋代），但精度極差。為提升火力，形成了多管火箭筒（朝鮮的多管火箭筒），這與現(xiàn)代火箭彈的發(fā)展又何其的相似；為提高精度，形成了火炮、帶膛線的炮，至此熱兵器的廝殺不再靠人品。

   
   
   明朝時期神機箭

現(xiàn)代的多管火箭

4. 再推至六七十年前，隨著對射程及精度更高的需求，發(fā)動機技術、制導控制技術引入彈藥，使得射程及精度的進一步的提升，戰(zhàn)斗部技術從炸藥至核彈，使得殺傷威力的到了極大的提升。

印度的彈道導彈

??從上面可以看出，每一次彈藥性能的提升，雖然都是技術上進行更新的結果，但卻是由于競爭需求的牽引，讓技術不斷進行橫向至縱向的迭代更新。從人類戰(zhàn)爭史上，我們可以得出這樣簡單粗暴的結論，彈藥/武器的代差（當然還有人的因素）意味著屠殺，這一點上無論是哥倫布時代的印第安人、還是近代的中國人應該最有體會。所以世界上那些超級大國所制定的戰(zhàn)略目標是謀求領先敵對/假想敵一代，使得在競爭中始終占有先機。所以我們不光是緊緊盯著技術的發(fā)展，而更應該考慮到現(xiàn)實領先的競爭需求，戰(zhàn)場生存競爭的需求，而不是在辦公室、實驗室虛擬、想像彈藥方案、想象我們?nèi)绾蜗冗M。很多時候我們連五年計劃一般都不容易做好，想象幾十年后的事或規(guī)劃幾十年后的事基本沒有什么現(xiàn)實敦促作用，十年前我們能想到如日中天的諾基亞轟然塌下、能規(guī)劃出共享經(jīng)濟如今天這般火爆、能想像比特幣（當然也有可能是場騙局，但人生何嘗不是場騙局）能發(fā)展這么迅速？當技術發(fā)展到一定程度，產(chǎn)品自然水到渠成，而以產(chǎn)品去牽引技術的進步就如逆水行舟，不是順勢而為。彈藥技術應活在當下，而當下的任務是要壓制對手，所以從某種意義上來說，在戰(zhàn)場上壓制對手即彈藥的進化方向，這與生物的進化是一致的，哪怕是微弱的領先優(yōu)勢，足以在漫長的進化過程中壓縮競爭對手的生存空間。

??彈藥進化方向應該是為贏得戰(zhàn)爭服務，如果光從技術層面去研發(fā)彈藥，那么可能會形成非常龐雜的一個彈藥體系，研討、規(guī)劃與方案競爭解決不了技術上百花齊放的發(fā)展態(tài)勢，戰(zhàn)場才是檢驗彈藥的唯一地方，而不是靶場。再落后的武器如果適應戰(zhàn)場，那它也是方向。細心的人會發(fā)現(xiàn)，真正打過戰(zhàn)的國家一定不會出現(xiàn)各種各樣的復雜體系的彈藥，它必然會成體系的以一個簡明的架構呈現(xiàn)出來，這是因為彈藥在戰(zhàn)場環(huán)境競爭中完成了梳理、淘汰與進化。在這個行業(yè)我們忙碌、奔波，我希望大家的目的是能夠為這個國家將來在戰(zhàn)場上提供比別人領先的彈藥，而不是為了技術而技術的去趕超美國，不是為了先進而先進的去獲取各種獎項，彈藥、武器的發(fā)展應該應用在戰(zhàn)場，適應戰(zhàn)場、在戰(zhàn)場上壓制對手才是方向。

2 獨立進化

??技術的發(fā)展有其必經(jīng)的路徑，當單一技術條件成熟時，并不能保證其真正的應用，事實上，也很少有來得太早的技術，他們總是出現(xiàn)的最合情合理的那個歷史瞬間。從石器時代到如今，地球上的每一個角落，技術的故事都是這樣：不管你考察什么地方，技術都莊嚴的從一種工具進入下一種，很少蹦蹦噠噠，也很少偏離主線，對這種路徑的依賴非常明顯。

??彈藥/武器的發(fā)展對路徑的依賴非常明顯，除非你發(fā)明了鋼鐵、水泥、電力和運算，理解核物理，否則研發(fā)原子彈遙遙無期，這一點就如物理學定律一樣，不達到7.9km/s就別想逃離地球。如果從縱向上分析彈藥發(fā)射推進方式、毀傷、制導控制等幾個方面，其發(fā)展具有明顯的先后關系，發(fā)射推進方式沿著生物能、機械能、化學能再至電能的方向發(fā)展；毀傷方式從動能、化學能、核能的方向發(fā)展；制導控制由無控、慣性制導向?qū)б葸M。

• 發(fā)射推進方式的發(fā)展進化
  1 人工投擲
  ??最古老、直接的方式。按照國際田聯(lián)的標準，男子標槍800克，投擲的世界記錄，104米。石頭投擲的距離與標槍基本差不多。而在實際的戰(zhàn)場，不管是投擲石頭、標槍、手榴彈，最大的有效射程不會超過50m，這個射程已經(jīng)屬于人類投擲的極限，就算再怎么永無止境的運動精神鼓舞想達到200m或更遠這是絕無可能。其中這主要受到人投擲時所能賦予被投擲物體的動能限制，同時在地球引力、空氣阻力這些運行環(huán)境所制約。

2 機械投擲
??借助機械裝置儲能，對彈藥進投擲。應用主要有拋石機、弩等，最為成功與廣泛的是弓箭，從中國宋代以來的弓種情況看，弓的最大射程一般在200米左右，有效射程在120米以內(nèi)。也就是說，雙方真正展開戰(zhàn)斗隊形后進行弓箭的有效交火，是在相距100米這個距離上。然后說單兵弩，單兵弩的各種數(shù)據(jù)記載雖然很大，但是實戰(zhàn)當中一般都是平射使用，以目前的器物遺存以及圖畫材料看，很難證實實際當中能達到什么三百步，五百步的最大射程，最多在一百步一百五六十米的距離上實現(xiàn)精度射擊就很不錯了。同樣，采用弓箭射擊受到的限制與人工投擲一樣，投擲物體的動能受限制，而其取決于弓的拉力、行程還有弓的效率等。

3 火藥發(fā)射
??火藥發(fā)射始于9世紀的中國火箭，到12世紀火箭射程達到300多米；十五世紀，朝鮮和明朝對付倭寇的“神機箭”，200支火藥推動的箭陣，射程400多米，名副其實的古代版“喀秋莎”；1942年德國人制造了世界上最重的火炮“多拉”鐵道炮，重1329噸，口徑800mm，發(fā)射的混凝土穿甲彈重達7.1噸。從目前的火炮發(fā)展來看，可以說，經(jīng)過幾百年的發(fā)展，其火藥發(fā)射的能力雖仍在不斷的提升，但其可提升的空間已然捉襟見肘。

多拉大炮

4 火箭發(fā)動機推進
??從第二次世界大戰(zhàn)中開發(fā)出的V1、V2火箭開始，經(jīng)過70年的發(fā)展，形成了大大小小固體、液體各類火箭發(fā)動機，彈藥的射程從幾公里擴展至上萬公里。從某種意義上來說，通過投擲與推進方式從用人力至機械能再到采用化學能推進，已經(jīng)使得彈藥在地球上已經(jīng)沒有了射程死角，或者說在地球上已經(jīng)沒有了嚴格意義上安全的地方。

??推進方式仍然在不斷的進化，目前電能推進已進入了歷史舞臺，或許下一步就在彈藥。

• 毀傷方式的發(fā)展與進化
  1 采用動能毀傷
  ??根據(jù)人工投擲的最大動能，估算動能毀傷小于500焦；弓箭最大的最大動能毀傷動能約1000焦；采用火炮發(fā)射彈藥的最大動能十至幾十兆焦。

2 采用化學能毀傷
??在唐代，我國發(fā)明火藥（黑色炸藥），這是世界上最早的炸藥；宋代，黑色炸藥已被用于戰(zhàn)爭，它需要明火點燃，爆炸效力也不大；威力較大的黃色炸藥源于瑞典，由諾貝爾發(fā)明。各國的科學家們對更高級的炸藥的研制從未間斷，但其性能的提升已可見底。

3 核能毀傷
??核能的利用始于1945年，用它制成武器，教育一個著了魔的民族，而且不止一次。我想原子彈、氫彈的威力毋需贅言，看看那個著魔的民族在70多年后的今天仍耿耿于懷就知道，它的傷害不是幾噸炸藥能比的。

??從最為原始的動能毀傷至核能毀傷，目前所發(fā)展的彈藥足以毀滅地球千百遍，可以說毀傷技術的發(fā)展，已經(jīng)使得地球為之顫抖。

• 制導與控制的發(fā)展與進化
  1 無控射擊

??射擊精度受到的約束較多，氣動外形、射擊速度、出炮口的擾動等，這很大程度上取決于使用者的基本素質(zhì)、射擊工具材料、加工精度、工藝水平等等；在沒有任何慣性測量器件的漫長年代，所有的彈藥射擊只能通過訓練、材料改變、加工工藝提升、設計復雜的裝置（如膛線），提升精度。

2 采用慣性器件，提升制導精度；

??通過采用加速度計/陀螺儀或衛(wèi)星導航系統(tǒng)等慣性測量裝置，在飛行的過程中通過導航算法實時獲得姿態(tài)、位置等信息，進行反饋控制。這種方法始于二戰(zhàn)的德國，隨著慣性技術的發(fā)展，器件水平的不斷提高，慣性測量的精度不斷的提高，慣性制導精度從幾公里至幾百米逐步提升至10米量級。

3 采用導引器件，進一步提升制導精度。

??這是實現(xiàn)對目標精確打擊的一種手段、是對付移動點目標的方法，精度可達米級，按照導引器件的原理有光學的、雷達等導引。

??我們粗略分析和梳理彈藥的發(fā)射/推進、毀傷、制導等多個部分，從其縱向的發(fā)展演變規(guī)律來看符合“S型曲線”，新舊技術的更替讓技術各部分獨立而漸進的發(fā)展。從某種意義上來說是各個部分的自下而上的發(fā)展塑造了導彈，而不是導彈的發(fā)展引領了各部分的發(fā)展。

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所謂“S型曲線”理論是指，每一種技術的增長都是一條條獨立的“S型曲線”，從圖中可以看出，一個技術在導入期技術進步比較緩慢，一旦進入成長期就會呈現(xiàn)指數(shù)型增長，但是技術進入成熟期就走向曲線頂端，會出現(xiàn)增長率放緩、動力缺乏的問題。而這個時候，會有新的技術在下方蓬勃發(fā)展，形成新的“S型曲線”，最終超越傳統(tǒng)技術。因此，新舊技術的轉換更迭，共同推動形成技術不斷進步的高峰。

??解釋S型曲線理論比較好的例子是火車與馬車對比的故事，火車剛出現(xiàn)時比馬車跑得慢，但那時馬車的發(fā)展已經(jīng)進入了技術成熟期，而新的技術火車很快就進入快速發(fā)展遠遠的把馬車甩在了后面。如果我們沿用馬車的技術路線發(fā)展，我們肯定達不到現(xiàn)在高鐵350km/h的速度，我們不會照舊的技術一直走下去，面對明天的問題時，我們用的是明天的工具，而不是今天的，這就是所謂的進步，這也是科技能一直保持持續(xù)增長的原因。

馬車與火車的最初較量

??技術的發(fā)展也是一個不可逆的過程，一旦新的技術占據(jù)上風之后，落后的技術只能是輔助。所以你很難想像，現(xiàn)代戰(zhàn)爭再次重現(xiàn)1000多年前那種雙方大批人騎馬射箭、沖殺肉搏、血肉模糊的場景，當然這也可能會在某些局部的地方出現(xiàn)，但絕對不會是主流。一旦新的技術展現(xiàn)出超越舊技術的優(yōu)勢，那么舊技術要與新技術的競爭將必然付出更多的努力，但是這所有的努力終究是白搭，這一點上看馬車與火車發(fā)展依然相當顯而易見，再改進的馬車它依然是馬車，哪怕馬車界的蘭博基尼。 （很遺憾的是，很多時候我們做技術的不得不在馬車界拼命的努力，延續(xù)它的生命，然后被歷史的車輪所無情的碾壓。） 把“S型曲線”從技術的角度推廣至社會學角度分析，那么哈耶克在《通往奴役之路》這句話也無比正確，“如果我們要建成一個更好的世界，我們必須有從頭做起的勇氣——即使這意味著欲進先退”，把哈耶克的在句話再推廣至技術領域，我認為也同樣正確。

??S型曲線理論我認為能解釋很多彈藥行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)象。比如說火炮的口徑，“口徑即正義”這句名言大家都知道，但為什么目前火炮的口徑?jīng)]有超過155mm的?；蛟S很多人會說，“多拉”大炮這種重1329噸、口徑800mm，操作復雜、發(fā)射速率低、保障設備和人員多，不適應于戰(zhàn)場，但別忘了它發(fā)射的混凝土穿甲彈可重達7.1噸，一發(fā)置敵于死地。主要淘汰這些巨炮的原因在于，新的技術已經(jīng)出現(xiàn)（大型火箭、導彈），要達到那樣的性能遠遠不需要付出這么大的代價，并且新的技術在后續(xù)的發(fā)展上必定遠遠超出舊的技術。

??技術的進步不斷的推動這彈藥這個科技體的發(fā)展與進化，但我們發(fā)現(xiàn)，不論發(fā)展到什么時候，其最古老形式和最新形式依然并存，我們投擲手榴彈，就如千百萬年我們的祖先投擲石頭一樣；我們發(fā)射炮彈，其原理依然和宋元時的火銃相同；我們載人航天的火箭，其原型竟是一飛沖天的“竄天猴”......從這些來看，自然進化與人工進化之間最大的差異就是科技物種不像生物的物種，它們幾乎永遠都不會滅絕。

??通過千百萬年的發(fā)展，如果從典型的總體指標看，我們會發(fā)現(xiàn)彈藥在射程、威力、精度上目前都已經(jīng)達到了我們所能想象到的地步，這也是最近30年左右的時間沒有特別震撼彈藥/武器出現(xiàn)的原因?；蛟S將來的發(fā)展方向，壓制對手的將不再是這一類指標，這或許意味彈藥的重生，將以一種新的型態(tài)存在。

3 彈藥的發(fā)展有摩爾定律嗎？

??彈藥的發(fā)展有摩爾定律嗎？這個問題一直在心里問著自己，但如果彈藥跟計算機芯片一樣的進步，現(xiàn)在的一枚彈道導彈估計就1塊錢，但可能只有一個只螞蟻這么大，這顯然不符合實際情況，目前也不可能進化到那樣的程度?！坝嬎銠C芯片這個微觀宇宙與我們的宏觀世界不一樣，能量在其中并不重要?！?這正是我們在放大規(guī)模時看不到類似摩爾定律的進展原因：能量的需求也同樣快速地放大規(guī)模，而能量也是主要的限制條件，不像信息可以自由的復制。 ^[2]此時此刻，計算機芯片的摩爾定律依然有效，我們似乎還看不到這曲線的盡頭，但是在未來的某個時刻，每一條曲線都會進入平穩(wěn)期，摩爾定律不會永久持續(xù)，但是當舊的摩爾定律放慢腳步的時候，我們會尋找新的技術來實現(xiàn)增長，就如新舊技術的“S型曲線”所表現(xiàn)的那樣。

摩爾定律

??從彈藥的典型的總體指標看，我們可以分析彈藥在射程、威力、精度的S曲線，雖然性能指標依然在提升，但從其增長速度上看彈藥技術已然進入成熟期 （最近幾十年內(nèi)，火藥推進的性能、炸藥威力的提升微乎其微，幾乎可以忽略） ，新的彈藥技術或已悄然崛起，也許會在不久的將來會迎來爆發(fā)式的發(fā)展，正如S形曲線中新技術對舊技術的超越一樣。

??2005年，紀念摩爾定律40年的時候，摩爾寫道：“摩爾定律其實是經(jīng)濟學的定律。”，摩爾定律其實就是人類的信念系統(tǒng)，并非物理學定律，和人類信念相關。事實上重點在于人類的活動、人類的愿景，以及你能夠相信的東西。美國總統(tǒng)肯尼迪1960年5月宣布，10年內(nèi)美國人將登上月球，這個任務的偉大意義在于能夠調(diào)動人們的積極性，肯尼迪對此了然于心。不是因為登月是件很簡單的事情，恰恰是因為那很難，雖然當時沒有實現(xiàn)目的的明確方案與計劃，美國人還是在不到10年里實現(xiàn)了一代人的登月夢想，我想這就是人類的愿景與積極性在里面起到了很大作用。但是直到1971年登月結束后的近半個世紀，仍沒有過再一次登月，而為登月而造的“土星5號”火箭也已塵封，就像上古神器一樣世間無法超越，從某種意義上來說，這也和人的信念、愿景相關。

土星5號火箭

??再引申下摩爾2005年說的那些些話，任何國家、組織都需要一些虛擬出來的愿景，動人的故事，調(diào)動大家的積極性，推動、科技、經(jīng)濟的發(fā)展，比方說我們耳熟能詳?shù)摹懊绹鴫簟?、“登月計劃”、“一帶一路”等等。如果說我們軍工的幾大集團要調(diào)動大家的積極性，航天科技可以提“登月計劃、火星計劃”，他們30年內(nèi)都不用再打雞血；船舶重工/工業(yè)提“航母計劃”造大船，至少30年不用愁；航空集團提“大飛機、發(fā)動機”一系列的計劃，怎么樣20年干不完。所以這也是為什么搞導彈的航天科工集團提出“高速飛行列車”計劃的原因（中國航天科工是全球首個提出超聲速地面運輸系統(tǒng)的集團公司，對外宣布開展大于1000公里/小時運輸系統(tǒng)研究。），因為經(jīng)過這么多年的發(fā)展已經(jīng)沒有一個宏大的愿景與動聽的故事調(diào)動大家為之而奮斗了，兵器/兵裝集團更甚，基本沒故事（但它可以作為其它集團的追趕者，它或許能逐步擠進其它幾個集團目前所占有的領域，后面章節(jié)將會有分析）。

??摩爾定律其實代表著愿景，從摩爾的話分析，科技的增長是被“忽悠”起來的，最主要的問題是，能“忽悠”大家相信你的故事與愿景，創(chuàng)新與激情被“忽悠”而帶動。從尤瓦爾.赫拉利這個猶太老司機的《人類簡史》中我們可以看到，其實整個人類社會，宗教、法律、貨幣、金融....這些又有哪一樣不是人類自己虛構出來的呢？所以這個社會需要虛構出大家都能相信的愿景，點燃大家的激情，彈藥這個行業(yè)更甚，搞導彈的人要搞飛車去了，這個故事該怎么講下去！

??埃隆馬斯科在TED演講中說的一段話：“People are mistaken when they think that technology just automatically improves. It does not automatically improve. It only improves if a lot of people work very hard to make it better, and actually it will, I think, by itself degrade, actually.” （很多人認為科技會自然而然的發(fā)展。其實科技并不會自動進步，它進步是因為有一群人在非常努力的去提升它。事實上我認為如果我們不去提升它，技術會逐步退化。）這段話揭示的是，科技的進步是因為有人努力的工作才能提升，強調(diào)的是人在里面的作用。但是現(xiàn)實世界最為重要的是如何激勵人們努力工作，只有把目標想得更大、遠景足夠大，才能吸引到最優(yōu)秀的人才以及最優(yōu)秀的資源，才能實現(xiàn)發(fā)展的目標。

1. 《自下而上——萬物進化簡史》，宇宙的演變 ?

2. 《科技要什么》，聆聽科技的聲音 ?