书城科普读物趣味科学(科学知识大课堂)
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第26章 趣味物理(4)

诺曼底上空的电子战

1944年6月6日,英美联军在法国西北部的诺曼底发动了一场举世闻名的登陆大战役。这一大战役是英美联军著名的“霸王行动”的重要组成部分,目的是夺取集团军群登陆场,为开辟欧洲第二战场,发展对西欧的进攻,配合苏德战场最后击败纳粹德国创造有利条件。

第二次世界大战后期,德国希特勒已经到了穷途末路、困兽犹斗的地步。德军为了作最后的垂死挣扎,在诺曼底半岛的海岸线上构筑了“大西洋壁垒”的防线,妄图倚仗海峡天险抵挡预料中的英美联军的登陆。防线中设置的雷达如蜘蛛网密集,以便密切侦察、监视英美联军的飞机、军舰的活动。这些雷达,在战役开始的前一个多月,便遭到英美联军的飞机和火箭猛烈袭击,摧毁了其中的80%。

“兵不厌诈”。为了不让敌人知道登陆的确切地点,英美联军于战役开始的前夕,也就是6月5日,在多佛尔海峡组织了一次大规模的电子干扰佯攻。那天的傍晚,在夜色掩护下,英美联军出动大量舰艇,艇上装载有角反射器,并拖着涂有铝粉的亮晶晶大气球,上空还用飞机抛撒了许多银灰色的金属箔条。角反射器有很强的反射电波能力,使德军雷达观察员误认为是大型军舰;上空抛撒的金属箔条,则造成有大批飞机掩护登陆的假象。另外,还在附近海岸空投人体模型模拟空降伞兵部队,又用一小批装有干扰机和投放金属箔条的飞机,模拟成飞向德国军队驻地的大规模轰炸机群。干扰时间长达3~4小时,成功地欺骗了德军的“眼睛”,使德军误认为英美联军出动了大量舰船和大批飞机,正向布伦方向攻来,赶忙调动许多舰船、飞机和防御部队进驻布伦地区,以防御英美联军从布伦登陆。

“调虎离山计”成功了。正当德军全神贯注设置新防线的时候,诺曼底登陆战役开始了。6月6日凌晨1时,一场暴风雨刚刚过去,英美联军借助有利的气象条件,突然发起攻击。首先派出20架干扰飞机打头阵,干扰德军雷达的“视力”,使得残存的雷达变成“瞎子”、发挥不了作用。随后出动了一支强大的部队,向诺曼底半岛发动了真正闪电式的进攻。德军做梦也没有想到,英美联军会从英吉利海峡抢渡,直到在诺曼底海滩发现蜂拥登陆的联军主力部队时,才如梦初醒。然而大势已去,追悔莫及。英美联军没有遭到任何强有力的抵抗,顺利取得了诺曼底登陆战役的胜利。

电子战,在诺曼底“霸王行动”战役中大显身手,作出了不可磨灭的功绩,使联军的伤亡减少到最小程度,而德军损失惨重,仅联军俘获的德军就超过4万人。

在现代化战争中,这种敌对双方使用电子设备和器材进行干扰和反干扰的斗争,就叫“电子对抗”,对于这一新名词,有人干脆把它称为“电子战”。

确实,电子战不像枪战炮战,它没有用电子去消灭杀伤敌人,或者摧毁敌方阵地,而是侦察对方电子装备的性能和位置,干扰和破坏这些系统的正常工作,降低对方电子设备的效能,使雷达变成“瞎子”、无线电通信变成“聋子”,制导兵器(如导弹)失去控制,同时又保证自己的电子装备免受侦察、干扰和压制,使效能得到充分的发挥,成为一种名副其实的“无形的战争”。

电子战的应用范围非常广泛,目前,应用较多的是雷达对抗和无线电通信对抗,它们分别是军队指挥联络和武器操纵控制不可缺少的“耳目”和“神经中枢”。在现代电子战中,谁压倒了对方的雷达系统和无线电通信系统,谁就在更大程度上取得了战争的主动权。上面所讲的在第二次世界大战中诺曼底登陆战役故事,就是一个例证。

纳米“天梯”

古代有个传说,昆仑山的顶峰上有棵参天大树,不知有几千丈高,树顶直插蓝天,谁要是能够沿着这棵大树向上爬,爬到树顶,就能进入天庭。这棵树就是上天的天梯。

古人想上天,却不知道怎么上天,这才想出天梯这个主意。现代人对天梯做了分析。1982年,科普作家朱毅麟在《我们爱科学》杂志上说,上天的天梯应该有35800千米高,谁要是爬到了梯子顶上,就再也不会坠落。这个人就成为一颗地球同步卫星,呆在天上了。

朱毅麟又说,几万千米高的梯子底部必须是直径358千米粗的柱子,才能支撑得住,才不会被自己的重量压弯。天哪,底座那么粗,竟相当一个江苏省的面积。

到了90年代中,一位外国科学家也谈到了天梯。他说,从同步卫星上,扔下一副绳梯来,一直垂到地球表面,人就可以顺着绳梯爬上天去。他说的绳梯,不是麻绳,也不是尼龙绳,普通的绳子都很重,支持不住自身的重量——35800千米长的重量。采用碳纳米管来作绳梯,就能支持得住自身的重量。

碳纳米管,是一个十分新鲜的名词。碳,你是熟悉的,做铅笔芯的石墨就是碳,很纯的碳。碳纳米管,是指用碳做成的细管,这种管子很细很细,细到不能用普通的尺子来度量,必须使用精确到纳米的尺子。

纳米,是1米的十亿分之一。十亿分之一,没有一个形象的概念,不妨算算看:一个身高1米的儿童,假如身高缩小到千分之一,也就是1毫米的时候,就只能与一根圆珠笔芯比高矮了;再缩小千分之一,成为1微米,就没有头发丝粗了,一根头发丝还有70微米粗哩;再缩小千分之一,那么这个儿童就小得用电子显微镜都看不见了。

纳米的尺度的确很小很小,人眼是看不清的。最近一二十年,随着新型显微镜的出现,人们看得清只有1纳米大的物质了,看得见原子了,于是就出现了一门新技术:纳米技术,或者是毫微技术。

碳纳米管,就是用纳米技术造出来的新材料,了解它们特性的专家说,它们可能成为未来理想的超级纤维。

1985年,美国科学家克劳特和斯莫利等用激光束去轰击石墨表面,意外地发现了碳60。他们分析,它是一个由60个碳原子构成的空心大分子。对不对呢?当时还不能十分肯定。

1990年,科学家用最新的显微镜——扫描隧道显微镜进行了观察,看到了碳60的直观形象。碳60的外形,特别像一个足球,中心是空的,外边围绕着60个碳原子,碳原子组成了12个五边形和20个正六边形。碳60有一个别名:巴基球,一个巴基球的直径是0.7纳米。

科技人员很快就发现,碳60可能是实现超导的好材料。我国北京大学对碳60进行研究,把实现超导的温度提高了将近一倍。

人们对巴基球给予了更大的期望,并且以极大的兴趣发现,巴基球还可以做得更大,再增加10个碳原子,还可以做成碳70。有人认为,如果不是只用60个碳原子,而是用9×60个碳原子制成碳540,那么,在室温条件下就可以实现超导!

能不能实现?怎么实现?请把这个问题记在心中。

碳60的发现已经获得了诺贝尔化学奖。科学家们又在想,碳原子不仅可以排列成足球的形状,而且可以排列成圆筒形。球形只能扩大,成为越来越大的球;圆筒形却可以加长,越加越长,成为一根纤维。

现在,碳纳米管已经制成,它的直径是1.4纳米,每一圈是由10个六边形组成的。要进一步增强它的强度,需要做到长度跟直径之比达到20∶1。

碳纳米管的出现,为制造天梯带来了希望。不过,眼前的碳纳米管的数量少得可怜,在实验室里,一次只能制造几克。而当作材料来使用的话,碳纳米管必须每次能制造出几吨或几十吨。这就意味着必须找到大量生产的新方法。