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1、浅谈军备控制中的物理学问题杜祥琬李彬北京应用物理与计算数学研究所,北京100088宋家树申国核材料学会,北京l00082朱光亚中国科学技术协会,北京l00081军备控制中许多科学技术问题的研究,例如武器效能和战争效应军备控制的系统分析核查技术武器销毁技术等涉及到各种物理学问题正逐步发展成为物理学应用研究的一个新的分支可称之为军备控制物理学它的产生和发展不仅推动了世界和平与裁军进程而且丰富了物理学的内容Therearemanyscientificandtechnicalproblemsinarmscontrolresearch,suchasthefunctionof
2、weaponsandtheeffectofwar,systemanalysisofarmscontrol,verificationtechniques,andtechniquesfordestructionofweapon,etc.Theseareessentiallyphysicalproblems.Anewbranchofphysicswhichmaybecalled“armscontrolphysics”isthusdeveloped.Itsdevelopmentcannotonlygiveanimpetustothecourseofpeaceanddisa
3、rmament,butalsoenrichthecontentsofmodernphysics.近几百年来,战场上使用的武器经历了由冷兵器到热兵器的转变,发展到今天,出现了常规武器生物武器化学武器及核武器并存的局面,甚至可能出现空间武器.超级大国的军备竞赛消耗了大量的人力物力,并且对人类的生存构成了极大的威胁.在这种情况下,军备控制对于节约人类资源,减小战争威胁和战争损失就显得特别重要.军备控制是指限制某类武器的部署储存生产或试验以及制订一些控制军备竞赛和防止战争的安全保障措施,所以,军备控制是比裁军更为广义的概念.最初,军备控制研究主要是在政治法律外交等领域进行
4、,基本上属于社会科学的范畴.从80年代起,军备控制逐渐进入实质性阶段,开始涉及越来越多的自然科学范畴的问题.核和空间武器属于当前军备控制的重要内容,其中涉及到的主要是物理问题,在这种情况下军备控制物理学应运而生.目前军备控制物理学正逐步发展成为物理学应用研究的一个新的分支,研究涉及军备控制的各种物理和技术问题,包括武器效能和战争效应军备控制的系统分析核查技术武器生产和销毁技术等.一武器效能和战争效应武器效能的评估研究包括武器的杀伤破坏机制杀伤能力生存能力和费用等,这些问题不仅仅是武器专家研究的课题,而且还是军备控制研究的重要课题.武器专家和研究军备控制问题的科学家
5、由于认识上的差异,对武器的生存能力和杀伤能力的评估也可能有所差别.例如,美国总统里根在1983年提出战略防御倡议计划[1](SDI)以后,美国物理学会(APS)对定向能武器的评估和战略防御倡议署(SDIO)的看法就有所不同.首先,单个武器的效能是应用系统分析方法研究军备控制问题的基础.例如,就核武器而言,如果我们要计算某个国家拥有的核武器的总破坏力,就不能简单地数一下这些核武器的个数,因为不同型号的核武器,TNT当量可能差别很大;也不能把当量相加,而是把等效百万吨当量相加.等效百万吨当量是TNT以百万吨为单位当量的2/3次方.采用这样的定义原因在于,经过对核武器效
6、应的研究,发现一枚爆炸的核武器在地面的杀伤面积与其当量的2/3次方成正比.在建立交战模型见下文时,必须知道洲际弹道导弹每个弹头对点目标的单发杀伤几率SSKP,这个量也与每个弹头的等效百万吨当量有关.其次,对武器效能的研究本身对军备控制就有一定意义.原则上说,有矛就有盾,没有终极的最厉害的武器,引进一种新武器往往会引起新的军备竞赛.因此,对武器效能的充分研究可以使得发展武器的决策者认识到,由于反措施的存在,发展这种新武器的意义并不大.另外,一种武器在发展初期往往被美化或神化,科学家的论证可以揭示这些新武器的真实作用和实际能力.1972年美国和苏联签订了反弹道导弹条约
7、,其原因之一就是,科学家们证明用当时的技术拦截导弹非常困难,而且费用太高,效费比交换比不上算.1983年美国政府提出战略防御倡议时,声称空间防御系统是纯防御性的武器系[2]统.各国科学家通过研究空间防御武器的杀伤机制和杀伤能力等武器效应证明,具有反导弹能力的武器系统肯定可以用来攻击卫星,因此这样的系统不可能是防毒面具式的纯防御系统.这一观点现在被广为接受,对抑制空间军备竞赛具有积极的意义.多个武器同时使用所产生的效应并不只限于单个武器效应的简单迭加,而可能会产生复合效应,即战争效应.目前,对核战争的效应研究得比较细致和深入.在一次大规模核战争中,数百枚到数千枚核武
8、器在很短的
