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未来战争的“小精灵”--纳米武器

这是2010年的一场战争。猛然一看作战双方的飞机、坦克、大炮在战场上频繁调动和

部署,一副剑拔弩张的样子,与传统的战争并没有什么不同。只有细心的人才能发觉天空中

好像多了许多苍蝇、黄蜂等小昆虫,地面上也出现了成群结队的蚂蚁在活动,些“小动

物”,有的在战争上空盘旋,有的则直接进入了敌方的指挥机关、雷达站、弹药库等要害部

位,但没有谁去注意。突然一声巨响,弹药库爆炸了,还未弄清这是怎么一回事的人们这时

才发现指挥通信系统也已遭到破坏,飞机、坦克和大炮由于得不到指挥和弹药、能源的补

给,还未来得及运用,战争就失败了。而制服那些庞然大物秘密武器,原来竟是这些不起眼

的“小精灵”。

奇异的纳米技术

纳米是一个长度单位,1纳米=10(-9次方)米(即十亿分之一米)。纳米技术是在

0.1~100纳米的尺度空间内研究电子、原子、分子的内在运行规律和特生的崭新技术。它

的涵盖面十分广泛,包括纳米电子技术、纳米材料技术、纳米机械制造技术、纳米显微技术

及纳米物理学和纳米生物学等不同学科和领域。纳米技术是世纪之交异军突起的新兴技术,

它的出现,标志着人类在改造自然方面进入了一个新的层次,即从微米层次深入到原子、分

子级的纳米层次,使人类最终能够按照自己的意愿操纵单个原子和分子,以实现对微观世界

的有效控制。专家们人为:正像产业革命、抗菌素、核能和微电子技术的出现和应用所产生

的巨大影响一样,纳米技术将创造人们想像不到的推动新世纪前进的奇迹,成为21世纪信

息时代的核心技术。因而纳米技术一出现,许多国家将其列为“关键技术”范围,投入巨资

进行研究开发。纳米技术的研究与开发时间虽然很短,但已取得了令人瞩目的成果,向世人

展示了其诱人的发展前景。日本NEC公司基础研究所利用纳米技术已经制成了新型量子器件

--量子点阵列,突破了微电子技术的极限。美国已研制成功可由激光驱动,宽度只有4纳

米的并具有开关特性的复杂分子。

这将为研制激光计算机提供技术基础。1993年,日本日立公司宣布,该公司与英国剑

桥大学利用纳米技术,研制成功存储达16吉拉的“单分子存储器”。将来分子电路和分子

电脑一旦研制成功并实用化,就可以研制体积更小、功能更强的计算机。美国研制的纳米隐

身技术“超黑粉”,对雷达波的吸收率达100%,这必将促进隐身技术的新发展。在纳米制

造技术方面取得的进展也同样令人振奋,科学家们用微型齿轮和发动机等组成一个蚂蚁大小

的人造昆虫或微型机器人已不是什么梦想。在日本,丰田公司组装了一辆米粒大小运转自如

的汽车;德国科学家制成了一架直升机。它只有黄蜂大小却能升空飞行;美国研制的微型发

动机小得惊人,5立方厘米的空间里能装下1000台,利用这种微型发动机制造的机器人

“医生”可进入人体直肠……这一系列成果向人们显示,纳米技术的发展不但会开创一个科

学技术新时代,还将会对社会各领域引发重大变革。有人甚至断言,人类迎来的21世纪将

是“纳米时代”。

五花八门的纳米武器

虽然目前纳米技术尚不成熟,但由于其具有的明显的军事潜力,因此极大地刺激着人们

寻求纳米技术在军事上的应用。世界各主要军事大国相继制定了名目繁多的军用纳米技术开

发计划。美国开发纳米技术的经费中有一半左右来自国防部系统;日本也认识到纳米技术在

军事等方面应用的长远潜力,建成了第一个分子装配器;欧洲有关纳米技术的一项军事研究

计划已在法国一个实验室开始起步……目前,纳米技术的军事应用主要集中在纳米信息系统

和纳米攻击系统两大类上。

纳米信息系统

纳米信息系统是指以纳米技术为核心的信息传输、存会、处理和传感系统。目前研制的

主要有:

微型间谍飞行器。该飞行器只有15厘米多长,能持续飞行1小时以上,它既可在建筑

物中飞行,也可附在建筑物或设备上进行侦察,收集情报信息,它将成为对敌封闭设施进行

侦察和军事对抗的理想工具。

袖珍遥控飞机。它是一种不足扑克牌大小的遥控飞行装置,机上装有感应器,可闻出些

油机排出的废气,可在夜间拍摄红照片,把最新情报传回数百千米外的基地,或把敌军坐标

传回导弹发射阵地。

“间谍草”。它实际上是一种分布式战场微型传感网络,外形看似小草,装有敏感的电

子侦察你、照相机和感应器、它具有人的“视力”,可探测出坦克等装甲车辆行进时产生的

震动和声音,再将情报传回指挥部。

高性能的敌我识别器。将用微机电系统制作的微型敌我识别器散布于整个飞机蒙皮上或

车辆的外表面,能够比较低的功率自动对询顺信号作出回答,识别敌我。

有毒化学战剂报警传感器。在特定的微机电系统上加块计算机芯片(售价20美元),

就可以构成袖珍式质谱仪,用来在化学战环境中检测气体。而目前使用的质谱仪,每台的售

价为1700美元,重68千克以上。

纳米卫星。它是微机电系统与微电子相结合的专用集成微型航天仪器系统。“纳米卫

星”实质上是一种分布式的卫星结构体系,或布设成局部星团,或布设成分布式星座。这种

分布式体系与集中式体系相比,可避免单个航天器失灵后带来的危害,提高航天系统的生存

力和灵活性。

纳米攻击系统

纳米攻击系统是指运用纳米技术制造的微型智能攻击武器,主要有:

微机器人电子失能系统。它由传感系统、处理和自主导航系统、杀伤装置、通信系统和

电源系统等5个分系统组成,当微机器人电子失能系统接近目标时,能“感觉”敌方电子系

统的位置,并进而渗入系统实施攻击,使之丧失功能。

昆虫平台。它是用昆虫作为微机器人电子失能系统的载体,将微机器人电子失能系统领

先植入昆虫的神经系统,既可操纵它们飞向敌方目标搜索情报,也可以利用它们使目标丧失

功能或杀伤士兵。

“蚂蚁雄兵”。也称“机械蚂蚁”,只有蚂蚁大小,却具有可怕的破坏能力。它的背中

装有一个太阳能微电池作动力,可神不知鬼不觉地潜入敌军司令部,或搜集情报,或用约炸

毁电脑网络和通信线路。

“机器虫”。它实际上是一种战地机器人。它有大有小,大的像鞋盒一样大,小的像一

枚硬币那样小。它们会爬行、跳跃或飞行,既可以干排除地雷等危险工作,也可到千里之外

去搜集信息。

不可思议的超常性能

美国兰德公司和国防研究所在对未来技术进行充分的研究后认为,纳米技术将是“未来

驱动军事作战领域革命”的关键技术。与传统武器相比,纳米武器具有许多不同的特点:

武器装备系统超微型化

纳米技术使武器的体积、重量大大减小。用量子器件取代大规模的集成电路,可使武器

控制系统的重量和功耗成千分之一地减小。纳米技术可以把现代作战飞机上的全部电子系统

集成在一块芯片上,也能使目前需车载机载的电子战系统缩小至可由单兵携带,从而大大提

高电子战的覆盖面。用纳米技术制造的微型武器,其体积只有昆虫般大小,却能像士兵一样

遂行各种军事任务。由于这些微型武器隐蔽性好,它们可以潜伏在敌方关键设备中长达几十

年之久。平时相安无事,战时则可群起而攻之,令人防不胜防。

高度智能化

量子器件的工作速度比半导体器件快1000倍,因此,用量子器件取代半导体器件,可

以大大提高武器装备控制系统中的信息传输、存储和处理能力。采用纳米技术,可使现有雷

达在体积缩小数千分之一的同时,其信息获取能力提高数百倍;能够所超高分辨力的合成孔

径雷达安放在卫星上,进行高精度对地侦察……纳米技术还可以使武器表面变得更“灵

巧”。利用可调动成特性的纳米材料作武器的蒙皮,可以察觉细微的外界“刺激”。用纳米

材料制造潜艇的蒙皮,可以灵敏地“感觉”水流、水温、水压等极细微的变化,并及时反馈

给中央计算机,最在限度地降低噪声、节约能源;能根据水波的变化提前“察觉”来袭的敌

方鱼雷,使潜艇及时做规避机动。用纳为材料做军用机器人的“皮肤”,可以使之具有比真

人的皮肤还要灵敏的“触感”,从而能更有效地完成军事任务。

以神经系统为主要打击目标

与传统的武器不同,纳米武器以打击敌方的神经系统为主要打击目标,这是现代战争

特点和纳米武器的优势所决定的。信息技术的发展使战争形态发生了根本的变化,一方面,

打击手段不断智能化精确化,另一方面,打击目标也从传统的工业生产设施转向信息系统。

纳米武器由于具有超微型和智能化的明显优势,打击敌方的神经系统必然是纳米武器的首选

目标,通过纳米武器所焕发出来的巨大战争威力而使敌方宏观作战体系“突然瘫痪”,以致

不得不屈服于微型武器所造成的战争压力。

便于大量使用

用纳米技术制造的微型武器系统,一般来说,几乎没有肉眼看得见的硬件单元的连接,

省去了大量线路板和接头,因此与其他的小型武器相比,其成本将低得多,而运用也十分方

便。

用一架无人驾驶飞机就可以将数以万计的微机电系统探测器空投到敌军可能部署的地域

或散布在天空中,十分容易地掌握敌人动向。而利用纳米技术产出的纳米卫星重量小于0.1

千克,一枚“飞马座”级的运载火箭一次即可发射数百颗乃至数千颗卫星,覆盖全球,完成

侦察和信息转发任务。正因如此,美国战略研究所的一位科学家说:“道理简单,如果美国

十艘航空母舰毁了四五艘,可能会重创美国军力。如果以这笔钱来发展袖珍武器,那么我们

可以以量取胜,毁了一百艘袖珍舰艇或飞机,也无关痛痒。”

许多未来学家和战略家认为:纳米技术在军事上的应用,将改变未来战争的面貌,并引

发起一场真正意义的军事革命。美国五角大楼的专家们预计,美军5年内将有第一批“微型

军”服役,10年内可望大规模部署。可以想像,当这些“微型军”开始广泛应用于战争中

时,那些称雄一时令人生畏的重装备武器系统很可能或被“微型军”所取代,或败在它们的

手下。这样,在下个世纪的战场上,就会出现一种“小鱼吃大鱼”、“小妖擒巨魔”的奇异

景观。

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