1939年,納粹德國在波蘭首次使用了“閃電戰”。這種致命的軍事攻勢包括髮起一連串火力強大的襲擊,以造成混亂並 неожиданно 突破敵人的防線。近80年後,俄羅斯物理學家發現,他們可以用一項科學定律來模擬這種突襲戰術:氣體分子運動論。
只要稍加思考,兩者之間的相似之處就顯而易見了。軍隊和氣體都有密度——每平方公里有多少士兵,或每立方米有多少原子。基本單位也有可測量的橫截面,用於定義領土覆蓋範圍——對於軍隊來說是平均武器射程,對於氣體原子來說是電子軌道範圍。對於兩者而言,當橫截面重疊時,就會發生對抗。此外,在閃電戰的情況下,可以將防禦者的分散狀態視為類似於氣體中廣泛分離的原子。
因此,俄羅斯科學院的物理學家弗拉基米爾·阿里斯托夫和奧列格·伊林採用了二戰期間德國和波蘭軍隊的歷史軍事資料——士兵、坦克、飛機和火炮的數量,以及機動車輛的初始入侵速度——並在一個基於氣體分子運動論的數學模型中,用氣體分子取代了每個單位。符合該理論的氣體原子或分子隨機快速移動,並頻繁地相互碰撞,但可以透過例如迫使氣體流過管道或噴嘴來施加秩序。在阿里斯托夫和伊林的模型中,德國軍隊是一股快速移動、高度集中的氣體原子流,迅速穿透了代表波蘭軍隊的稀疏氣體原子。
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根據模型的計算,考慮到碰撞造成的速度減慢,德國人每天應該移動 50 公里——這與他們在七天內行進 350 公里到達華沙的實際速度完全一致。研究人員還對 1940 年的法國閃電戰和 1941 年的蘇聯閃電戰進行了計算,發現模型的預測也與這些案例中的歷史戰線移動相符。* 然而,當最初的突襲結束,原子防禦部隊開始更有效地“戰鬥”時,這種類比就失效了。該研究於 4 月發表在《物理評論 E》雜誌上。
試圖用物理學解釋社會歷史現象的嘗試層出不窮。幾十年來,科學家們一直使用緩慢擴散模型來模擬 14 世紀黑死病蔓延等事件,這些模型描述了墨水滴在玻璃杯中隨機漂移等過程。氣體分子運動論最適用於更快速、更直接的過程——例如迅速的入侵。伊林表示,他們的模型可以用於預測未來戰爭前線推進的速度,但前提是交戰雙方都遵守傳統的戰術——考慮到如今核武器和無人機的普及,這種情況不太可能發生。
*編者注(2015 年 9 月 3 日):印刷版文章中的這句話在網上釋出後經過編輯,以糾正一個錯誤。原文錯誤地聲稱德國於 1941 年襲擊了斯大林格勒;該城市的戰役發生在 1942 年。