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中国顶尖技术将让西方国家瞠目结舌

(2012-07-10 08:47:50)
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军事

分类: 军政文摘
昨天(七月一日)晚上年代电视播出沉春华的「从台湾看全球」的节目,谈的是中国大陆“上九天”同时又“下深海”的故事。这个谈话性节目突然惊现国军空军上校宋兆文,因此立刻引起YST的兴趣​​,另外一位特别来宾好像是「亚太防务」(一家台湾出版的军事杂志)的总编辑郑继文,显然话题的重点围绕军事。
 

    台湾方面的专家们在评论中国大陆的科技尤其是军事科技的时候时或多或少都会扭曲一些事实、一定设计做出负面的评论或者用负面的角度去观察大陆以此来彰显自己的政治正确。这段访问引起我一些感想,今天我们就来谈谈高科技,特别是军事科技,中的一些常识,不光是分析台湾的评论,也顺便看看美国华人说些什么,内容有点随兴,故曰杂谈。

 

    (一)台湾人看大陆的太空科技

 

    在这场讨论「神舟九号」与「蛟龙号」的科学壮举中,主持人沉春华没有什么科技背景所以说不上话,两位特别来宾宋兆文与郑继文也是泛泛之谈没有什么深入的见解,只不过郑继文的政治顾虑比较少、出现的笑话比较少而已。

 

    宋兆文因为是军人出身,反共教育非常彻底,他受到政治正确的压力肯定比较大必须做出负面的评论来彰显敌我意识,导致他的评论过度扭曲科学。由于处境尴尬,过去在评论歼-20隐形战机的时候宋兆文就出过不少笑话,这次也不例外。但是宋兆文这种言论在台湾是比较受欢迎的也容易传播,所以值得我们讨论。

 

    航空与航天是两回事,宋兆文与郑继文对航天的知识相对比较少,他们能谈的话题其实并不多。中国大陆航天科技的位置明显排在美俄之后,位居世界老三,而且跟老大美国与老二俄国属于同一梯队,把所有其他国家(包括欧日等昔日列强)远远抛在后面,他们属于第二或第三梯队。宋兆文对此不甘心但又不得不承认,挖空心思想把大陆排除第一梯队,这是他的痛苦,也是很多台湾人的痛苦。

 

    想想看,既要强调中国科技远远落后美国,又要制造中国严重威胁世界和平,这分寸拿捏是非常困难的,宋兆文没有这个功力,包打听的郑继文也没有,就连打着美国史丹福大学国际政治中心学术招牌的薛理泰也不可能说得清。

 

    为了台湾的“安全”,宋兆文唯一能努力的方向就是尽量强调大陆在航天上的特技与美俄相差很远,但是由于缺乏相关知识,无论是宋兆文还是郑继文都无法做到这一点。于是一个很容易犯也很通俗的错误就发生了,那就是用时间来判定中国大陆的航天科技落后美俄至少四、五十年。

 

    宋兆文果然就在节目中流露出这种肤浅的论调,他指出前苏联在1961年就把全世界第一个太空人加加林送入太空并且成功返回,美国在1969年就把太空人送到月球并且成功返回,所以中国大陆的科技成就虽然表面光鲜亮丽其实落后美国与俄国至少四、五十年。这个论调绝大部分的台湾人非常爱听,使他们从心里感觉安慰与安全。

 

    数字固然会说话,但是数字有时候也是最大的谎言,上面这一段就是最佳的例子。YST从四个方向说明中国太空科技的成就与领先。

 

    1. 太空舱的返回方式

 

    「神舟九号」所展示的是科学与技术的硬实力,这个科技跟前苏联在1961年发射第一个太空人和美国在1969年登陆月球所展示的科技是不相等的。譬如绝大多数的读者都不知道为了争夺“第一个太空人”的光荣头衔,在不能做出足够安全防护的情形下,加加林返回地球是采取高空跳伞的方式,这是非常、非常、非常危险的,为了国家的光荣苏联军人义无反顾勇敢接受挑战。加加林能够成功返回地球全靠过人的身体素质,这种返回方式能跟「神舟九号」相提并论吗?

 

    「神舟九号」是先用减速伞将下降速度降到每秒十米,然后在返回舱距离地面一公尺的时候启动反推火箭将速度下降到每秒一米,一个非常安全的撞击速度。这个科技即使美国在1969年的探月旅行也是没有的,因为美国的太空船是从海面收回,不需要精确控制返回舱的下降速度。

 

    反推火箭的准确点火不是一件简单的事。由于硬体只能用一次,所以返回舱的反推火箭系统不能预先测试,这就对生产工艺必须提出高度要求和对成品有充足信心。

 

    中国科技落后美俄四、五十年从何说起?

 

    宋兆文嘲笑「神舟九号」返回舱在接触地面时的翻滚,这也是个肤浅的笑话,就像嘲笑空降兵着陆时在地上打个滚一样,其实这是减缓撞击最简单和最有效的方式。

 

    2. 太空舱返回地球的落点

 

    中国大陆有一样技术到目前为止仍然是领先世界的,那就是预测卫星和太空船返回地球的落点,远比俄国和美国准确。大陆的这项技术是在研发返回式卫星的过程中不断优化而练就的。中国通常落点可以控制在数公里以内,这是非常了不起的,美国和俄国的误差经常超过数百公里,早期的时候甚至超过一千公里。美国对落点巨大的误差并不再乎,它有强大的海军舰队遍布海洋,美国海军在一千公里方圆内搜救太空舱完全没有问题。太空舱是防水不会沉没的,即使泡在海水中三、五天也无所谓,美国海军有足够的时间找到它并且安全回收。

 

    如果你看过早期美国回收太空船的巨大阵仗就知道这个过程完全不是大陆在内蒙古准备的那七架直升机和数十辆越野汽车可以相提并论的。在太空梭出现以前,美国每次回收太空船是在预定的降落区至少出动一个航空母舰战斗群,在后备降落区也至少准备一个航空母舰战斗群,这种阵仗没有任何其他国家能够支付得起。美国有能力摆出这么大的回收阵仗也必须摆出这么大的回收阵仗,因为在那个年代美国必需在海面回收而且没有能力准确控制降落的地点。

 

    准确估计太空舱的降落地点是非常重要的技术,而且不是读者想像的这么简单。YST记得多年前有一枚俄国过期的卫星由于失去动力无法维持轨道迟早一定会跌落大气层,由于卫星携带了核子发电装置所以有核污染的危险引发各国恐慌,因为万一掉到大都会区肯定会造成污染,健康诉讼就不得了了。每个国家都在紧张地估算这枚卫星还会运行多久、什么时候会进入大气层、最终会掉到哪里...等等,这可不是简单的算术。

 

    猜猜看,那国的科学家计算得最准?

 

    你猜对了,就是中国。中国科学家计算落点在加拿大某处,误差大概是两、三百公里(时间太久数字可能有出入,请网友补充)。美国和俄国的估计都差了几千公里,基本上没有任何意义。

 

    3. 太空船的通讯

 

    「神舟九号」所展示的通讯能力非常令人满意,无论是声音或画面都非常清晰,这不是早期美国和前苏联能办到的。通讯是太空科技重要的衡量标准,所谓中国科技落后美俄四、五十年完全不是事实。

 

    4. 太空舱的防热

 

    宋兆文讥笑「神舟九号」返回舱的表面被烧得焦黑证明大陆的科技不如美国,这也是非常错误的。

 

    宋兆文一定知道中国大陆的航天科学是钱学森从无到有一手建立的,当年钱学森在北京成立力学研究所时吸收了中国最优秀的学生,这批人才素质之高在全世界都是很难找到的。宋兆文可能不知道的是飞行器高速飞行在空气中产生的「热障」问题是钱学森提出和解决的,是他加州理工学院的博士论文,也是空气阻力产生热效应的经典论文。钱学森在飞行器热的传导方面是基础理论的奠基者,今天大陆的航天科学家大部分不是钱学森的徒弟就是徒孙,中国大陆的航天科学基础非常扎实,热效应的问题研究之透彻绝不输任何国家。

 

    任何金属表面经过空气阻力没有不烧黑的,问题是大陆科学家不会让它烧穿、也不会让热量渗透到太空舱,这就够了,不需要更好。要知道,神州飞船都是一次性使用的,只需要保证一次使用的安全性,再高就是浪费,没有任何意义。宋兆文不懂工程。

 

    美国的太空梭是重覆使用的,所以工程的要求完全不同,造成价格非常高昂,导致成本不合算,远不如一次性使用的飞船。当初美国的卫星制造大厂休斯公司的总裁就极力反对太空梭但是遭到NASA否决,二十年后美国终于不胜负荷而放弃太空梭,但是当年阿波罗计画的科学家和工程师都已经解散了,短期内美国没有能力恢复只好委托俄国的联盟号担负太空站的运补工作,俄国也借机大敲美国的竹杠,这是美国的耻辱,证明当初休斯公司总裁的判断是正确的,但是这个错误政策所造成的损失岂只是钱财,也包括生命,十四名太空人的生命。

 

    为了重复使用,美国太空梭在热障问题最关键的部份(黑色)表面都贴上特殊防热的陶瓷片,所以太空梭返回后机体表面很漂亮、没有烧焦的痕迹。不幸的是,美国的太空梭在哥伦比亚号的飞行中出现问题。哥伦比亚号1981年4月首飞,初期一切正常,但是在执行第二十八次任务时发生严重问题。2003年01月16日,哥伦比亚号在发射后发现有部分陶瓷片脱落,暴露的部分在轨道运行时被观测到,但是脱落的陶瓷片不可能在太空中修复而太空梭也不可能16天以后不返回地球,所以只能企求返回时有好运气。可惜天不从人愿,2003年02月01日,哥伦比亚号返回大气层,在德州二十万英尺的高空和12,500英里的时速(18.3马赫)下,由于缺少陶瓷片的保护,空气阻力产生的高温烧穿了太空船造成整个太空梭的解体,七名太空人(包括两名女性)全部牺牲,距离预定降落佛罗里达州的甘迺迪太空中心只有十六分钟。这个事件是太空探险的经典悲剧,是工程设计与工业制造造成的悲剧,也是百分之百可以避免的工程错误。

 

    宋兆文的评论是外行话和错误的引导,宋兆文嘲笑「神舟九号」的缺点其实正是大陆科学家的优点,那就是实事求是、只求完成任务、不求花俏的宣传、而且既要达成目标又不要多花冤枉钱,这是工程师最可贵的工作态度。美国工程师通常做不到这一点,因为美国人认为复杂的东西就是好东西。美国人嘲笑苏联联盟号的原始(primitive),但是没有想到联盟号强调的是安全可靠。

 

    我们用美国最新的隐形战机F-35作例子。F-35的问题很多,进程一再拖延,迟迟不能交付美军和盟军使用,造成订单削减。F-35 问题的主要原因就是设计太过复杂,尤其很多软体的复杂是没有必要的,造成系统整合的巨大困难和成本的不断上升,最终威胁到成品的生存。任何重大的科技研发项目绝不能有「政府没有选择所以钱可以敞着花」的心态。优秀的科学家和工程师必须在花费上做出严格的控制,这样才能保证工程能够如期进行和任务能够如期完成。像「神舟九号」这种一次性使用的东西,安全是唯一必要的考量,完成任务后好不好看根本不重要。

 

    (二)美国华人看大陆的太空科技

 

    这一节我们讨论美国华人学者薛理泰的一篇文章:

 

    薛理泰:评估中美航天技术之差距

 

    薛理泰的论述和看法基本上和宋兆文非常类似,也就是根据中美航天的发展时间判定中国的航天科技落后美国至少四十年,因为美国在1969年就已经成功登陆月球。薛理泰另外有一篇文章标题就是「中国航天技术比美国40年前的还落后」。在第一节我们已经对此分析,说明这是一种非常肤浅和廉价的说法,不是事实。这一节,我们进一步讨论薛理泰在上面这篇文章中所指出的四个方面的差距。

 

    薛理泰认为中美航天技术上的差距主要体现在四个方面:大推力运载火箭、空间站、航天飞机和卫星。读者可以详细阅读它的内容。

 

    YST不知道薛理泰的学术背景,但是根据他曾经在香港明报月刊任职和现在是美国史丹福大学国际安全和合作中心研究员来看,他应该是研究国际政治的专家,没有理工科的背景。薛理泰讨论科技的问题只能在表面打转,他看不到重点和窍门。

 

    1. 大推力运载火箭

 

    薛理泰列出数据说明目前中国火箭的运载能力只有美国的一半,他认为大推力运载火箭是中国发展航天科技的瓶颈。这个看法是错误的,而且很快就会被印证。火箭的发展是以实际应用的需要为指导原则,工程师都是斤斤计较的,特别是搞航天的,没有任何工程师会用牛刀来杀鸡,中国一直不发展大推力火箭不是不能而是没有这个需要。

 

    火箭发动机和航空发动机困难的重点不同。中国由于长久的战乱耽误了科学与工业的发展,在材料科学上比较落后,所以发展航空发动机就特别困难,因为航空发动机要求耐用。但是火箭发动机是一次性使用的东西,使用的时间通常顶多只有几百秒,中国在材料上没有困难。火箭最难的部分是控制,中国科学家在这方面特别优秀,尤其是各种振动的控制(vibration damping)除了理论更有一部分是经验,属于不传之秘。

 

    想想看,钱学森在美国最后的研究就是控制学并且于1954年出版了【工程控制论】。这本书是控制理论的先驱,钱的老师冯.卡门对这本书赞不绝口。中国的科技也许在别的方面落后,但是有关控制技术无论是理论还是实践绝不在任何国家之下。

 

    九0年代中国大陆为澳洲发射美国制造的卫星,美国全程监看整个过程,当运载火箭最后释放卫星时卫星进入轨道的精确度之高得到美国科学家和工程师一致的称赞。中国的控制技术是有历史的,功力不是今天才练成的。

 

    中国在发​​展太空站和登陆月球的时候,大推力运载火箭一定会按时出场的,绝不可能构成研发的瓶颈。

 

    2. 空间站

 

    中国建立空间站(台湾称太空站)根本不存在任何问题,中国没有发展空间站只不过时间未到,这是优先的顺序问题,不是能力问题。优先顺序是由国家的经济决定,跟科技能力无关。

 

    YST个人比较喜欢中国的研发态度,那就是有长远的计画,一切依据中国的经济订出优先的顺序,而不是像美国为了与苏联竞争在六0年代和七0年代疯狂发展和疯狂烧钱,然后竞争结束后看不到应用就立刻停了经费并解散工作人员,登月计画和太空站都是如此。

 

    今天美国准备在2020年终止太空站,因为它想不出要在这个太空站做什么。

 

    如果有一天中国在自己的太空站玩出什么新花样,一旦刺激了美国,美国国会一定立刻拨巨款重建太空站和中国竞争。

 

    3. 航天飞机

 

    航天飞机根本是一个错误的工程项目,在第一节我们就清楚说明了。薛理泰用美国的思路和发展来评论中国的科技研发遇到瓶颈真是可笑。

 

    中国人非常务实,绝不会为这种花俏的东西浪费大量银子。当然中国需要感谢美国,在空间科技的研发上美国先驱所走的冤枉路足以作为后来者学习的例子,尤其是出了人命的惨痛例子更是令中国严肃思考并引以为鉴。

 

    4. 卫星

 

    美国在卫星的数量和质量上都优于中国,但是这个差距是非常有限的,换句话说,在可见的、很短的未来就会被中国赶上。

 

    卫星基本上就只有三种:侦查、通讯和导航。中国唯一没有的就是导航卫星,其他都不缺,性能也接近。

 

    北斗导航卫星已经覆盖亚洲而且开始运作,今年年底以前将正式运作,精度也会进一步提高。2020年北斗导航卫星将覆盖全球,精度在民用部分至少和GPS一样或更好,成为美国GPS的竞争者。「北斗」除了定位和给时的基本功能,还具有短讯通讯的能力,这项功能是美国GPS系统所没有的。短讯通讯在军事上特别有用。

 

    在通讯卫星上,美国首先推出三轴稳定(body stablized)的卫星,因此有资格号称首先进入高功率(high power)卫星,但是中国的三轴稳定卫星几年后也研发出来了。

 

    美国又号称它的通讯卫星转发器(transponder)是K波段,中国卫星的转发器是C波段,美国卫星能够携带更多的讯息。没过几年,中国的卫星转发器也是K波段。

 

    美国号称它的通讯卫星全寿命可以高达15年,没多久,中国的通讯卫星也可以做到15年全寿命。但是后来中国和美国都发觉这样比寿命长不是什么好事,因为电子技术进步得很快、寿命短一点可以早一点发射改良的酬载(payload),经济效果反而更好。

 

    至于侦查卫星属于国防机密,没人敢谈。YST不认为薛理泰知道任何有关侦查卫星的内情,因为美国卫星的保密层级非常高,只有极少数圈内人能进入,薛理泰不可能通过。所以真正知道的人不敢谈,敢公开谈的都在胡说。薛理泰如果坚持美国侦查卫星的技术遥遥领先中国,是中国不可能赶上的,YST也不能辩驳。

 

    YST只能说侦查卫星上所携带的感应器和各种讯号处理的技巧,无论是红外线、照相、雷达等等,美国有的中国都有,美国具备的讯号处理技巧中国都具备,譬如科技含量最高的就是合成孔径雷达成像(SAR image)美国有卫星具备这个能力,中国同样也有。

 

    5. 打一场高技术局部战争

 

    至于薛理泰在文章中说,「论及军事用途,则中国各种应用卫星的质量和数量远逊于美国,打一场高技术局部战争的能力高下立判。」就更是胡说八道了,连美国国防部长都不敢这么说。

 

    想想看,美国如果真这么认为早就收拾金正日了,那会拖到现在还畏首畏尾的。果然印证了二鬼子在面对自己同胞时通常比大鬼子更高傲、膨胀和盛气凌人。

 

    6. 美国真的无需担忧中国的航天科技吗?

 

    最后让我们评论薛理泰文章最后的结论:「中、美两国航天技术仍然存在不少的差距;美国对中国航天技术现况及其今后在军事上的应用,无须过分担忧。」

 

    薛理泰认为美国无须过分担忧。这是四平八稳的外交说法,因为加上了「过分」这个松散的、可以自由定义的形容词,所以说了等于没说。薛理泰心里真正的意思其实就是美国根本不需要担忧。

 

    美国需不需要担忧是个人主观的判断,因人而异,没有什么意义。

 

    真正有意义的问题是:美国有没有担忧中国的航天科技?

 

    答案显然是肯定的,这才是有趣的事。我们用三个例子来说明。

 

    例子一:

 

    1983年,美国牵头组织「国际空间站」,总共邀请俄罗斯、欧洲太空局成员、日本、加拿大、巴西等16个国家参加研发工作,但是刻意排除了中国。中国曾经提出参与国际空间站的建设,但是遭到美国的拒绝。

 

    想想看,既然俄罗斯在里面,所以「共产国家」不可能是美国拒绝的原因。

 

    连巴西都加入研究团队了,「是否能做出贡献」也不可能是美国拒绝的原因。

 

    那么真正的原因是什么呢?

 

    唯一可能的原因就是美国不愿意让中国借着这个机会学习太空技术。

 

    为什么美国不愿意让中国借机学习呢?

 

    因为美国认定中国是潜在的主要对手,美国担忧中国会迅速累积航天科技最终造成对美国的威胁,美国对此并不隐瞒。

 

    美国人多精明啊!观察敏锐又细致,是有功力的高手。YST再举一个简单的例子说明美国的精明。有一年中国​​发射卫星的密度相当高,立刻引起美国的高度关注,因为快速发射卫星的能力是非常重要的军事能力。美国心想这个能力可以成为紧急支援国际太空站的主要备份力量,这是非常有价值的,不过这样一来就不得不让中国加入「国际空间站」的研发了。美国思前想后,最后决定还是不要让中国参加。呵呵呵!

 

    例子二:

 

    「神舟五号」成功后,中国第一位太空人杨利伟访问美国休士顿太空中心,美国的接待非常冷淡。

 

    面对中国航天完美完成第一步和随后展开雄心勃勃的第二步,美国的酸味和戒心已经全写在脸上了,在史丹福大学从事国际安全研究的大学者薛理泰看不见吗?

 

    例子三:

 

    九0年代,澳洲坚持由中国发射它购买的美国卫星,因为中国收取的发射费用远比美国和法国低。美国无奈之下就派出陆战队士兵二十四小时全程看守这个卫星,绝不允许中国科学家和工程师接近,美国士兵如临大敌、寸步不离直到发射。中国想偷点技术门都没有。

 

    我们不禁要问:是美国对中国航天科技的潜力看走眼了呢?还是薛理泰的判断有问题?

 

    薛理泰的这篇文章是文科生谈科技,全是道听途说和七拼八凑的合成品,作者本身不具备任何分析和判断的能力,文章中四个重要的推论依据都是错的,文章结论的看法也和美国事实上所采取的态度正好相反。

 

    (三)结论

 

    1.国际政治是软科学,可以胡乱说,基本上有没有份量看说话者的身份;科技的评估是硬科学,不可以胡乱说,即使是哈佛大学的教授也不行。

 

    2.中国的航天科技目前落后美国与俄国不假,但是差距绝没有40年,有些地方中国甚至领先。

 

    3.今天美国对中国航天科技迅速又全面的发展感到忧心,美国不但判断正确而且很早就采取了非常严密的防范措施,这就是先见之明,美国太精明了。从美国国家利益的角度来看,美国处处对中国提防和设置种种障碍的行为是正确的和正常的,一点儿都不过份,美国如果不这样做才是傻瓜。

 

    4.中国人讲究因势利导和水到渠成,科技发展就正是如此。所谓落后xx年是外行话,大家笑笑就是。

 

    5.YST认为目前中国的「水」已经到了(钱、人才和国际环境都已经到位),「渠成」就在未来的十年,你我都可以见证。

 

    6.所谓水到渠成可不是空话,未来十年将是中国科技收获最辉煌的井喷时期。神舟、神光、神龙、神算等等一一开花结果、隐形战机升空、“蛟龙”潜入深海、绿色能源开发、深海资源开发、航空母舰研发进入高速档、十二五期间要完成“百箭百星”(也就是每年至少发射二十颗卫星叫西方国家瞠目结舌)....,我们等着看一场接一场的连台好戏。

 

    7.YST最高兴看到的就是三名在「天宫」中的太空人和三名在七千米深海的潜海人互相问候和道贺,没有任何科技展示比这个更高调的了!这是中华民族的光荣,谁都不能把它从我们的心中偷走。

 

    8.YST对中国科技的发展充满信心。让我们看一眼北京太空中心一排排坐在电脑前的科学家和工程师,他们大多数是二十几岁和三十几岁的年轻人,他们勤奋的精神、从容的态度、说话的自信和眼中散发的热情非常令我感动,他们就是中国的未来和希望。

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