材料是人类生存的物质基础，人类社会不断发展进步，在于人类能够利用材料制造工具，利用材料改造世界。俗话说“一代材料，一代装备”。新材料的诞生和发展，将推动武器装备、作战方式发生重大变革。那么，从古至今，材料在战争中的应用发生了哪些变化？从今天开始，科普中国军事科技前沿将推出《材料改变战争》系列科普文章进行解读。欢迎关注。

从石头、木头间出现火光的那一刻，到坦克、机枪、大炮在战场上奋勇拼搏的那一刻，人类千百万年来的战争力量始终离不开“火”，离不开燃烧、化学反应的程度。

但随着人类发现了元素周期表，并利用这张藏宝图探索材料和元素，物质转化和能量的更深层次的奥秘也开始浮现。当然，人类必然会在战争中运用这些新材料、新技术，不管初衷是好的还是坏的。

图为第一次世界大战期间居里夫人监制的“小居里车”，用于给受枪伤的人做X光成像，以辅助诊断和治疗。（图片来源：nobelprize）

分离钢铁与血肉：核材料的战场首秀

起初，人们并不清楚“镭”这种在夜间能发出蓝绿色光芒的元素究竟有何危害，于是几乎在一夜之间，镭就被当做“夜光漆”的添加剂，应用在手表、钟表盘等夜间需要明亮光线的场合，甚至被宣传为“抗癌保健品”。

但随着对镭乃至放射性射线研究的深入，这些肤浅的应用很快就被扫地出门。几乎就在居里夫人因研究分离镭而获得诺贝尔奖的同时，欧洲上空战云密布，德法两大强国之间的战争一触即发。

也许居里夫人自己也没有想到，自己竟然是第一个将放射性能量用于战争的人：第一辆由居里夫人改装的“居里小车”在关键的马恩河战役前夕抵达法国前线。它集X光机、发电机、成像暗室于一车。据不完全统计，居里夫人捐赠和游说的“居里小车”不下20辆。

不仅如此，居里夫人还自学了汽车驾驶、汽车保养和一些修理技能，只为奔赴前线，向前线军医推广这项先进技术，在此期间，她接触了无数次危险的X射线。

显然，居里夫人并不是不知道这一点：她在监督法国野战医院放射科建设时，就对训练不完善、接触过多X射线的医生感到担忧，甚至亲自撰写了一本教科书，讲解X射线机的安全使用规程。

后来，世人常常将居里夫人的死归咎于她对镭的危险探索。但事实并非如此：几十年后对居里夫人遗体的重新检查表明，导致她死亡的不是镭，而是过量服用 X 射线和战争本身。

数十亿两白银打造一把钥匙：曼哈顿门后的祝福还是诅咒？

图片显示加速器线圈由银制成（白色闪烁部分）。（来源：michaelconfoy）

当世界上第一个人类真正理解这个方程的意义时，他几乎立刻就把它和军事价值联系起来。但要把数值意义上的方程变成实用的武器，人类不仅需要克服技术上的困难，还需要克服自己的想象力。

历史上，很多人谈论纳粹德国和旧日本帝国的核武器计划时，都认为它们“最多只差一步之遥”。然而，一旦你了解了美国核武器计划——曼哈顿计划的规模、强度和资金，这些想法就不再是玩笑了。

总之，这个得到了美国总统罗斯福“无限资源授权”的项目，最初获得的预算是5400万美元，几乎可以断定，这笔钱是任何其他参加二战的国家都无法承担的巨款。

这还不够，当曼哈顿计划建造铀浓缩回旋加速器时，所需的纯铜数量之巨，连科学家自己都叹息，因为这超出了美国的供应能力……为了攻克这一难题，曼哈顿计划的铀浓缩回旋加速器导电线圈所用的金属全部是从美国国库“挪用”来的纯银，重达惊人的14700吨，真不愧是“亿万两白银”。

线圈只是耗资数十亿美元的曼哈顿计划的一个缩影：传统贵金属材料被如此“超规格”地使用，这也是人类能在短短几年内如此迅速地进入核能时代的原因。

但在辉煌之后，或许只有这位热爱骑自行车的老人明白：事情不对劲。

退伍军人对这一消息感到震惊：贫化铀对朋友或敌人都不礼貌

图为美国空军A-10攻击机正在装填弹药。它曾被戏称为“睾丸癌制造机”。（来源：getarchive）

你我都知道，习惯的力量是如此强大，短短几十年间，人类已经习惯了能够自我毁灭的核武器、热核武器，甚至每天都与它们共存。

当然，有人会说，这与二战后核武器始终“只引爆不发射”有关，大国之间的战略核威慑平衡得以维持。这话没错，但事实上，核材料早已在常规战争中被大规模使用：在铀反应堆中“烧尽”的核废料，凭借其超高密度和自锐化特性，最终被用作装甲填充物或穿甲弹芯，使用效果比大名鼎鼎的高密度金属钨好得多。

然而，贫铀在极大提高少数国家装甲攻防能力的同时，也带来了不容忽视的健康问题：在南斯拉夫、伊拉克等许多大规模使用贫铀穿甲弹的战场，核辐射相关疾病的发病率明显上升。

类似情况也发生在长期近距离接触贫铀穿甲弹头的军人和技术人员身上。可以说，随着材料科学进一步深入发展，某些“军事性能优异”的材料势必会产生非人道的副作用。如何在它们之间找到平衡点，将是未来人类需要共同面对的问题。

出品：科普中国军事技术前沿

策划：赵庆建

制作方：Knob Studio

出品方：光明网科普部