戰(zhàn)爭(zhēng)中的數(shù)學(xué)應(yīng)用

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、方程在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用

1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí),有一個(gè)問題放在美軍計(jì)劃人員面前,如果伊拉克把科威特的油井全部燒掉,那么沖天的黑煙會(huì)造成嚴(yán)重的后果,這還不只是污染,滿天煙塵,陽光不能照到地面,就會(huì)引起氣溫下降,如果失去控制,造成全球性的氣候變化,可能造成不可挽回的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)后果。五角大樓因此委托一家公司研究這個(gè)問題,這個(gè)公司利用流體力學(xué)的基本方程以及熱量傳遞的方程建立數(shù)學(xué)模型,經(jīng)過計(jì)算機(jī)仿真,得出結(jié)論,認(rèn)為點(diǎn)燃所有的油井后果是嚴(yán)重的,但只會(huì)波及到海灣地區(qū)以至伊朗南部、印度和巴基斯坦北部,不至于產(chǎn)生全球性的后果。這對(duì)美國(guó)軍方計(jì)劃海灣戰(zhàn)爭(zhēng)起了相當(dāng)?shù)淖饔,所以有人說:“第一次世界大戰(zhàn)是化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)(炸藥),第二次世界大戰(zhàn)是物理學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)(為原子彈),而海灣戰(zhàn)爭(zhēng)是數(shù)學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)。”

二、巴頓的戰(zhàn)艦與浪高

軍事邊緣參數(shù)是軍事信息的一個(gè)重要分支,它是以概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)和模擬試驗(yàn)為基礎(chǔ),通過對(duì)地形、天侯、波浪、水文等自然情況和作戰(zhàn)雙方兵力兵器的測(cè)試計(jì)算,在一般人都認(rèn)為無法克服、甚至容易處于劣勢(shì)的險(xiǎn)惡環(huán)境中,發(fā)現(xiàn)實(shí)際上可以通過計(jì)算運(yùn)籌,利用各種自然條件的基本戰(zhàn)術(shù)參數(shù)的最高極限或最低極限,如通過計(jì)算山地的坡度、河水的深度、雨雪風(fēng)暴等來駕馭戰(zhàn)爭(zhēng)險(xiǎn)象,提供戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的一種科學(xué)依據(jù)。

1942年10月,巴頓將軍率領(lǐng)4萬多美軍,乘100艘戰(zhàn)艦,直奔距離美國(guó)4000公里的摩洛哥,在11月8日凌時(shí)晨登陸。11月4日,海面上突然刮起西北大風(fēng),驚濤駭浪使艦艇傾斜達(dá)42°。直到11月6日天氣仍無好轉(zhuǎn)。華盛頓總部擔(dān)心艦隊(duì)會(huì)因大風(fēng)而全軍覆沒,電令巴頓的艦隊(duì)改在地中海沿海的任何其他港口登陸。巴頓回電:不管天氣如何,我將按原計(jì)劃行動(dòng)。

11月7日午夜,海面突然息浪靜,巴頓軍團(tuán)按計(jì)劃登陸成功。事后人們說這是僥幸取勝,這位“血膽將軍”拿將士的生命作賭注。

其實(shí),巴頓將軍在出發(fā)前就和氣象學(xué)家詳細(xì)研究了摩洛哥海域風(fēng)浪變化的規(guī)律和相關(guān)參數(shù),知道11月4日至7日該海域雖然有大風(fēng),但根據(jù)該海域往常最大浪高波長(zhǎng)和艦艇的比例關(guān)系,恰恰達(dá)不到翻船的程序,不會(huì)對(duì)整個(gè)艦隊(duì)造成危險(xiǎn)。相反,11月8日卻是一個(gè)有利于登陸的好天氣。巴頓正是利用科學(xué)預(yù)測(cè)和可靠邊緣參數(shù),抓住“可怕的機(jī)會(huì)”,突然出現(xiàn)在敵人面前。

三、山本五十六輸在換彈的五分鐘

在戰(zhàn)爭(zhēng)中,有時(shí)候忽略了一個(gè)小小的數(shù)據(jù),也會(huì)招致整個(gè)戰(zhàn)局的失利。

二戰(zhàn)中日本聯(lián)合艦隊(duì)司令山本五十六也是一位“要么全贏,要么輸個(gè)精光”的“拼命將軍”。在中途島海戰(zhàn)中,當(dāng)日本艦隊(duì)發(fā)現(xiàn)按計(jì)劃空襲失利,海面出現(xiàn)美軍航空母艦時(shí),山本五十六不聽同僚的合理建議,妄圖一舉殲滅敵方,根本不考慮美軍4艦載飛機(jī)可能先行攻擊可能。他命令停在甲板上的飛機(jī)卸下炸彈換上魚雷起飛攻擊美艦,只圖靠魚雷擊沉航空母艦獲得最大的打擊效果,不考慮飛機(jī)在換裝魚雷的過程中可能遭到美機(jī)攻擊的后果,因?yàn)轱w機(jī)換彈的最快時(shí)間是五分鐘。

結(jié)果,在把炸彈換裝魚雷的五分鐘內(nèi),日艦和“躺在甲板上的飛機(jī)”變成了活靶,受到迅速起飛的美軍艦載飛機(jī)的“全面屠殺”。日本艦隊(duì)損失慘重。從此,日本在太平洋海域由戰(zhàn)略進(jìn)攻轉(zhuǎn)入了戰(zhàn)略防御。

戰(zhàn)后,有些軍事評(píng)論家把日本聯(lián)合艦隊(duì)在中途島海戰(zhàn)失敗原因之一歸咎于那“錯(cuò)誤的五分鐘”?梢,忽略了這個(gè)看似很小的時(shí)間因素的損失是多么重大。


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