1840—1895中国军事科技落后的过程回顾

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1842年8月，鸦片战争以中国俯首称臣、签订丧权辱国的中英《南京条约》而告结束，其时，英国在军事科技水平上并未对清军形成显著的代差优势，鸦片战争更多是一支组织周密、训练有素的精锐之师击败了一支昏聩无能的军队。但19世纪中叶，蒸汽铁甲船、后膛枪炮等彻底改变世界战争面貌的技术发明已经萌芽，经过50余年的发展，到了19世纪末，以近代军事科技武装起来的英美列强军队已经由量变到质变，成为一支与清军截然不同的新型军队。从1840-1895年的55年，正是中国从地大物博的世界强国沦落到人见人欺的贫弱落后国家最关键的时间段。本文通过舰船技术、轻武器技术和火炮技术的比较，勾勒出清帝国“日薄西山”的历史轨迹。

1 舰船技术对比：铁甲战舰成为世界霸主

世界：蒸汽铁甲舰船蓬勃发展

19世纪前期至中叶，是世界舰船技术快速发展的黄金时期，蒸汽机作为舰船的新型动力装置，成为舰船技术取得突破的先导。早在1807年，美国人富尔顿就成功建造了世界上第一艘用蒸汽作动力的舰船“克莱蒙特”号；1827年，英国皇家海军首先将蒸汽机装在军舰上。但鸦片战争期间，英国皇家海军舰艇，主要还是以风帆为动力。早期蒸汽船之所以无法取代风帆战舰有两个原因，一是早期蒸汽机体积庞大、功率密度低；二是推进装置为位于船体两侧的明轮，通过明轮叶片转动拨水来推动船前进，它结构笨重、推进效率低、易损坏且抗风浪能力差，同时占用三分之一左右的舷侧位置，会挤占战舰舷侧的大量炮位，影响战舰的作战能力。但随后螺旋桨装置的发明解决了这一难题，1829年，奥地利人约瑟夫·莱塞尔发明了可实用于船舶的螺旋桨，即在舰船尾部设置推进螺旋桨，通过推进轴与船用蒸汽机直接相连，以驱动螺旋桨转动，从而推动军舰前进，螺旋桨推进装置使得蒸汽机能够装置于舰船吃水以下的舱室，同时蒸汽船的推进效率显著提高。此外，船用蒸汽机技术也有显著发展，一是蒸汽机内部的蒸汽压力不断提高，早期蒸汽机的蒸汽压力仅为0.11～0.13兆帕，蒸汽温度不超过200摄氏度，19世纪末，蒸汽压力上升到约0.35兆帕，提高3倍，蒸汽温度也达到250摄氏度。气压和温度的提高意味着蒸汽机功率的大幅提高。同时，随着技术的发展还出现了功率密度更高的蒸汽轮机，普通蒸汽机是利用蒸汽来推动气缸内的活塞做往复运动，活塞通过曲柄带动设备工作；而蒸汽轮机则是通过高温高压的蒸汽在汽缸内的转子叶片间膨胀做功，推动转子高速旋转，转子再带动别的设备工作，因此蒸汽轮机的转速和功率提取效率得到显著提高，数倍于普通蒸汽机。直到19世纪五十年代，蒸汽轮机依旧是舰船的主要动力装置。现在的核动力航空母舰和部分军用大型水面舰艇，还在使用蒸汽轮机。

动力装置技术的变革首先使风帆战舰退出历史舞台。1841年，富尔顿设计建造了世界第一艘蒸汽机动力军舰“德莫罗格斯”号，排水量2475吨。1859、1860年，法、英两国相继建造了蒸汽动力军舰，排水量5630吨的“光荣”号战列舰和排水量9137吨的“勇士”号战列舰，在这两级战舰上，风帆已经退为辅助动力装置。1873年，法国建造了第一艘完全取消风帆装置的“蹂躏”号战列舰，是世界首艘纯蒸汽动力战舰。此时，蒸汽战舰的功率已达8000～9000马力。与风帆战舰相比，蒸汽舰船航速快，达到15节以上，同时不受风力等天气环境条件影响。

蒸汽机动力的第二个贡献是大幅提高了军舰排水量，使得铁甲战舰登上历史舞台。由于蒸汽动力远胜风帆，使舰船拥有了持久澎湃的推动力，因此战舰可以造得更大、更长，鸦片战争时期英国皇家海军出动的最大吨位战舰长度不过100米，排水量不过2000吨，而1876年中国海军赴英留学生刘步蟾、林永升等实习过的英军“马那杜”号战舰（时为皇家海军地中海舰队旗舰）的长度达到124米，排水量高达10690吨。排水量增加带来的第一个好处，是舰船防护能力的显著提升，在中英鸦片战争中，英军的木质风帆战舰主要用铜皮包覆，但随着新型爆炸式和穿甲炮弹的发展，这种做法已经很难抵御舰炮的攻击。为此，出现了在舷侧安装有装甲的铁甲舰，随着设计的发展，之后整体防护受到重视，舷侧的装甲带不再局限于保护火炮安装部位，而向前后延伸到了军舰艏艉、向下延伸到水线以下，对船体、船舵、螺旋桨等都起到了一定保护作用。同时，英国军舰也逐渐从木质龙骨/木质船壳，发展为铁质龙骨/木质船壳，直至铁质龙骨/铁质船壳，至此，以钢铁装甲作为防护的新型战舰彻底取代了老式木质战舰，其“船坚”程度远胜鸦片战争时期的英军战舰。以德国为中国建造的“定远”号铁甲舰为例，其满载排水量7335吨，仅装甲就占去1461吨重量，铁甲舰装甲厚度达到30～40厘米。

蒸汽舰船的出现还带动了舰炮技术的发展。早期的铁甲舰依旧沿用风帆战舰时代舷侧炮的排布方式，但1866年意大利和奥地利之间爆发的利萨海战中，奥地利海军使用船头对敌的楔形阵大败采用传统纵列队形的意大利舰队。此战暴露出舷侧炮无法转向军舰的艏艉方向射击、射界受限的弊端，随后通过技术革新，出现了将火炮布置在舰艇中心线附近，通过旋转炮台来实现转向射击的“船面旋台铁甲舰”，这种布置虽然比舷侧炮战舰更占用舰体空间，因而使得单舰火炮数量有所减少，由70～90门下降到20～30门，但英法各国海军通过增加火炮口径和威力弥补了这一缺陷，使得铁甲舰的火力攻击范围更广、作战更为灵活。这一时期的大型铁甲舰，最大舰炮口径都超过300毫米，如“定远”号的主炮口径为305毫米。

此外，这一时期的世界海军主战舰艇，有了更为明确的舰种和任务划分。如铁甲舰，航速较慢、装甲防护最厚、火力最强，是海战时的主力战斗舰艇；装甲巡洋舰则是防护稍逊于铁甲舰、拥有一定装甲防护能力的二等主战舰艇；无防护巡洋舰，该舰的特点是航速快，主要用于巡逻护航、侦察通信等；防护巡洋舰，该舰主要是在机舱和煤舱等重要位置敷设装甲，增强巡洋舰的防护能力，其防护水平和作战能力逊于装甲巡洋舰。

中国：买来的铁甲舰队

鸦片战争的失败，受到触动最大的无疑是林则徐等处于斗争前线的有识之士，见识了“西船”威力的林则徐于1841年想方设法购买到一艘西船，并捐资仿造两艘，船用铜包覆，开了中国近代购买和建造西方舰船的先河。东南沿海诸省的开明官绅如刑部郎中潘仕成、广州知府易长华、闽浙总督邓廷桢纷纷开造西船，福建监生、机械工程专家丁拱辰甚至研究蒸汽机原理及应用，自造小火船一只，“放入内河行驶，其行颇疾”，林则徐的好友魏源在1841年甚至建议在广州设立造船厂，聘用洋匠“司造船械”，“尽得西洋之长技为中国之长技”、“可以驶楼船于海外， 可以战洋夷于海中”。这是中国近代第一次海防运动，是由深切认识到近代军事科技威力的沿海诸省开明官员所推动，但被英军痛打却没有打疼的清政府却认为鸦片战争不过是“洋人滋扰沿海的癣疾之患”，对这次海防运动无动于衷，不予支持。于是一种令人极端费解的情况出现了：一方是鸦片战争的胜利者快马加鞭发展海军，另一方是战败者依旧固步自封因循守旧。于是从1842年到1862年的20年间，中国的造船工业依旧停留在鸦片战争前的原始阶段。

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