Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 54)

Hiệp Khách Quậy Thế chiến II là cuộc chiến chết chóc nhất và thiệt hại nhất trong lịch sử thế giới. Số lượng lớn quốc gia – tổng cộng năm mươi nước – đã tham chiến. Và không có cuộc chiến nào trước đó có tác dụng nổi bật như thế đối với... Xin mời đọc tiếp.

Chương 16

ĐẠI CHIẾN THẾ GIỚI
THẾ CHIẾN II

Thế chiến II là cuộc chiến chết chóc nhất và thiệt hại nhất trong lịch sử thế giới. Số lượng lớn quốc gia – tổng cộng năm mươi nước – đã tham chiến. Và không có cuộc chiến nào trước đó có tác dụng nổi bật như thế đối với vật lí học và khoa học nói chung. Số lượng lớn vũ khí đã được phát triển và cải thiện trong sáu năm chiến tranh, và một số cách tân mới quan trọng xuất hiện là kết quả của vật lí học:

  • Các kĩ thuật tiên tiến về radar.
  • Tên lửa, trong đó có V-1 và V-2.
  • Những máy bay phản lực đầu tiên.
  • Máy vi tính bẻ khóa và các phát triển máy tính khác, trong đó có ULTRA, ENIAC, và COLOSSUS.
  • Ngòi nổ gần và nhiều dụng cụ đạn đạo khác.

Vật lí học và các khoa học khác đã được huy động trên quy mô lớn trong Thế chiến II, với những phòng thí nghiệm nghiên cứu và phát triển quy mô lớn hướng thẳng vào các dự án chiến tranh lần đầu tiên xuất hiện. Một số phòng thí nghiệm quy mô lớn là phòng thí nghiệm bức xạ tại MIT, Bletchley Park ở Anh, phòng thí nghiệm Los Alamos, và Dự án Manhattan, và tất nhiên người Đức cũng có các phòng thí nghiệm nghiên cứu của họ.

Vật lí học trở nên thiết yếu đối với độ chuẩn xác của các vũ khí đạn pháo, ném bom chiến lược, dẫn đường cho máy bay, tàu thuyền, và tàu ngầm, và phát triển radar – đây là một vài ví dụ. Đó là cuộc chiến “công nghệ cao” đầu tiên, và nó chủ yếu được thực hiện bằng những công nghệ mới, nhiều trong đó có nguồn gốc vật lí học.

CUỘC CHIẾN BÙNG NỔ NHƯ THẾ NÀO

Các nhà sử học thống nhất chung rằng Thế chiến II chủ yếu là do các điều kiện bao vây cấm vận áp đặt lên nước Đức vào cuối Thế chiến I. Song nó cũng là do các điều kiện kinh tế sớm xuất hiện sau Thế chiến I. Tình trạng thất nghiệp tràn lan khắp nước Đức, và lạm phát khiến đồng tiền Đức gần như vô giá trị. Làm trầm trọng thêm tình trạng này là cuộc khủng hoảng toàn cầu xảy ra vào năm 1930. Mậu dịch tuột dốc và hàng triệu công nhân trên khắp thế giới mất việc làm. Tình hình kinh tế đặc biệt tồi tệ ở châu Âu, và người dân bắt đầu tìm kiếm các nhà lãnh đạo hòng có sự thay đổi. Họ muốn được cứu vớt.1

Trong thời gian này, một số nhà độc tài lên nắm quyền. Mussolini và Đảng Phát xít nắm quyền ở Italy vào năm 1922, và vào đầu thập niên 1930 Đảng Quốc xã dưới quyền Hitler bắt đầu trỗi dậy ở Đức. Ngoài ra, các nhà lãnh đạo quân sự bắt đầu kiểm soát Nhật Bản. Bởi thế, toàn bộ những quốc gia này đều nằm dưới quyền kiểm soát của các chính phủ toàn trị không cho phép bất kì ý kiến đối nghịch nào. Hơn nữa, các nhà lãnh đạo này hứa hẹn những thứ rất cao cả; họ cam đoan với người dân rằng quốc gia của họ sẽ hùng mạnh trở lại và sẽ có bước xoay chuyển rất lớn. Và người dân tin vào họ.

Không bao lâu sau khi nắm gần như trọn quyền lực, Hitler bắt đầu nghĩ tới việc trả thù Pháp, Anh, và các nước khác. Ông cay cú, và ông có nhiều kẻ cay cú dưới trướng. Ông bị cản tay cản chân bởi Hiệp ước Versailles vốn cấm nước Đức tổ chức quân đội quy mô hoặc tái thiết quân đội theo bất kì cách nào. Nhưng Hitler chẳng quan tâm chuyện tuân thủ hiệp ước, và ông sớm bắt tay vào liên minh với nước Nga. Thỏa thuận này cho phép ông sản xuất vũ khí quân sự ở sâu trong lòng nước Nga, cách xa những con mắt cú vọ của bọn giám sát. Đáp lại, ông cung cấp cho Nga nhiều bí mật quân sự cho các dụng cụ kĩ thuật mới. Không những xe tăng và máy bay Đức được sản xuất ở sâu trong nước Nga, mà các trại huấn luyện cũng được lập ra để đào tạo phi công và phát triển một quân đội mới, có kĩ năng cao. Phần nhiều việc sản xuất đó được thực hiện bởi công ty thép khổng lồ của Đức, Krupp. Cuối cùng, vào khoảng năm 1935, Hitler bỏ hết mọi che đậy và bắt đầu sản xuất trực tiếp ở Đức. Ông gần như thách nước Anh và Pháp dám chặn ông lại.2

Trong thời gian này, Anh và Pháp cũng chìm sâu trong khủng hoảng, và họ đang tập trung rất ít tài nguyên cho quân sự. Đó là một thời kì hòa dịu đối với họ, nhưng họ đang bắt đầu lo ngại về nước Đức.

SẴN SÀNG CHO CHIẾN TRANH

Vào cuối thập niên 1930, nước Đức đã tự tái thiết thành một thế lực quân sự mạnh, ở châu Âu không nước nào sánh kịp. Không lực được Hitler hết sức quan tâm. Thế chiến I chủ yếu diễn ra trên các đường hào, và trong vài năm nó đã trở nên bế tắc, chẳng phe bên nào có bước tiến đáng kể cả. Hitler quyết tâm khắc phục vấn đề này; ông không muốn lặp lại Thế chiến I. Vì thế, cần có những kĩ thuật và chiến lược mới, và một trong những nội dung chiến lược mới của ông là một không lực quy mô và hiệu quả cao (Luftwaffe). Vào cuối thập niên 1930, nước Đức đã có một đội không lực vô đối ở châu Âu. Không những máy bay Đức ưu trội hơn máy bay Anh và Pháp, mà nước Đức còn có số lượng máy bay nhiều hơn: 5638 chiến cơ và máy bay ném bom so với 1070 của Anh và 1562 của Pháp. Ngoài ra, các phi công ở Anh và Pháp đã lỗi thời, còn phi công Đức được huấn luyện cao độ và đã hành động trong Nội chiến Tây Ban Nha từ 1936 đến 1939. Hơn nữa, nước Đức có số lượng lớn máy bay ném bom tầm xa, chúng là một mối đe dọa lớn đối với nước Anh.

Xe tăng Đức chẳng tốt hơn xe tăng Pháp, nhưng nước Đức có nhiều xe tăng hơn, và toàn bộ chúng đều được trang bị radio. Và họ đã cường lực cho chúng để khỏi phải dành nhiều thời gian phòng thủ cho chúng. Vũ khí chống tăng đã có, nhưng số lượng ít ỏi nên chúng sẽ chẳng giúp được gì nhiều. Phần lớn đạn bắn tới xe tăng bị dội ra và thật sự chẳng làm chúng chậm lại bao nhiêu. Lợi thế lớn nhất của nước Đức khi ấy là một chiến lược mới gọi là blitzbrieg (tiếng Đức có nghĩa là “chiến tranh chớp nhoáng”). Nó dựa trên việc di chuyển nhanh, dùng cách tấn công tập trung bằng xe tăng và máy bay, cùng với binh lính hành quân nhanh. Ý tưởng là liên tục tấn công bất chấp sự phản kháng; tóm lại, không dừng lại trước thứ gì hết. Và nó diễn ra suôn sẻ. Xe tăng Đức tương đối nhanh và hầu như không bị chặn phá trước đạn pháo, và chúng thường được hộ tống bởi một vụ không kích toàn lực, chủ yếu bởi máy bay thả bom chao liệng Stukas. Stukas khá hiệu quả vào giai đoạn đầu cuộc chiến; nó thả bom khi nó chao xuống về phía mục tiêu, và do vậy có độ chuẩn xác cao.

Hitler khởi động cuộc chiến bằng cách tấn công nước Áo. Ông luôn xem Áo là một phần lãnh thổ của Đức, vì ông sinh ra ở Áo, và ông muốn sáp nhập nó. Nhưng Hiệp ước Versailles cấm hai nước liên minh. Tuy nhiên, ông cho xâm lược Áo vào tháng Ba 1938, và trước sự thích thú của ông, đã chẳng có mấy sự phản kháng. Thật ra những đám đông người còn hoan hô ông khi ông tiến quân vào chiến thắng. Áo trở thành một bộ phận của Đế chế Đức. Kế tiếp là Czechoslovikia, bắt đầu với việc thôn tính các vùng biên giới phía bắc và phía tây. Các vùng này có nhiều người Đức, và cớ xâm lược của Hitler là ông giải phóng họ khởi sự áp bức của chính quyền Czech. Tháng Ba 1939, Hitler cho quân vào các phần còn lại của Czechoslovikia, lúc này Czech đã suy yếu và hầu như không còn sức kháng cự. Mặc dù người Czech chiến đấu dũng cảm, nhưng họ không địch lại người Đức và nhanh chóng bị chinh phục.

Sau đó Hitler dòm ngó tới Ba Lan, song có một số trục trặc. Ba Lan có một thỏa thuận với Pháp và Anh, và ông chưa có cớ để xâm lược. Ba Lan có quân đội riêng chống xâm lược, nhưng nó không địch lại quân Đức về số lượng hoặc về xe tăng hay máy bay. Hơn nữa, ngay trước lúc xâm lược, Hitler đã kí một hiệp ước với Liên Xô. Liên Xô đồng ý giữ trung lập nếu Pháp và Anh tham chiến. Đáp lại, Hitler đồng ý chia chác Ba Lan với Liên Xô sau khi xâm chiếm.

Vụ tấn công bắt đầu với một số sự kiện do người Đức dàn dựng để lấy cớ xâm lược. Vào đêm ngày 31 tháng Tám, người Đức dàn cảnh một vụ tấn công giả vào một đài phát thanh ở gần biên giới, sử dụng lính Đức đóng giả lính Ba Lan. Sáng hôm sau Hitler hạ lệnh tấn công Ba Lan mà không hề tuyên bố chiến tranh. Không quân Đức tấn công thị trấn Wielun của Ba Lan, làm thiệt mạng một nghìn hai trăm người, chủ yếu là thường dân, và san bằng 75 phần trăm thị trấn. Trong vòng một thời gian ngắn, quân Đức tấn công biên giới phía tây, phía nam, và phía bắc, trong khi không quân Đức bắt đầu ném bom các thành phố lớn của Ba Lan. Chiến thuật blitzkrieg của họ được sử dụng hiệu quả trong đợt tấn công này. Quân Ba Lan buộc phải rút nhanh khỏi các vị trí gần biên giới trong khi không quân Đức ném bom các bãi đáp máy bay và nhiều địa điểm cảnh báo sớm của Ba Lan.

Trong vòng hai ngày sau vụ tấn công ban đầu, Pháp và Anh tuyên chiến với Đức. Người Ba Lan hi vọng họ sẽ sớm được trợ giúp, nhưng chẳng thấy gì nhiều. Quân Ba Lan cầm chân quân Đức được hai tuần, nhưng sau đó Liên Xô xâm lược Đông Ba Lan vào ngày 17 tháng Chín. Người Ba Lan lúc này phải đánh ở hai mặt trận, và không chặn dừng được hai đội quân xâm lược. Tuy nhiên, lạ thay, người Ba Lan chưa hề bị chính thức bao vây. Họ sớm tổ chức một lực lượng sâu rộng dưới lòng đất tiếp tục chiến đấu với người Đức trong nhiều năm trời.

TRẬN NƯỚC PHÁP, VÀ DUNKIRK

Sau sự kiện xâm lược Ba Lan, nước Anh triển khai quân sang lục địa, chủ yếu ở Pháp, nhưng chẳng thấy gì xảy ra. Chẳng bên nào tấn công, và trong mấy tháng trời cả hai phe cứ chờ đó. Về sau, tình hình này được gọi là “chiến tranh giả” của người Anh và “chiến tranh tại chỗ” của người Đức. Sau đó, vào tháng Tư 1940, Đức xâm lược Đan Mạch và Na Uy. Đan Mạch thua gần như tức thì, còn Na Uy bị xâm chiếm trong khoảng hai tuần. Tuy nhiên, Anh và Phá chẳng làm sất. Rồi Winston Churchill đắc cử thủ tướng Anh.3

Vào ngày 10 tháng Năm 1940, thế bế tắc bị phá vỡ khi người Đức xâm lược Pháp, Bỉ, Hà Lan, và Luxembourg. Triển khai chiến thuật blitzkrieg họ đã dùng trước đó, quân Đức hạ gục Hà Lan trong vòng vài ngày và nước Bỉ thì mất vài tuần. Tuy nhiên, nước Pháp thì đáng gờm hơn, và họ còn được sự trợ giúp của lực lượng Anh tương đối mạnh, vì thế người ta kì vọng họ sẽ chặn đứng tấn công của Đức, nhưng họ không làm được. Quân Đức tranh chóng càn qua Ardennes và di chuyển nhanh về phía tây rồi ngoặt lên hướng bắc về phía Eo biển Anh, tới nơi vào ngày 20 tháng Năm. Người Đức chĩa mũi giáo chia tách quân Anh và quân Pháp, dồn họ về phía biển. Tình hình có vẻ như người Đức có thể dẫn dụ và bắt hết họ. Nhưng thật bất ngờ, người Đức đã dừng tiến quân tại đây trong khoảng ba ngày để tái thiết lập và lên kế hoạch cho động thái tiếp theo. Điều này giúp phe Đồng Minh có thời gian chuẩn bị sơ tán qua Eo biển Anh.

Có quá nhiều binh lính so với số tàu sẵn có khi ấy, nhưng tin tức sớm lan tới công chúng Anh, thế là cả một đội đông đảo tàu buôn, tàu đánh cá, tàu du lịch, và đủ loại tàu khác ồ ạt vượt eo biển đến bờ biển tại Dunkirk. Và trong chín ngày tiếp theo, 380.226 quân Anh và Pháp đã được giải cứu và chở sang Anh. Họ bị máy bay Đức tấn công từ trên cao khi lên tàu, song việc giải cứu vẫn cứ tiếp tục. Cuối cùng, họ phải sơ tán vào ban đêm, nhưng phần đông binh lính bị bỏ lại thì không an toàn. Hai sư đoàn Pháp ở lại để bảo vệ việc sơ tán, và mặc dù họ có làm chậm bước tiến của quân Đức, nhưng cuối cùng họ bị thua và bị bắt. Quân Pháp còn lại bị bao vây vào ngày 3 tháng Sáu, và người Đức đánh vào Paris hôm 14 tháng Sáu. Bao vây chính thức là vào ngày 22 tháng Sáu.

LỢI THẾ RADAR

Lúc bùng nổ Thế chiến II, cả hai phe đều đã phát triển radar, nhưng người Anh chiếm lợi thế hơn rất nhiều. Họ đã phát triển radar rộng khắp vào giai đoạn đầu cuộc chiến, và họ sử dụng nó hiệu quả hơn so với người Đức. Quả vậy, người Đức đã đánh giá thấp các tiềm năng của radar và chưa hề xem xét nó nghiêm túc. Nhưng họ nhận thấy radar là một trở ngại nghiêm trọng khi họ tấn công nước Anh, và thật vậy radar đã có một vai trò lớn trong chiến thắng của người Anh trong Trận Anh quốc.4

Khi các nhà nghiên cứu bắt đầu làm việc với kĩ thuật mới này, thuật ngữ radar vẫn chưa được sử dụng. Công nghệ mới được gọi là RDF, nghĩa là dò tìm cự li và hướng. Nghiên cứu sớm nhất được khởi xướng vào năm 1935 bởi Ủy ban Nghiên cứu Hàng không Anh quốc, dưới sự lãnh đạo của Henry Tizard. Lúc này nước Đức không còn úp mở chuyện xây dựng quân đội nữa, và nhiều người ở Anh đang bắt đầu lo lắng. Một dự án nghiên cứu dò tìm máy bay đang tới – nhất là máy bay ném bom của Đức – được khởi xướng bởi Robert Watson-Watt. Đội của ông sớm chỉ ra rằng có thể phát hiện một máy bay ở cự li mười bảy dặm bằng cách sử dụng các chùm tia vô tuyến phản xạ. Và thế là một chương trình RDF lập tức được tự do hành động.5

Năm 1936, chương trình chuyển sang Trạm Nghiên cứu Bawdsey ở Suffolk, với Watson-Watt làm giám đốc. Với một đội gồm nhiều nhà khoa học và kĩ sư giỏi nhất nước Anh, Watson-Watt đã cải tiến công nghệ radar rất nhiều. Và trong vòng một thời gian ngắn, một chuỗi trạm phát radio đã được xây dựng dọc theo duyên hải phía nam và phía đông nước Anh. Nó được gọi là Chain Home, hệ thống CH. Nó tương đối đơn giản, và vì nó sử dụng sóng vô tuyến dài mười đến mười lăm mét (20 đến 30 MHz), nên hình ảnh nhận được khá nhòe nhoẹt. Và thời ấy, người ta dùng dao động kí để hiển thị hình ảnh. Hình ảnh thô, nhưng với một chút công sức người điều khiển có thể xác định được hướng và cao độ xấp xỉ của máy bay đang tới.

Sử dụng hệ thống này, các nhà điều hành người Anh có thể “nhìn thấy” máy bay ném bom Đức đang tới và cử máy bay chiến đấu lên nghênh tiếp. Nó đặc biệt hữu ích ở chỗ các máy bay này chỉ được phái đi khi cần thiết nên chúng không phải tốn rất nhiều nhiên liệu để tuần tra Eo biển Anh.6

Chẳng mấy chốc thì người Đức nhận biết người Anh đang dò kiếm máy bay của họ, vì thế họ cố cho ném bom một số trạm phát vô tuyến nhìn thấy được, nhưng họ không thành công cho lắm. Ngay cả khi họ làm tê liệt một hệ thống nhất định, thì thông thường chỉ trong vòng vài ba ngày là nó đã hoạt động trở lại rồi. Bởi thế, họ sớm chuyển sang một chiến thuật mới. Họ quyết định bay ở cao độ rất thấp, dưới đường nhìn của các trạm CH, nhưng người Anh còn có một hệ thống nữa gọi là Chain Home Low (CHL) vốn ban đầu được phát triển cho một mục đích khác (súng hải quân), và nó có thể phát hiện máy bay Đức đang tới.

Một hệ thống mới và tốt hơn rất nhiều đã được phát triển và đưa vào sử dụng vào tháng Giêng 1941. Nó được gọi là hệ thống đánh chặn điều khiển mặt đất (CGI). Trong hệ thống này, các anten quay tròn, cho phép biểu diễn hai chiều của không gian xung quanh người điều hành. Máy bay đang tới hiện ra dưới dạng đốm sáng trên màn hình, tương tự như cái chúng ta nhìn thấy ngày nay. Dấu hiệu đó, được gọi là dấu hiệu dương tính máy bay (PPI), là một cải tiến đáng kể so với cách hiển thị dùng trong CH. Vị trí và cao độ của máy bay bây giờ có thể được xác định nhanh chóng.

Sau đó, vào năm 1939, Edward Bowen và đội của ông đã phát triển một hệ thống radar nhỏ có thể dùng trên máy bay và tàu ngầm. Nó được gọi là hệ thống Đánh chặn Trên không (AI). Nó nhanh chóng được lắp đặt trên nhiều máy bay và tàu ngầm của Anh, và nó khiến máy bay ném bom Đức gặp khó khăn hơn nhiều. Người Đức cố tránh nó bằng cách chỉ bay vào ban đêm và trong thời tiết xấu. Điều này chẳng có tác dụng gì với hệ thống radar, tuy nhiên các phi công Anh được phái lên nghênh chiến phải chật vật hơn trong việc định vị chúng.

Tuy nhiên, vào đầu năm 1940, magneton hộp cộng hưởng được phát minh bởi John Randall và Henry Boot, và nó đã làm cách mạng hóa radar. Người ta đã biết từ nhiều năm rằng nếu có thể sử dụng bức xạ bước sóng ngắn trong hệ thống radar, thì nó sẽ cải thiện hình ảnh rất nhiều. Nhưng khi họ giảm bước sóng, thì công suất của hệ thống cũng giảm. Điều này đã thay đổi với sự ra đời của magnetron. Với nó, radar “centi-mét” lần đầu tiên ra đời, và công suất của các đơn vị mới lớn hơn nhiều lần. Tuy nhiên, vẫn có một trục trặc; người ta cần số lượng lớn, và nước Anh thì không có chỗ để phát triển và sản xuất chúng. Như chúng ta đã thấy ở phần trước, điều này đã đưa đến Sứ mệnh Tizard vào tháng Chín 1940, kết quả là việc sản xuất số lượng lớn magnetron ở Mĩ.7

Các đơn vị radar chất lượng cao lúc này được gắn trên máy bay, tàu thuyền, và tàu ngầm, và chúng cực kì hữu hiệu. Với độ phân giải cao của chúng, chúng có thể phát hiện các vật thể nhỏ cỡ kính tiềm vọng của tàu ngầm. Và điều này nhanh chóng làm mất hiệu quả đối với chương trình tàu U của Đức. Số lượng lớn tàu U bị bắn hạ và chìm, cho đến cuối cùng người Đức buộc phải tháo rút hạm đội của họ.

Các cải tiến vẫn tiếp tục với radar trong phần còn lại của cuộc chiến. Vào năm 1938, hệ thống phòng thủ bờ biển (CD) được phát triển. Nó không phải một đơn vị radar trên không, thành ra nó có thể được chế với công suất mạnh hơn nhiều.

Một số hệ thống phòng thủ chống radar đã được phát triển trong cuộc chiến, và chúng được cả hai phe sử dụng. “Đài nhiễu” radar đã được phát triển cho truyền đi các tín hiệu vô tuyến cùng tần số với radar. Các đài nhiễu thường làm bão hòa máy thu với những tín hiệu mạnh khiến nó không thể phát hiện đúng nữa. “Rơm rác” cũng được sử dụng. Nó là một đám mây dây kim loại nhẹ có một kích cỡ đặc biệt do các mục tiêu radar triển khai để làm nhiễu tín hiệu tới. Máy thu radar chỉ nhìn thấy một đám mây khổng lồ khi nó được triển khai.

Nhưng may thay cho người Anh, người Đức không xem xét radar nghiêm túc lắm, và họ chưa bao giờ đặt nhiều nỗ lực vào việc phát triển nó hay bảo vệ chống lại nó.

Vật lí học và chiến tranh
Barry Parker - Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Mời đọc thêm