讲武堂：造一辆一战坦克 列强要点开哪些科技树？
工程师们求助于装甲，它的历史可以追溯到数千年前，从穿上铠甲的时刻，人类便在研究更轻、更坚固的防护手段，到19世纪，他们追逐目标的脚步大大加快了：1856年，俄罗斯工程师皮亚托夫造出了史上第一块机械轧制装甲。随后，德国克虏伯工厂发明了渗碳法，经过处理之后，一块厚度与传统钢材相同的装甲，可以提供相当于后者数倍的防护能力。
在军舰建造和要塞修筑方面，这些新型装甲迅速找到了用武之地，不仅如此，它们的技术含量也随着武器的进步不断提升。这点在军舰的设计中表现的尤其明显，1890年前后，铁甲舰的核心区域装甲厚度超过了200毫米，否则，它们便很可能新式火炮击穿。
下面提到的布里亚蒙特，在欧洲要塞建筑史上是一位影响深远的人物，因为在他设计和指导下建造的要塞几乎遍布整个欧洲，其中一些在二战期间仍在发挥作用。在这些要塞中，最具代表性的特点就是安装了这种椭球型的炮塔，这里展示的，是位于沙皇俄国境内的、几座炮塔的结构图
工程师们也在设法改善装甲的质量，他们开始尝试在装甲板中加入稀有金属，或者对表面进行渗碳处理，经过上述工艺，装甲的坚固程度可以达到普通钢铁的数倍，而它们和最新式的火炮结合在一起，共同催生了一种名叫“炮塔”的发明。一般认为，史上第一座炮塔的设计者是工程师布里亚蒙特，它们最初被安装在比利时的安特卫普要塞上。在1860年代，英国和美国的海军工程师们也相继制造出了安装在战舰上的炮塔，30多年后，它将成为各国主力舰艇中最重要的特点。
英国“科尔斯”（Coles）型炮塔的结构图，这种装置的存在，使得舰船和车辆可以向四周投射火力
虽然在外形上各有差别，但在未来几十年，各种炮塔的结构基本类似，它的转动主要依靠底部的滚轮，这些滚轮压在一圈钢轨上，在人力或发动机的驱动下，炮塔可以借助它们进行全方向旋转。
这种新出现的装置，还给了陆军的工程师们以启发，他们注意到，如果把尺寸稍微缩小，并装上可移动的车轮，炮塔便可以充当前线的移动火力点。1885-1887年，德国工程师格吕松和舒曼发明了第一个可以移动的火炮炮塔，它也被称为“移动装甲工事”。它可以通过马车运输，并部署在敌军可能进攻的地带，而装甲则可以抵御机枪子弹和炮弹弹片，从而为操纵火炮的士兵提供了有效保护。然而，它们的出现还是引起了许多军官的抗议：“这东西能动，所以不能算工事！”但对于德国军队来说，它仍然迫切需要这种装备来守卫广阔的东部边境，也正是因此，尽管备受争议，在1910年之前，还有超过500部“移动装甲工事”被部署到与沙俄交界的前沿地区。
保存在博物馆中的“移动装甲工事”，装备了一门55毫米炮，只要为它加上引擎，它就是一种强大的进攻武器，但遗憾的是，受到保守思想的影响，德国人并没有做到这一点
需要指出，“移动装甲工事”并不是一种完美的武器，因为它自身没有任何动力，只能被人为地放置在危险地段，并随时可能有被包抄和孤立的危险；但相反，如果为这些工事加装动力设备，它们便能克服这一不足，其用途也将不再局限于防御，还可以负责伴随骑兵部队对敌军发起进攻。这就催生了另一项发明——装甲车，从某种意义上说，它离坦克的概念只有一步之遥。
为车辆安装装甲不是一个新想法，当马拉战车出现时，各个国家便开始在其外部悬挂铠甲和盾牌。文艺复兴时期，达芬奇设计了一种武器，它也被认为后来装甲车辆的鼻祖和先驱——其中有着非常前卫的概念，比如说倾斜的车身装甲和一门360度旋转的火炮，然而，其中并没有解决一个问题：依靠人力和畜力，该如何推动沉重的车辆前进？
西姆斯装甲车，人类历史上第一种装甲车辆，以今天的观点看，它的设计仍然非常简陋
事实上，第一辆真正的装甲车要等到1902年，在德制戴姆勒汽车的底盘上，英国人西姆斯为其安装了机枪，这辆汽车装甲厚度不到人的一指宽，动力由一个四缸16马力发动机提供，这些可以使其搭载4名乘员，以每小时16公里的速度行驶。
这种装甲车原计划前往南非参加愈演愈烈的布尔战争，但遗憾的是，它完工得太慢也太迟，以至于一登场便失去了用武之地。不过，从这辆战车身上，外界却发现了一种巨大的潜力——将汽车和装甲结合起来之后，一种强有力的武器诞生了。如果不是因为当时汽车的造价高昂，加上绵密的炮击让前线变得坑洼不平，也许在今天，战车将会以另一种形式在军队中出现。
在一战爆发之初，安装炮塔的装甲车已经出现在了各国的军队中，这里展示的就是英军的罗尔斯·罗伊斯装甲车，它在1914年12月装备部队。这种装甲车全重3.6吨，全长5.1米，可以搭载乘员3-4名成员，武器为1挺7.7毫米机枪，动力装置为1台50马力的6缸汽油机，最大时速为72千米，在一战时期性能已经称得上相当优越
在缔造坦克的环节中，还有一个被忽略的方面——这就是武器的演进，其中最关键的要素是轻型火炮和机枪，它们让坦克的威力提升了整整一个层次。这主要得益于19世纪中后期，金属加工技术和钢材品质的改良，它催生了三项重要的进步——膛线、炮管驻退设备和后膛装填设计。
在19世纪中后期，炼钢技术的进步提升了大炮的威力和射程，还让它们变得更加安全和耐用，这里展示的，就是俄国奥布霍夫兵工厂使用新式钢材生产的、第一门大炮上的铭文，上面提到，该炮发射了超过4000发炮弹，但并没有出现事故
其中最早出现的是膛线，它的问世改变了一个尴尬的现实：19世纪之前，军事工程师们普遍将炮术视为一项神秘学——他们既无法预测炮弹的飞行路径，也无法通过计算和测量，让炮火变得更加凶狠和致命。事实上，在飞向敌军的过程中，当时的炮弹不仅要受膛内受力不均等因素影响，还会在风力的作用下发生偏移。但膛线的设计改变了一切：它让炮弹在发射后高速自转，进而保持了弹道的稳定。
线膛炮（上）和滑膛炮炮弹出膛时的区别
膛线的历史可以追溯到15世纪，由于技术复杂，它们到400多年后才得到了广泛使用——最初的做法是将炮膛铸造成多边形，但从19世纪中叶，精密的膛线最终出现，在制造膛线的过程中，每根炮管都要被加工数十次，然而，经过技术革命的洗礼，熟练的工人和精密设备在当时并不罕见。
一门现代火炮的膛线
19世纪中期，火炮的另一项重大改进，是驻退设备的使用，它改变了火炮的作战方式。事实上，在诞生之初，炮兵的任务不仅仅是发射火炮，还包括在开火后，将被后坐力震远的火炮拉回发射阵地。由于这道工序，开炮的流程往往变得非常繁琐，也正是因此，从大炮发明以来，工程师和炮兵们始终在努力克服这一点。最初，炮手们选择用畜力和人力，18世纪，英国海军用一套滑轮装置来克服这种问题，到19世纪，情况发生了变化，因为工程师们注意到了液压装置和弹簧——它们能吸收炮管后座的冲击，进而通过反作用力将其送回原位。1870年代末，阿姆斯特朗公司开始生产第一批带驻退装置的大炮，这些大炮在开火时几乎不会整体向后位移。这一点提高了它们的射击速度，也让炮手能够持续瞄准，更重要的是，这种武器可以固定在紧凑的空间内，这就为安装火炮的坦克出现铺平了道路。扮演同样作用的还有后膛装填，它们让火炮可以以5发/分的速度快速射击。
一门铸造于1880年代的火炮的炮尾特写，尾栓和火炮内膛间用螺纹实现密合，到一战期间，这种设计得到了进一步的改进，比如法军装备的75毫米野战炮，其最高射速甚至接近了15发/分
正如我们看到的那样，除了新型火炮之外，早期坦克还安装了机枪。它颠覆了几百年来的战争形态，具体历史可以写成一本书。总的来说，机枪的故事始于一百多年前，其中充当先知角色的是美国人加特林，他在1862年的发明，首次给各国军队提供了一种可靠、而且威力巨大的速射武器，并给坦克的出现提供了一个外界诱因。
加特林机枪的专利设计示意图，在美国南北战争期间，它只是少量装备了军队
早期的加特林机枪重约1吨，像大炮一样笨重，射击时需要一群人照管。而且就像许多新出现的军事装备一样，其早期版本表现还非常拙劣，比如说，在射击时，其非常容易卡壳，让普通士兵几乎手足无措，保守派军官们也冷漠地看待这个怪物，他们宣称机枪颠覆了军队中的骑士精神，何况其火力和射程都和大炮存在差距。
马克西姆和他的发明——马克沁机枪
然而，在那之后，机枪逐渐由大变小、数量由少变多，每分钟600发的射速充当了它威力的证据。各国军队逐渐得出了共识：“在战争中携带机枪，就像是人要穿长裤一样”。到人海进攻的伤亡也越来越大，同时，机枪也变得越来越轻巧，甚至可以被安装在飞机上。保证在上述武器不被摧毁的情况下，出现在离敌人最近的地方，以发挥它们的火力优势——这也成了制造坦克的一个关键原因。
随着结构不断改进，机枪也变得越来越轻，这里展示的，就是德军用马匹驮载的一挺马克沁机枪，它的全重只有不到70公斤，完全可以搭载在机动车辆之上
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