LYJ602：引发机械化军事革命的社会历史条件
本专栏大部内容选自《世界军事革命史》（三卷）：军事科学院世界军事研究部编，军事科学出版社。感兴趣的朋友可翻翻原书去看，本专栏所有文
本专栏大部内容选自《世界军事革命史》（三卷）：军事科学院世界军事研究部编，军事科学出版社。感兴趣的朋友可翻翻原书去看，本专栏所有文章的目的是提供从宏观上把控机械化战争机器的演进历史的视角。这可以对其他有关机械化时期的专栏有所帮助。
一、科学技术进步与第三次工业革命的兴起
1860年代发生的第二次工业革命，催生了欧洲北美一系列工业化国家诞生，同时也孕育了将工业革命引向深入的新的科学技术火种。大约在19世纪末20世纪初，这些新的科学技术从实验室走进工厂，从尝试性应用走向大规模的商业化推广。这不仅导致了第三次工业革命的兴起，也为机械化军事革命创造了必要条件。这次工业革命主要体现为能源革命、动力机械革命、原料及材料革命、交通运输革命。
（一）以石油和电力为标志的能源革命
能源是人类社会赖以生存发展的最基本物质资料，也是区分不同时期工业革命性质的重要标志之一。自工业革命爆发以来，固体矿物燃料煤炭就成为决定生产生活的基础能源。然而，随着科技和工业革命的进展，以石油液体燃料和电力为代表的新能源开始崭露头角，并在19世纪末20世纪初，成为与煤炭并驾齐驱和引领新一轮工业革命的基础能源。
1、石油
采用工业化手段开采石油的历史是从19世纪下半叶开始的。1859年8月，美国人成功打出了世界上第一口油井，并生产出照明用的煤油。1861年，第一船煤油运抵伦敦，开启了石油在全球的应用之门。石油的开采和煤油的使用，为人类提供了一种可以替代蜡烛和动物脂肪的、能够批量生产的新的照明用油。由于其市场需求很大，因此在世界上掀起了开采石油和创办炼油厂的热潮。1871年俄国巴库打出第一批油井。1879年5月，美国油田成功使用了管道输送新技术。1885年荷兰人在印尼苏门答腊钻井成功。1897年英国人在婆罗洲（加里曼丹）打出了第一口油井，19世纪90年代又开发出罗马尼亚的油田。1908年英国在伊朗的石油开采获得成功。不过，19世纪下半叶逐步兴起的石油工业，其作用主要表现在社会生活领域，尚未在生产领域发挥重大作用。用于照明和民用燃料的煤油需求量很大，而其他工业用油始终是石油产品中的一个微不足道的组成部分。1892 年时，因工业用油需求不旺，1加仑汽油只能卖到2美分，而一杯水可卖5美分，许多油料商为销售汽油而发愁。19世纪90年代，局限于生活领域、初具规模的石油工业受到电力工业的强有力挑战。由于电力照明技术的推广，煤油市场日益缩小，逐步退出城市。
然而，一个市场将要失去时，另一个市场的大门却敞开了。在世纪之交，随着汽车产业的崛起和电厂、工业锅炉、火车和轮船对燃油的需求急剧增长，越来越多企业从烧煤改为烧油，石油这种新能源的真正价值开始展现。1901年，美国桑菲铁路公司只有1台烧油机车，1905年增加到227台。1902年，汉堡—美洲轮船公司在新班轮上采用石油代替煤炭，其他的轮船公司也相继效仿，从烧煤改为烧油。这种煤改油的变革在欧美工业化国家很快蔓延，并促使各国海军也开始使用新的能源。1903年，英国海军在“汉尼巴尔”号战列舰上首次进行用油做动力燃料的试验。1911年，英国海军已建成并正在建造56艘完全靠油驱动的驱逐舰。丘吉尔就任海军大臣后，相继制定的1912～1914年三个年度的海军造舰计划中，没有一艘使用煤炭，全部采用油作燃料。尤其重要的是，英国海军煤改油开始由辅助舰延伸到主力舰。1912年3月，英国决定建造5艘用油驱动的战列舰。丘吉尔指出∶这是一个“命运攸关的果断行动，关系到我们生死存亡的海军骨干舰只烧油，并且只是烧油”。
来自生产领域的强劲需求刺激了石油产量的大幅度提高。1860~1917年，世界最大能源生产国美国的原煤产量增加了32.5倍，而石油产量增加了671倍。进入20世纪后，工业用油的产量开始超过生活用油。1901年开发的得克萨斯巨型油田，一开始就将其产品定位在满足工业需求方面。这被视为石油工业具有里程碑意义的一个事件。1900～1911年，世界最大的跨国公司美孚石油公司的汽油销售额增长了3倍多，第一次超过生活用油的销售额。1913年，成立7 年的石油新巨头“德士古”公司的汽油产量超过照明油，成为该公司最重要的产品。石油生产重心向工业需求的转移，对新技术发明是一个极大的促进。20世纪之前，石油产品的提炼采用的是简单分馏技术，只能从原油中分离出15%～18%的汽油，最多20%。1909 年，美国人发明了热裂化技术，能从原油中分离出45%的汽油。1913年美国建成第一座热裂化塔，1915年此项技术得到普及，开始在炼油生产中大规模应用。仅此一项就等于将世界的汽油产量翻了一番还多，汽车工业因此有了快速发展的可能。
2、电力
能源革命的又一个重要标志是电力。19世纪初，电力只是一种实验室技术。1866年和1873年，出现了第一台直流发电机和第一台交流发电机，这标志着实用发电技术的突破。1879年发明了第一只实用灯泡，意味着电力的社会化应用首先在照明领域展开。随着电力需求的增加，专门生产电力的发电厂应运而生。1882年建成第一个直流发电厂，1886年建成最早的交流发电厂。不过，此时的电厂发电量很小，输送距离有限，只能供应局部照明用电，因而被称做"住户式"电站。
19世纪末20世纪初，电力发展进入全面产业化的阶段，其标志是远距离输变电技术的突破、电力应用构成的变化以及发电能力的大幅度提高。继1886年开发出性能优良的交流变压器之后，1891 年，德国利用新的交流输变电技术，成功进行了175公里的远距离输供电试验。这一进展极大地拓展了电力应用的范围，为工业和生产用电提供了必要条件。在煤炭和蒸汽机时代，机器一直安置在靠近蒸汽机的位置上，否则就无法获得动力。这种情况一直延续到19世纪下半期。从19世纪最后几年开始，远距离输电技术使电力变得无处不在，这不仅大大扩展了大型机器的使用范围，而且为种类繁多的小型“移动式机器”的使用提供了动力条件。进入20世纪，电力应用构成也出现重大变化，工业用电成为电力消费的主角。1894年，德国电站供电负荷的86%用于照明，用于动力的只有14%，1907年用于照明的负荷下降至52%，而用于动力的负荷则提高到48%。1902年，美国工业用电仅占电力消费总量的21.5%，1907年提高到43%，到1917年工业用电达到电力消费总量的54%，而照明用电仅占不足20%。随着工业用电的大量增加，电力生产摆脱了以照明需求为主的“住户式”生产方式，电厂的数量、规模和发电量急剧增加。1902~1913年期间，德国煤炭产量增加了0.72倍，而电厂装机容量增加了7.2倍。1902~1917年，美国的煤炭产量增加了1.16倍，石油产量增加了2.78倍，而发电量则由59.7亿度猛增至434.3亿度，增加了6.27倍。这种情况在其他工业国家中也表现得非常充分。
3、总结
总之，从世纪之交起，石油和电力工业快速崛起，成为能源生产领域中发展最快、对整个国民经济起重大作用的独立产业。电力和石油的大规模应用，是继煤炭取代木材等植物燃料之后，又一次具有深远影响的能源革命，它改变了以往单纯依靠煤炭的局面，为20世纪人类社会发展提供了新的能源基础。
（二）以内燃机为代表的动力机械革命
与石油、电力等新能源相伴而生的是内燃机、电动机等新的动力机械。从18世纪60年代到整个19世纪的工业革命中，以煤炭为燃料的蒸汽机一直是推动工业革命进程的基本动力机械。但是，作为一种“外燃式”动力机，蒸汽机离不开庞大笨重的锅炉，这使得蒸汽机只能作为固定的动力机使用，限制了它的使用范围。为了给更多的领域提供动力，人们开始研制重量轻、效率高、使用方便的“内燃式”动力机。
1860年法国人莱诺发明了第一台二冲程煤气内燃机。1876年德国人奥托制成了第一台四冲程煤气内燃机。由于奥托的煤气内燃机具有功率高、体积小、重量轻等优点，因此在1878年巴黎万国博览会上被誉为“瓦特以来动力机方面最大的成就”。煤气内燃机更加清洁并具有更高的工作效率，所使用的气体燃料可自动添加。不过，煤气机离不开庞大的煤气发生炉和管道系统，只适宜在固定式大型电厂中使用，不能满足交通工具等移动性工作机械的需要。随着石油能源的开发利用，用石油产品取代煤气作燃料成为可能。1883 年，德国人戴姆勒研制成功第一台四冲程汽油内燃机。新的汽油机便于移动，特别适合为交通运输工具提供动力。1897年，德国人狄塞尔制成了第一台柴油内燃机。虽然柴油机结构比汽油机复杂，但具有油耗低、热效率高的优点。
从总体看，内燃机尤其是燃油式内燃机的效率大大超过蒸汽机，同等重量的燃油所产生的功效相当于煤炭的2倍，所占的体积却只有煤炭的一半，而且可以通过自动装置干净地输入发动机内。 此外，内燃机结构紧凑、重量较轻、运行维护也很简便，这些优点使其具有蒸汽机所不具备的机动性和更大的应用范围。从世纪之交开始，日趋成熟的内燃机迅速普及，成为社会生活和生产领域中用途最广、用量最大的动力机，其使用范围不仅遍及汽车、机车、船舶、飞机、发电机组、工程机械等各个工业部门，就连长期以来无法使用机械的农业领域，也因内燃机的出现而开始了机械化进程。毫无疑问，内燃机的发展使机械化兵器的产生成为可能。
（三）以各种新材料为标志的原料和材料革命
1、钢铁
首先是钢取代铁成为整个经济中最主要的金属材料。铁在18 世纪中叶~19世纪的100多年里一直占据绝对统治地位。19世纪五六十年代采用新的炼钢技术以后，钢的产量迅速提高。美、英、德、法四国的钢产量1870年为24.2万吨，生铁产量为1023万吨；1900 年钢产量增加到2354万吨，生铁产量为3587万吨；1913年钢产量提高到6260万吨，逼近7027万吨的生铁产量；1918年四国的钢产量增至8825万吨，超过6055万吨的生铁产量。钢取代铁成为支持工业发展的最重要的黑色金属材料。
2、有色金属及合金材料
其次是有色金属及合金材料的广泛应用。这是19世纪末20世纪初新一轮工业革命在材料领域的重大突破。随着19世纪后半期制造业水平的不断提高，迫切需要能够满足精密加工需要，具备更轻的质量，而且更加耐磨、耐热和耐腐蚀的新材料，于是开始了对各种有色金属的开发利用。有色金属种类繁多、性质各异，依其不同的特性，或者作为纯金属单独使用，更多的是与其他金属结合，衍生出各种合金材料。这些合金材料的机械、物理和化学性能大大优于单一的纯金属，它们的广泛使用极大地提高了金属加工和装备制造的水平。进入20世纪后，有色金属及其合金成为机器、汽车、机车、轮船、电力、石油、化工等所有产业部门中不可或缺的材料。
3、各种新的非金属材料
其三是各种新的非金属材料的发明使用。千百年来，人类在工程建筑领域一直以使用土、石、木等天然原材料和人工烧制的砖瓦为主，因此有“土木建筑工程”之说。随着工业革命的展开和基建工程的扩大，迫切需要与工业化时代相适应的新的工程建筑材料。1824 年，英国人J.阿斯普丁发明了新型硬性胶结材料————波兰特水泥（硅酸盐水泥），1850年左右开始生产。水泥具有硬度高、抗压性强、持久耐用和快速凝固成型的性质，而且便于运输、可以大规模生产，这些独特的优点使之成为具有广阔应用前景的新型工程建筑材料。1867年，法国人莫尼埃将水泥与铁丝结合制成花盆，首开钢筋混凝土应用的开端，1875年又用水泥和钢筋为材料，主持建造了第一座长16米的钢筋混凝土桥梁。1886年，美国人P.H.杰克逊首次应用预应力混凝土制作建筑构件，后又用于制作楼板。水泥、钢材等新材料的出现促进了其应用理论和技术的发展。19世纪末，G.D.A.里特尔提出钢筋混凝土理论，1900年前后钢筋混凝土弹性方法被普遍采用。1908年法国人发明铝酸盐水泥，并开始工业化生产。第一次世界大战期间，法国米其林公司承建了世界上第一条水泥飞机跑道。19世纪末20世纪初，水泥、钢材、沥青等新材料在工程、建筑、道路、桥梁、隧道、港口和城市建设中的使用日益广泛，水泥产量因此而大幅度增加，1880~1913年，德国水泥产量增加了18倍，美国水泥产量增加了约44倍。
4、橡胶
橡胶也是在第三次工业革命中得到广泛应用，并产生重大影响的新材料。1839年，美国人查尔斯·固特异发明了橡胶硫化技术，使经过硫化的天然橡胶成为一种稳定而不黏合的材料。不过，此时使用的还都是天然橡胶，不能满足工业化进程对橡胶材料日益增加的需求。1909年，德国化学家弗雷兹·霍夫曼成功研制出第一种合成橡胶——甲基橡胶，从而开启了大规模使用合成橡胶的历史。橡胶特别是合成橡胶的开发利用，为20世纪汽车、飞机和电气工业的大发展提供了重要的原材料。
19世纪末20世纪初的材料革命，还体现在化学合成材料的异军突起。1868年美国人发明了第一种现代塑料———赛璐珞，1892年发明纤维胶，1899年发明人造丝。1903年德国人发明了不易燃烧的醋酸纤维素。在此期间，化学家在实验室合成了多种聚合物，如线型酚醛树脂，聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等。1909年，美国人贝克兰取得了第一个完全合成的塑料——合成树脂酚醛塑料的专利。这是一种最基本的塑料品种，由此衍生出的千百种用途不一的塑料，可以广泛应用于电器、仪表、机械、汽车制造以及日常生活各个领域。这一突破性进展标志着新兴塑料工业进入合成树脂阶段，为20世纪塑料工业的迅猛发展奠定了基础。
（四）以汽车、飞机为标志的交通运输革命
煤炭和蒸汽机的使用，导致了19世纪下半叶以铁路和轮船为标志的交通运输革命。在这场被称为第一次交通运输革命的过程中，轨道交通（铁路）先于公路交通迅速发展，当火车在铁路上飞驰的时候，马车却在简陋的道路上蹒跚前行，公路交通仍处在前工业化时代。不过，这种发展不平衡的局面在世纪之交开始改变。由于石油、内燃机以及各种新材料的出现，以汽车和飞机为标志的第二次交通运输革命开始起步。
1、汽车
1883年德国人戈特利布·戴姆勒成功研制出第一台四冲程汽油内燃机，为汽车这种新的交通运输工具提供了理想的动力机。1885和1886年德国的卡尔·本茨和戴姆勒相继制造出汽油发动机驱动的三轮和四轮汽车，因此而被誉为“现代汽车之父”。汽车所具有的发展前景，促进了与之有关的各项技术的迅速发展。到19世纪末，不仅有了可充气和可拆卸的橡胶轮胎，而且汽车传动、制动、变速系统的技术也日臻完善。随着汽车日趋走向实用化，1887年，德国成立了世界上第一家汽车制造公司———奔驰汽车公司，随后各工业国家也纷纷建立自己的汽车产业。其中著名的汽车生产商有法国的标致公司（1896年）、雷诺公司（1898年），美国的奥兹汽车厂（1897年）、卡迪拉克汽车公司（1902 年）、福特汽车公司（1903年）、通用汽车公司（1908年）、林肯汽车公司（1917年）等等。1908年，美国福特公司建成第一条汽车流水生产线，首创大规模生产汽车的新方式。随着流动装配线的不断完善，汽车的生产速度急剧提高。1913年美国福特公司生产一辆汽车需要12个小时，到1914年骤降至一个半小时，汽车产量因此而猛增。以汽车生产大国美国为例，1895年的汽车产量为300辆，1900年为4892辆，到1917年上升至187万辆。19世纪末，当汽车出现在公路上的时候，一度因铁路发展而黯然失色的公路交通重新焕发出活力，它预示着20世纪的陆上交通开始进入一个更加机动便捷的“公路时代”。
2、飞机
新能源和新动力不仅造就了公路时代，同时还为交通运输工具插上了翅膀，促成了更加伟大的航空时代的到来。千百年来，人类对空中飞行的兴趣经久不衰，进行了不懈的探索。1783年6月，法国人利用工业革命的成果制造出新的航空器————热气球，同年11月，又完成了人员搭乘热气球飞行的试验，实现了人类使用航空器的首次飞行。1852年，法国人在气球上安装了一台3马力的蒸汽机，用以带动一个螺旋桨，从而使随风漂流的气球进化为可操纵控制的飞艇。1899年，德国人齐柏林使用新的内燃机技术，制造出内充氢气，装有2台16马力汽油发动机的硬式飞艇。气球和飞艇的出现是人类进入天空的重要一步，但它们都是轻于空气的航空器，具有体积大、速度小、操纵不灵活等弱点。1903年12月17日，美国莱特兄弟研制的飞机试飞成功。这是世界上第一架“比空气重的航空器”，标志着航空技术的重大突破。此后，世界上形成了一股“航空热”，先进的工业化国家纷纷加大对飞机的研制力度，各种航空技术发明层出不穷，飞机的设计制造水平明显进步。飞机的发明以及航空业的兴起，为交通运输业的发展打开了一个全新的空间，人类的交通运输从此由地表走向天空。
由新能源、新材料、新动力、新交通运输方式等构成的第三次工业革命，不仅将工农业生产和整个国民经济的发展推上一个新的高度，而且为军事领域的机械化革命创造了必要的技术和物质条件。正是在这样的基础上，人类的军事活动开始走上摩托化和机械化的道路。
二、帝国主义列强重新瓜分世界的斗争和世界大战的酝酿
（一）垄断资本主义的形成和发展
19世纪末20世纪初，既是第三次工业革命兴起的时期，也是以垄断为特征的帝国主义制度确立的时期，其标志是各种垄断组织成了整个资本主义经济生活的基础。资本主义是在激烈的竞争中发展的。在优胜劣汰法则的作用下，企业间的吞并，生产和资本的集中无时不在、无处不在。19世纪五六十年代自由竞争的极盛时期，首先在德国出现了卡特尔组织。这是垄断的最初萌芽。其后，卡特尔、辛迪加、托拉斯等各种形式的垄断组织相继在各工业国家出现。不过，这类垄断组织的地位还不巩固，许多垄断组织成立不久便解体了。到19世纪末20世纪初，特别是1900～1903年世界经济危机之后，生产和资本的集中达到很高的程度，各种垄断组织不仅巩固了自己的地位，而且在一系列重要的经济部门占据了支配地位。1900~1907年间，美国托拉斯由185家增加到250家，控制了全国钢铁、化学、金属和石油生产的66%～95%。1905～1911年，德国卡特尔从385个增加到600个，支配着德国工业生产的80%。连资本主义发展较晚的日本，各种垄断组织在20世纪初也控制了工商业资本的75%。
与此同时，银行资本也在迅速集中。1907～1908年，德国9家大银行集中了全部存款的47%。1913年，英国5家大银行的存款占全国银行存款总数的40%。这类银行资本与工业资本相互融合，形成了金融资本和金融寡头。第一次世界大战前夕，德国的300个财团、法国的200个家族、美国的8大财团，以及日本的4大财阀已经成为国家经济生活的实际统治者。特别值得注意的是，垄断开始超出国家的范围，出现了国际性跨国垄断组织。1897年，这类超级国际垄断组织已有40个，到1914年前后发展到114个。
垄断的形成和发展不仅是一种经济现象，它对社会也产生了全面而深刻的影响，甚至成为孕育战争乃至世界大战的温床。与自由资本主义时期不同，垄断时期的经济组织实力更为强大，相互间的竞争也更富于掠夺性、冒险性、全面性和外向性。随着垄断程度的不断提高，竞争的空间已远远超出民族国家的范围，规模和激烈程度也达到前所未有的程度。这种国际性的“超级竞争”实际上是一种世界规模“经济战争”，当它发展到一定程度之后，就必然会演变为真正的战争，而且是世界性的全面战争。
（二）帝国主义国家重新瓜分世界的斗争及两大军事集团的形成
随着一波接一波的工业革命浪潮和各工业化国家对外部世界的连续扩张，到19世纪末20世纪初，整个世界已被纳入资本主义世界经济的网络，并联结成一个不可分割的有机整体。在这个全球化的国际体系中，各资本主义国家虽然依据实力大小占据了不同的份额，但是，各国之间因发展不平衡而导致的矛盾也达到了临界点，进入了以重新瓜分世界为目的且直接冲突的新阶段。在此之前，近代以来的殖民主义对外扩张曾经历了两个时期∶一是19世纪中期以前欧洲老牌殖民主义国家的早期殖民扩张；二是19世纪七八十年代以后，欧美以及日本等新兴工业化国家加入其中的第二次殖民扩张。由于这两次殖民扩张涉及的是“无主之地”，因此各列强之间的争夺虽然激烈，但尚未达到直接交战和你死我活的程度。
然而，这种局面在19世纪末20世纪初发生变化。一方面，世界已瓜分完毕，向“无主之地”扩张的空间已接近饱和。到1900年，非洲的90.4%，亚洲的56.6%，美洲的27.2%和澳洲的100%，已经沦为列强的殖民地，其他亚洲、非洲和拉丁美洲国家也变成了各列强的半殖民地或势力范围。另一方面，各国实力地位的此消彼长在不断深化。1913年，美国在全世界工业生产中的比重已达38%，德国也上升至16%，而英国和法国则分别降至14%和6%。1890~1913年间，美国外贸规模增加了1.6倍，德国1.8倍，日本4.9倍，俄国1.6倍，而英国和法国仅增加了0.87和0.89倍。
尽管各国的实力地位已发生变化，但它们拥有的殖民地数量却与此不成比例。1913年，英国在全球殖民地中所占份额将近60%，法国为19%，分别是德国和日本殖民地面积总和的10倍多和3倍多。显然，业已形成的世界体系已经不能容纳列强之间的矛盾，新老帝国主义国家之间围绕外部市场、原料产地和投资场所的争夺，已经发展到必须重新分割世界的程度。在世界上的“无主之地”已经瓜分完毕的情况下，重新分割世界就意味着一个列强对另一个列强的剥夺，意味着帝国主义国家间的直接冲突乃至战争。
1898年，美国和西班牙之间爆发了重新瓜分世界的第一次战争，新崛起的美国打败了老牌殖民国家西班牙，从西班牙手中夺取了古巴、波多黎各、菲律宾、关岛等西属殖民地。1904～1905年，日本与俄国爆发战争，战败的俄国被迫放弃在朝鲜的权益，并将旅大租界地、南满铁路，以及库页岛南部及附近所有岛屿让给日本。这几场战争虽然具有局部战争的性质，但却标志着列强之间以重新分割世界为目的的直接较量的开始。随着重新分割世界斗争的扩大和深化，各帝国主义列强纷纷着手准备即将到来的大决战。1902～1911年，欧洲各国的军费投入明显加大，英国和法国分别增加了19%和27%，德国、俄国、奥匈帝国和意大利分别增加了44%、34%、37%和67%。此外，各国纷纷根据利害关系合纵连横，逐步形成了以英、法、俄为首的和以德、奥匈帝国为核心的两大军事集团。
对于这场即将到来的战争，虽然事先难以预测其胜负结局，但其具有的经济、政治基础和科学技术条件，如∶第三次工业革命的成果和科学技术的进步、世界业已形成的整体关联性、战争主角拥有的经济实力和技术能力、涉及所有发达国家的军事联盟，以及矛盾总结算的斗争性质等等，已经预示着这场战争将呈现出与以往所有战争不同的面貌，决定了这场战争将是一场开启机械化战争大门的世界性的总体战争。正是这种大规模、高强度的全球大战，为自动化、机械化、远程化战争兵器提供了演练场，为机械化战争形态的出现与完成提供了绝好的平台。
三、科技成果的军事应用和武器装备的发展
（一）枪炮技术的进步
进入20世纪后，枪械制造技术进一步向自动化的方向发展。马克沁重机枪虽然代表着19世纪下半叶“枪炮革命”的最高成就，但采用水冷装置的该机枪重量较大、携行不便，只宜于配备营连级部队使用。要满足部队对自动枪械的普遍需要，就必须实现自动枪械的轻型化。1902年丹麦人麦德森研制出采用气冷枪管、重量降至9.98 公斤的轻机枪，使部队有了能够在步兵班使用的自动枪械，部队中的机枪数量因此而大幅度增加。第一次世界大战期间，英国每个步兵营都拥有32挺机枪。为了使每个步兵都拥有高效率的枪械，1915 年意大利人列维里设计了第一种单兵自动武器———冲锋枪。在此基础上，1918年德国人成功研制出第一种批量装备部队的MP18冲锋枪。MP18冲锋枪结构简单，枪重4.18公斤，弹仓容量32发，射速每分钟400发。虽然在第一次世界大战中单兵自动枪械尚未得到普及，但大量使用的轻重机枪却成为步兵手中的锐利武器。
在同样科学技术加持下，火炮制造技术也取得长足进步，火炮综合性能大大提高。到第一次世界大战时，榴弹炮的最大射程增加到14.2公里，加农炮的最大射程达到22.8公里。火炮通用技术发展的同时，新型专用火炮也不断出现，火炮家族日益壮大。1904 年日俄战争期间，俄国人首创了射程50～400米、炮身仰角为45~65度的曲射火炮———迫击炮。这种用于近战的新炮种弥补了榴弹炮和加农炮无法进行近距离火力战的缺陷，具有重量轻、射速大、精度高、构造简单、易于操作和机动性强等特点，非常适合复杂地形下的近距离火力战。这种具有新功能的火炮一经出现即引起各国重视，它们纷纷开始研制各种口径的迫击炮，从而促进了迫击炮性能的提高和数量的增加。在第一次世界大战中，迫击炮得到广泛使用，仅德军就拥有1.6万门迫击炮。 迫击炮成为和榴弹炮、加农炮并驾齐驱的主要炮种。作为又一新炮种，高射炮出现在第一次世界大战前夕。1903年飞机问世后，其军事用途得到迅速开发。1913年，法国为了对付新的空中威胁，将75毫米野战炮安装在轮式车辆上进行对空射击。这种改装的高射炮预示着新炮种的诞生。第一次世界大战期间，随着空中威胁的增大，各国纷纷开发专门对付飞机的高射炮，各参战国的高射炮从无到有，迅速形成高射炮家族。至战争结束时各国共有高射炮4200门，主要有40、75、76.2和105毫米几种口径，炮弹初速每秒760米，射击速度每分钟15发（小口径高射炮每分钟150发），最大射高可达8000米。
（二）新型陆战武器坦克的出现
坦克是第一次世界大战期间出现的新式机械化武器。还在19 世纪末20世纪初，构成坦克的技术要素就已散布在不同领域∶大功率小体积的内燃机技术，用于农用拖拉机的履带推进装置，轻而坚固的装甲技术，以及枪炮和车辆制造技术等逐步成熟。第一次世界大战之前，一些国家尝试将这些技术结合起来，研制出集车辆机动性、装甲防护力和枪炮火力为一体的轮式装甲汽车。
大战爆发后，大批士兵在机枪、壕沟、铁丝网组成的战场上尸横遍野，交战双方陷入堑壕战的僵局。为了改变这种状况，1914年10月，英国战地观察员斯文顿中校建议，在美国履带式拖拉机上安装武器和装甲板，制造既能抵挡机枪火力，又能弥补轮式装甲车越野能力差的“陆地巡洋舰”，以便为步兵冲击开辟道路。英国海军大臣丘吉尔接受了这个创意，并于1915年2月成立了研制这种武器的“陆地巡洋舰委员会”。同年12月，英国制造出世界上第一辆具备火力、机动性和防护力三大特点的坦克样车“小威利”（“小游民”）。该样车重18.3吨，发动机功率105马力，车内有2～4挺7.7毫米机枪，车体钢板厚6毫米，最大速度3.2公里，能跨越0.6米高的垂直墙和1.5米宽的壕沟。由于“小威利”坦克的越野过障能力不能满足实战需要，“陆地巡洋舰委员会”又着手设计第二辆称之为“大威利”的坦克。“大威利”于1916 年6月服役，正式定名为MK-I型坦克。该坦克装甲厚度为8～10毫米，配备4挺机枪和2门火炮，垂直爬高高度1.4米，可通过3.3米宽的壕沟。1916年9月15日，“大威利”MK-I型坦克投入索姆河战役，开创了坦克用于实战的先河。鉴于坦克在实战中的显著作用，各国开始竞相研制坦克，坦克性能因此不断提高。
1917年9月，法国成功制造出著名的“雷诺”FT-17型轻型坦克。该坦克被誉为“现代坦克的雏形”，其总体布局与后来的现代坦克十分相似，即驾驶室在前、战斗室居中、发动机居后。“雷诺”坦克具有很好的操纵性和战场机动能力，首次采用的手动旋转炮塔，使其机枪和火炮能在360度的方向射界发挥威力，再加上最厚16毫米的装甲可与重量数倍于己的坦克媲美。因此，“雷诺”坦克不仅成为各国坦克设计的典范，而且拥有战时生产3186辆的最高纪录。
作为英法的对手，德国同样受困于堑壕战僵局。在英国成功使用坦克的冲击下，德国意识到坦克的重要性。1916年10 月30日，也就是英国坦克首次现身战场仅45天后，德国最高统帅部召开坦克设计讨论会，决定尽快自行研制坦克。1917年4月，德国成功设计出第一辆A-7V型坦克原型，并于5月中旬开始批量生产。由于有英、法坦克研制的经验可资借鉴，德国的坦克设计起步晚但起点较高，一开始就追求在各项性能指标上压倒对手。当年10月初正式装备部队的A-7V型坦克，装有2台100马力发动机，战斗全重33吨，最大装甲厚度30毫米，最高时速13公里，装备6挺机枪和1门火炮。这些指标不仅超越了1916年坦克的性能，而且与同时期英、法先进坦克的水平不相上下。
第一次世界大战中的坦克带有早期发展的烙印。一是坦克的研发制造尚未形成基本定势，整车形状各不相同，既有菱形的，也有类似流线形的，主体结构大相径庭，有的采用无炮塔式设计，有的采用顶置炮塔和侧置炮塔，炮塔也分为固定炮塔和旋转炮塔。二是坦克的推进系统主要采用汽车和履带式拖拉机部件，发动机功率多在35~105马力之间，最大时速和行程分别为13公里和100公里。三是车体装甲采用铆接方式，最大装甲厚度一般为10多毫米，个别的达到30毫米，主要用来抵御枪弹和炮弹碎片。四是坦克武器着重于消灭步兵和摧毁机枪火力点，因此装备的是机枪和发射榴弹的短身管火炮，瞄准多采用观察瞄准方式。
作为一种新概念武器，第一次世界大战时期的坦克制造虽然存在许多局限性，但却汇集了当时已有的先进技术，是战争史上首次出现的集火力、机动力和防护力于一身的具有划时代意义的创造性发明。这种新式陆战武器一经出现，立即在战场上发挥出独特的作用，进而对传统的陆战样式造成了极大冲击，坦克也因此成为战争历史步入机械化时代的重要标志之一。从坦克诞生之日起，各主要国家就在坦克研制方面展开竞争。自1916年6月第一辆坦克装备部队起，至1918年7月战争结束为止，坦克的数量规模迅速扩张。短短2年时间里，各主要国家就生产各类坦克9200辆，其中英国2800 辆、法国5300辆、美国1000辆、德国100辆。一战结束后，坦克发展的势头有增无减，围绕这个新领域的军备竞赛，成为各国准备新一代机械化战争的重要内容。
（三）飞机的发展及其军事应用
与坦克出现的意义相类似，以飞机为代表的军事航空技术的进步，也是机械化战争产生和发展的重要标志之一。伴随着航空器的发展，人类不断尝试着开发其军事用途，而飞机的诞生则为航空器的军事应用开辟了广阔的空间。1903年12月17日，美国莱特兄弟研制的飞机试飞成功。1905年5月，莱特向美国陆军部提出了开发飞机军事用途的建议。1910年1月19日，一名美军中尉从飞机上将1 个沙包作为炸弹投到洛杉矶；6月30日，另一名美国人从15米高度的飞机上，把一枚哑弹投到按战列舰大小标识的水面上；8月，美国人又在飞机上使用来复枪射击地面目标。这些都是开发飞机军事用途的早期尝试。1911年2月，墨西哥内战期间，政府军的一名飞行员驾机观察革命军的阵地。这是世界上第一次空中侦察活动，也是飞机的首次战场应用。1911～1912年意大利与土耳其的战争中，飞机除了进行侦察外，还被用来为炮兵和军舰的火力指示目标。1911 年11月1日，一名意大利飞行员用手向土耳其军队驻地投下了4枚小炸弹，实施了首次象征性轰炸。
不过，此时的军用飞机无论数量或功能还带有发展初期的烙印。1914年8月，各主要国家的军队仅有飞机806架，其中德国232架、法国156架、俄国263架、奥匈帝国65架、英国30架、美国30架、意大利30架。这些飞机型号繁杂但功能有限，都是不分机种的通用型小飞机，除了飞行员的随身武器外，没有配套的机载武器，只能执行侦察、校射、通信和简单运输等非作战任务。
1914年8月爆发的第一次世界大战，为飞机制造技术的发展注入了强大动力。在4年战争期间，飞机的动力、材料、结构、机载武器、制造工艺等技术均取得了长足进步。首先是发动机性能的提高。莱特兄弟制造的第一架飞机，发动机重77公斤，功率12马力，马力重量比是0.155，1910年飞机发动机的马力重量比提高到0.5，而第一次世界大战期间的马力重量比上升至1。也就是说，第一次世界大战时的飞机发动机性能比莱特飞机提高了6.5倍，比1910年的飞机提高了2倍。其次是新材料和新工艺的使用。第一次世界大战初期的飞机均采用木布材料，即用木料制作飞机龙架，上覆布质蒙皮，而中后期出现了钢管焊接龙架和胶合板蒙皮，并采用了板材对接和蒙皮抛光的制造工艺，飞机的牢固性和飞行能力因此得到很大改善。再次，发动机技术和材料技术的进步，为飞机采用新形态结构创造了条件，在双翼和三翼机之外出现了悬臂式单翼飞机和流线型机体，复杂笨拙的构造趋于简洁。最后是机载武器技术的发明。1915年出现的与螺旋桨协调同步的机枪射击装置，解决了飞机与武器有机结合的难题，被誉为战争中最重要的创新之一。此外，开关控制的投弹装置代替了用手直接投弹，目测瞄准方式让位于机械瞄准装置，敞开式座舱变为封闭式座舱等等。这些新技术的应用，导致了战斗机机种和新的制空作战样式的产生，使轰炸行动得以在更高的安全高度以更加准确的方式进行，夜间轰炸的效率也因此而提高。
作为上述技术进步的集中体现，第一次世界大战中的飞机功能趋向多元，不仅战前的各种辅助功能日益完善，而且开始具备空中格斗和对地攻击的作战能力，飞机的种类也由单一的通用型走向系列化，发展为专门的侦察机、战斗机、轰炸机和水上飞机等等。尤其是以战斗机和轰炸机为代表的作战飞机，在短短4年里从无到有，技战术性能迅速提高。第一次世界大战前的飞机没有机载武器，发动机功率60~80马力，最大时速80～100公里，升限最高不超过3000 米，续航时间2~3小时，个别的达到7小时。而在第一次世界大战期间，这些指标年年刷新，至战争中后期，战斗机普遍装有1~2 挺专用机枪，发动机功率增加到200马力，最大时速提高到200公里左右，最大升限可达7000米；轻型轰炸机装1台375马力发动机，重型装2~3台150~360马力发动机，时速在140~230公里之间，续航时间4~8小时，实际升限4000~5500米，最大升限达到6700米，装备4~5挺机枪，载弹量为200~900公斤。总之，第一次世界大战促使飞机制造技术、质量性能和数量规模面貌一新，这项发展不仅锻造出新的空中武器系统，而且成为战争历史跨入机械化时代的重要标志之一。
（四）海军舰艇技术的进步和航空母舰的问世
海军舰艇技术的进步首先表现在传统作战舰艇制造水平的提高。所谓传统作战舰艇，是指战列舰、巡洋舰和驱逐舰等以火炮为主要武器的、历史悠久的水面舰艇。1850年，借助工业革命的成果，法国建成了第一艘使用蒸汽动力的“拿破仑”号战舰，舰艇制造开始告别风帆时代。此后，一系列新技术相继出现并用于舰艇制造。1858年，法国建成第一艘配备110~120毫米防护装甲的"光荣"号战舰。1864年，英国海军改变以往的舷炮设计成规，建成了第一艘在舰船中轴线配置炮塔的炮塔式装甲战舰；同时期还出现了旋转炮塔技术，使火炮具备了全方位射击的能力。这些技术进步不是一般地提高了舰艇的制造水平，而是给传统舰艇注入了新的机械化内容。到19世纪末，各国海军的作战舰艇均已使用蒸汽机装置，各项性能指标较之风帆战舰有了飞速发展∶战列舰的排水量一般为1.2万~1.5万吨，装有4门305毫米火炮，时速18节；重型巡洋舰0.7万~1.4万吨，装有4～6门200毫米火炮，时速23节；轻型巡洋舰0.2万~0.4万吨，装有10门105毫米火炮，时速25节；驱逐舰300~600吨，装有2 门76毫米火炮，时速28节。
如果把19世纪后半期视做舰艇制造步入机械化的第一阶段，那么20世纪的头20年就是其机械化发展的第二阶段。1896年，法国工程师采用蒸汽涡轮技术，在快艇上装了蒸汽轮机为主机的动力装置。1900年美国也在鱼雷艇上采用了蒸汽轮机装置。蒸汽轮机的应用是一个很大的技术进步，旧的蒸汽机利用蒸汽推动活塞运动，进而带动连杆和曲柄回转，是间接输出功率，而蒸汽轮机是利用蒸汽直接推动叶片、叶轮和机轴旋转，减少了输出功率的环节。这一新技术克服了蒸汽机装置功率小、体积重量大、燃料消耗率高的弱点，大大提高了动力装置的功率重量比，使舰艇的速度、航程等航海性能明显改善，并为排水量的增加、火力和防护系统的加强创造了条件。1905 年日俄战争后，海军中的“巨舰大炮”思想进一步高涨，追求更大的吨位、更强的火力和防护力成为海军军备竞赛的主流。在舰艇防护力方面，除了增加装甲厚度，改进装甲质量之外，还采用了更加科学的"隔壁"和"隔室"的防护设计，将舰身分成许多相互隔绝的部分。这样一来，当某部分中弹时，气体和水的破坏力就被层层减弱，舰艇抵御炮火、鱼雷攻击的能力就会相应提高。在加强舰艇火力方面，各国海军都把装备大口径远程巨炮作为首选，辅之以许多对付鱼雷的小口径速射炮，而介于两者之间的中口径火炮则退居次要地位。在这种海战理念和技术背景的支持下，水面作战舰艇的制造水平又登上一个新的台阶。以最受重视的战列舰为例，前一阶段的战列舰一般采用双螺旋桨蒸汽机装置，而第一次世界大战时普遍使用四螺旋桨的涡轮机装置，更强的驱动力使战列舰的排水量突破3万吨大关，比之前翻了一番，速度则由原来的最高18节提高到20~23节，主炮数量由4门增加到8～12门，口径也从305毫米增加到380毫米，最大的舰炮甚至达到457毫米口径。
其次是航空母舰的出现。如果说第一次世界大战期间海军传统舰船技术有了很大进步的话，那么，航空母舰这一新舰种的出现则是意义更为深远的创新。飞机发明以后，让军舰插上翅膀就成为海军的追求。1910年11月4日，美国海军飞机利用巡洋舰前甲板上安装的25米长木质水平飞行跑道，成功进行了首次从军舰上起飞的试验。随后，又在巡洋舰的船艉修建了36米长的倾斜木制飞行甲板，在飞机和甲板上分别安装了3个钩子和22道绳索组成的拦阻减速装置，并于1911年1月18日实现了首次着舰飞行。1912年11月12日，美国人利用新发明的飞机弹射装置，成功进行了第一次弹射起飞。虽然这些试验都是在军舰静止状态下完成的，但仍被看做舰载航空兵诞生的重要技术条件。
临近第一次世界大战时，把军舰和飞机结合起来，打造新的实战型武器系统的努力加快进行。英国海军决定建造可以搭载飞机随同舰队作战的舰船。1913年5月，英国巡洋舰改装的“赫尔姆斯”号水上飞机母舰编入现役。该舰舰艏修建了很短的飞行甲板，可供搭载的3架水上飞机起飞。不过，飞机返回时只能降落在水面，尔后由舰上的起吊装置进行回收。1915年，英国第一艘正规的水上飞机母舰————“皇家方舟”I号编入海军。所谓正规，是说该舰集中了此前水上飞机母舰的长处，能用轻便的抛射装置发射飞机，有正规的机库、修理车间和大型吊车，搭载的水上飞机也增加到10架。在此期间，英国海军还尝试了其他机、舰结合的方式，在几十艘巡洋舰和巡洋战舰的大型炮塔上安装飞行平台，并为这些大型作战舰只配备了2～3架战斗机或侦察机。
经过不断的尝试和技术积累，1917年7月，被称为"半个航空母舰”的“暴怒”号现身海战战场。该舰排水量1.9万吨、航速31.5 节，在原前主炮位置建造了机库和70×15米的起飞跑道，可搭载4 架水上飞机和6架轮式战斗机，尾部是1门当时世界上口径最大的457毫米巨炮。这种设计使该舰从前面看是航空母舰，从后面看则是一艘重型巡洋舰，故而被称做“半个航空母舰”。同年11月，为了能使飞机在舰上降落，“暴怒”号拆除了后面的主炮塔，代之以后部机库和87×21米的着陆甲板，还采用了美国人6年前发明的拦阻减速装置，搭载的飞机也增加到20架。值得注意的是，英国海军为了给飞机腾出空间，先是在“暴怒”号建造中取消了前部主炮，后又在改装中拆除了尾部主炮，这在“巨舰大炮主义”仍居主导地位的时候，隐喻着巨炮开始让位于飞机。
1918年10月，世界上第一艘航空母舰———英国“百眼巨人”号建成服役。该舰重1.45万吨、航速20.75节，舰体上层敷有贯通全舰的，能满足飞机起降要求的167.64×20.73米的直通式飞行甲板，设置2台升降机用来运送机库中的飞机。该舰可搭载20架飞机，而且是专为航母设计的、可携带450公斤鱼雷的舰载机。此外，还有2艘航空母舰——“鹰”号和“竞技神”号也在1918年着手建造，虽然它们未能赶上参战，但被视为具备现代标准的航空母舰。其中“鹰”号排水量2.26万吨，航速24节，敷设190×29米的飞行甲板，可搭载21架舰载鱼雷机和战斗机。这两艘军舰之所以被誉为“现代航空母舰的先驱”，主要是因为它们具有全通式飞行甲板，采用封闭式舰艏，并且将舰桥、桅杆和烟囱等上层建筑集中在军舰的右舷，形成了兼顾飞机起降和军舰操纵的新的“岛式”结构。这些新设计，奠定了现代航空母舰的基本结构，实现了海军向往已久的飞机和军舰的完美结合。
第三大技术发展是潜艇的改进。与航空母舰的出现具有同等意义的是潜艇在第一次世界大战期间的大发展。这种发展突破了千百年来海战的框架，将战场从水面延伸到水下，与航空母舰一起促成了海洋作战的立体化。与所有的武器装备一样，潜艇也经历了一个曲折的发展历程。1620年，旅居英国的荷兰科学家建造了世界上第一个潜水器。此后的200多年里，研制潜艇并开发其军事用途的努力一直在进行。1879年，英国人建造了用蒸汽机推进的“复活”号潜艇，改变了早期潜艇用人力推动机械运转的原始状态。然而，蒸汽机可以用于水面舰艇，但并不适合空间狭小而封闭的水下潜艇。1881年5月，受美国海军部雇用的爱尔兰人霍兰，继1878年完成自己的第一艘蒸汽机潜艇后，又制造了采用汽油内燃机技术的“霍兰-2”号潜艇。1900年4月，用汽油发动机和电动机驱动的“霍兰-9”号潜艇正式加入美国海军舰队。潜艇从此成为海军作战的新武器。此后，各主要国家加大了潜艇研发和制造的力度，开发出采用重油和柴油机技术的潜艇。至第一次世界大战爆发前，潜艇的性能较第一艘潜艇在海军服役时有了很大提高∶排水量从不到100吨提高到700吨，水面速度由6节提高到15节，续航能力从200 海里提高到3000 海里，鱼雷攻击能力提高了4～6倍。第一次世界大战期间，各国的潜艇技术进一步发展，潜艇制造日趋大型化和远洋化。与战前相比，战争后期的潜艇吨位增加1倍左右，续航距离增加3倍，速度、下潜和鱼雷攻击能力等技战术指标也明显提高。
（五）无线电技术的进步及其军事应用
电报和电话的发明，使人类获得了全新的远距离通信手段。但是，通过金属导线传送电信号的方法限制了通信的范围进一步扩大。于是，人们开始寻求一种不受线路制约的通信方法———无线电通信。1885年电磁波的发现使这一设想得以实现。1895年，俄国人波波夫和意大利人马可尼分别成功进行了利用电磁波传递无线电信号的试验。1897年5月，马可尼使用改进后的无线电收发设备，将无线电通信扩大到1.2万米。1901年12月，马可尼首次实现了跨越3600 公里大西洋的远距离无线电通信。很快，许多国家都开始装备无线电设备，无线电通信日益成为全球的事业。由于无线电可以进行远距离通信，并且不需要导线连接，因此很快进入军事领域。继英国和俄国率先在军舰上使用无线电通信设备之后，各国海军及陆军也相继装备了无线电通信设备。
最初的无线电设备虽然可以将电信号传递到遥远的地方，但沿途的不断衰减使接收机收到的信号十分微弱，实用性和可靠性较差。真空电子管的出现解决了这个制约无线电发展的瓶颈问题。1904 年和1906年相继发明了真空二极管和三极管。有了这种电子管，人们可以对电子进行有效的控制，可以将微弱的电信号放大，使之达到满意的强度。电子管的发明是无线电电子技术发展的重要里程碑，它标志着人类驾驭电子的开始。在此期间，还发明了能使收报机、发报机的电磁频率完全一致的调谐装置，在消除无线电台相互干扰方面迈出了重要一步。
第一次世界大战期间，无线电技术的发展速度加快。如最初的电子管使用寿命只有几十个小时，到第一次世界大战时采用高真空技术的电子管，寿命提高到1000小时以上。与此同时，新的电子元器件和新的电路设计也不断出现。到战争末期，使用新的振荡电路的电子管发射机已得到普及。
在技术进步和战争需要的双重作用下，无线电的军事用途迅速拓展。首先是无线电通信在战争中得到广泛应用，成为与有线电话、电报并立的基本通信手段，特别是海空战场对无线电通信的依赖更大。战争初期，无线电通信一般在比较高的层级使用。随着技术发展和设备小型化，无线电通信进入战术层面，出现了在前线使用无线电报话机指挥部队的场面。其次是无线电侦察功能的开发。1914 年，意大利人阿尔托姆发现环形天线有“定向”作用，能够确定电磁波发射源的方向，从而研制出可以发现中波和长波发射台的测向机。随后，英国人又进一步完善了阿尔托姆的发明，利用非常灵敏的电子管放大器，使测向机甚至能收到很微弱的信号。凭借这种设备，参战各方能够及时察觉对方地面部队的集结调动，准确发现空中的飞机和海上舰艇的确切位置。战争期间，各国还利用电磁波的特性，开发出无线电引导技术，即利用发射机网络构成远距离导航系统，或者在敌方安装袖珍无线电信标，使飞机在夜晚和恶劣天气时也能得到引导。此外，无线电干扰技术在战争中也得到普遍应用。战前的无线电干扰缺乏专用设备，大都利用通信用发射机进行随机性干扰。随着无线电通信在指挥和联络上的作用不断加强，无线电干扰也变得越来越重要，并迅速发展为一种专业，即运用专门的技术，制造专门的装置，由专门的人员实施的有组织的专业化无线电干扰。无线电技术及其军事应用，满足了战争规模和作战空间不断扩大的需要，为相对稳定的阵地战向宽广范围的机动战的转变提供了有效的指挥控制手段，成为推动战争形态走向立体化和机械化的重要因素之一。
