Kwadratowe prawo Lanchestera

Przy okazji pisania o krzemowych żołnierzykach przypomniało mi się kwadratowe prawo Lanchestera. Zostało ono wyprowadzone czysto matematycznie, jako konsekwencja układu równań różniczkowych opisujących walkę dwóch oddziałów wrogich sobie armii. Ten model matematyczny został także pomyślnie przetestowany eksperymentalnie na podstawie strat sił amerykańskich w bitwie o Iwo Jimę.

Jeśli liczebności obu oddziałów oznaczymy przez A i B, to kwadratowe prawo Lanchestera orzeka, że wartość

pozostaje niezmienna w czasie całej walki, mimo iż zarówno A, jak i B maleją wskutek strat.

alfa i beta we wzorze to dwie stałe, które opisują względną siłę obu oddziałów. alfa opisuje siłę ofensywną oddziału A oraz jednocześnie siłę defensywną oddziału B. Należy to rozumieć tak, że wyposażając żołnierzy oddziału A w nową, lepszą broń i ćwicząc ich w strzelaniu, zwiększamy współczynnik alfa, zaś wyposażając oddział B w lepsze umundurowanie maskujące i mocniejsze hełmy oraz ćwicząc żołnierzy w budowie okopów, zmniejszamy ten sam współczynnik. Rola beta jest symetryczna. Istotnym założeniem, potrzebnym do wyprowadzenia prawa Lanchestera, jest to, że oba oddziały mają być złożone z jednakowo uzbrojonych i wyszkolonych żołnierzy, którzy walczą na ograniczonym terenie, tak, iż wszyscy widzą się nawzajem i mogą ostrzeliwać. Na Iwo Jimie te założenia nie były do końca spełnione, ale mimo to rzeczywisty przebieg walki odpowiadał temu, co przewiduje matematyka.

W myśl prawa Lanchestra, potencjał bojowy generalnie rośnie liniowo wraz ze wzrostem jakości wyposażenia i wyszkolenia żołnierzy, a kwadratowo ze wzrostem liczebności żołnierzy. Na przykład, dla wyrównania dwukrotnej przewagi liczebnej przeciwnika nie wystarczy mieć broni o dwukrotnie większej szybkostrzelności.

Prawo Lanchestera oznacza też, że obliczywszy wartość

tuż przed walką albo na samym jej początku, możemy już w tym momencie określić, który oddział walkę wygra i ilu żołnierzy ją przeżyje. Jeśli M jest dodatnie, wygra oddział A, jeśli ujemne to oddział B. W tym pierwszym przypadku przeżyje

żołnierzy A, a w drugim

żołnierzy B. Jeśli M=0, to walka będzie nierozstrzygnięta w tym sensie, że oba oddziały wybiją się nawzajem „do nogi”.

Na widok tego porażającego determinizmu, chciałoby się zakrzyknąć „Na Heraklesa! Położono kres męstwu człowieka!”. Te słowa miał wedle Plutarcha wypowiedzieć król Sparty Archidamos III, gdy mu pokazano pocisk do jednej z pierwszych katapult.

Właściwie nie wiem, czy to pocieszające, ale odkąd równania Lanchestera zostały opublikowane (rok 1916), wiele razy okazało się, że jednak wcale nie ubyło okazji do demonstrowania męstwa w obliczu wroga tylko dlatego, że ujęto walkę w równania matematyki?

Jerzy Tyszkiewicz

Ilustracja: Grose, Francis: „The Antiquities of England and Wales”, 1783 (CC PD)