世界上有矛之后就有了盾，有进攻就会有防御。战争是人类文明的永恒话题，在战争实践中，人们用生命代价摸索出一套行之有效的进攻和防御办法，其中堑壕的发明最具有代表性。古代的时候，由于作战工具原始，部队的机动性不高，战争进度慢，防守都是借助天然屏障（峡谷、隘口、河流等）或者借助城墙抵御敌方进攻。到了近代，战争的状态发生了很大变化，热兵器的使用让军队的火力更猛烈，覆盖范围更大。攻防战无法局限于有险可守的地形和城墙，军队需要新的防御手段。因此，堑壕应运而生。初期的堑壕也许来自战士对偶然藏身一个低洼地的灵感，当时的战斗激烈程度也不是那么强。
所以，初期的堑壕非常简单，也就是就地挖个坑或者挖条沟来保护自己，躲避对方直射过来的枪弹，并可以射击敌人。早期的士兵只会在地上挖一个坑用来保护自己，专业术语叫做“散兵坑”，后来逐渐将散兵坑挖通，链接成壕沟，成为早期的战壕。但任何发明都有一个不断完善的过程，随着热兵器的越发强大，战争的激烈程度越来越高，火力越来越猛，堑壕的长度、深度和功能也发生了很大变化。第一次世界大战是人类历史上第一次强烈度战争，其破坏程度和战场伤亡甚至超过了二战，先后有6500万人卷入战争，死亡人数更是超过1000万。由于很多新式武器在一战中应用，因此一战不同于过去的欧洲战争，诞生了很多新战法，其中以堑壕战最有代表性。（一战航拍，左侧为德军战壕，右侧为英军战壕）一战时期的堑壕，跟传统的战壕已不能同日而语。其堑壕规模大、功能全，已经变成了组合式堑壕。
在一战中大规模的防御战中，堑壕战成为主要的战争形式。这种组合式堑壕跟初期的相比有什么特点呢？首先是长度增加，在一战西线，最长的堑壕足足长达300英里，里面往往隐藏无数部队。几百万士兵用各种工具，在几个月的时期里就挖出了一条规模超大的地下长城。
这样的超级堑壕，远不是战场指挥官临时命令挖掘的战壕可比。其次，一战的堑壕形状也发生了变化。堑壕也再不是一条直线，变成了各种曲线。聪明的德国人把堑壕设计成了“s”状，而英军的堑壕多为“z”形。这样非但可以抵御敌方炮火，防止一枚炮弹消灭太多士兵，也可以在敌人冲到堑壕时，阻挡对方的射击时视野，给自己赢得转移或者反击的时期，争取主动权。最后一个特点是结构复杂。一战堑壕大多分成三部分——前线堑壕用于作战，有瞭望口、机枪阵地、狙击口，分工明确
第二部分堑壕属于中枢部分。主要用来士兵撤退、前方增援和兵员补充，还是用于伤员救护的紧急通道。第三部分堑壕属于指挥和后勤保障部分。有指挥部，通讯排，炊事班和医疗队。堑壕两面还用木头或者沙袋加固，以防敌军炮火射击引起震动，或者进下雨降水后坍塌。有的堑壕和防空洞连接，在这些深达几十英尺的防空洞里，吃的、用地、住的应有尽有，满足士兵的吃喝拉撒。战斗间隙，有的的士兵甚至在里面打扑克，下象棋。但战时堑壕远不是人们想象的那么好玩。
在绝大部分时期，双方战士们都是蜷缩在潮湿的堑壕里，一整天都不能动弹一步。遇到降雨，士兵更要在泥浆中蹲着，忍受着蚊虫和跳蚤叮咬。由于环境差，卫生条件不好，老鼠肆虐，瘟疫流行，拉肚子更是司空见惯。到了冬季就更难熬，欧洲的冬季比较寒冷，寒流和风暴考验着每一个战士。遇到战争僵持的时候， 因为怕敌人发现，死去的士兵尸体无法掩埋，裸露在那里堆积如山，空气里弥漫着令人窒息的恶臭。据统计，一战中堑壕中死于疾病的士兵，占到战争伤亡总人数的十分之一以上，这些用来保护士兵的堑壕，在战争中俨然成了巨大的坟场。
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