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国际军控机制的建设始于20世纪50年代末60年代初期，到20世纪90年代末逐渐趋于完善。最初主要关注核扩散，旨在防止有核国家的横向扩散，后来逐渐将生化武器、常规武器以及大规模杀伤性武器运载工具也纳入军备控制的范畴，同时重视有核国家的纵向扩散，防止有核国家武器系统质量的提高和数量的增加。整个国际军控机制的建设主要是在冷战背景下由美苏两大集团主导的，这些军控制度具体表现为一些重要的条约、协定、议定书，特别是美苏（后来美俄）之间的双边协议， [5] 以此来限制武器系统研发、试验、生产、部署、使用或者转让。就参与程度和有效期限而言，国际军控机制大致分为三种类型：全球性机制、多边机制和双边机制。
所谓的全球性机制实质上也是一种限制或者消除某种武器系统的多边安排，之所以将其定义为“全球性”，是因为这类机制对武器系统的限制基本获得了国际共识，所有国家有义务加入并遵守这些多边安排。全球性机制主要针对核、生、化武器，它通常设有一些实体性机构用于保障该机制的执行。 [6] 1925年在日内瓦召开的禁止化学武器的国际会议谈判达成了《日内瓦议定书》，将细菌武器列为禁止对象。1971年12月16日，第26届联合国大会正式通过《禁止生物武器公约》，公约弥补了《日内瓦议定书》的缺陷，但仍然没有解决有效核查问题，目前各国正在谈判核查议定书，以期进一步有效禁止生物武器的研发、生产、储存及使用。《日内瓦议定书》是禁止化学武器的单项法律机制，但存在不少缺陷。1969年，设在日内瓦的裁军谈判委员会开始全面禁止化学武器公约的谈判。1990年美苏签署《美苏关于销毁和不生产化学武器及促进多边禁止化学武器公约的措施的协定》有力地推动了禁止化学武器公约的谈判，1992年3月《禁止化学武器公约》谈判终告结束，公约于1993年1月开放签署，1997年4月29日生效，无限期有效。为落实条约要求，设立了“禁止化学武器组织”。虽然不能说美国在禁止生物和化学武器公约的谈判中发挥了主导作用，但美国对生化武器的政策立场对类似国际机制的成败至关重要。例如，布什政府对《禁止生物武器公约》[Convention on the Prohibition of the Development，Production and Stockpiling of Bacteriological（Biological）and Toxin Weapons and on their Destruction，简称Biological Weapons Convention 或BWC，全称为《禁止细菌（生物）及毒素武器的发展、生产及储存以及销毁这类武器的公约》]核查议定书谈判的政策立场极大程度上延迟了议定书的达成。
美国在确立禁止核武器扩散的国际机制中所发挥的作用至关重要，甚至无可替代。美国最早于1946年6月提出了保持美国核垄断和防止核扩散的“巴鲁克计划”，但遭到苏联的强烈反对而未获成功。1953年12月，美国总统艾森豪威尔在第八届联合国大会上提议成立一个“致力于和平利用原子能”的国际机构，这就是后来的国际原子能机构（简称IAEA）。它主要以从事和平利用核能的国际合作及防核扩散为目的，对成员国的和平核活动实施保障监督。1958年8月，艾森豪威尔总统提出谈判一项禁止核试验的协定并建立国际管制体系。同年10月，美、苏、英三国在日内瓦正式启动谈判并暂时中止核试验。谈判历经波折，终于在古巴导弹危机之后达成了《部分禁止核试验条约》。1963年10月生效的这份条约迄今已有176个国家签署。《全面禁止核试验条约》的谈判最初也是由美国倡议的，该条约的谈判长达近20年，于1996年9月在联大通过，迄今有172个国家签署。条约还设立了“全面禁止核试验条约组织”，负责监督条约的执行并审议遵守情况。不仅如此，美国还曾于1959年10月倡导了《南极条约》（Antarctic Treaty）的谈判。《不扩散核武器条约》是国际社会防核扩散的重要里程碑，也是国际防核扩散机制的基石。这个条约最初由美苏推动谈判达成，并于1968年签署、1970年生效，迄今有188个成员国。《不扩散核武器条约》极大程度上限制了核俱乐部的扩大。条约签署后，国际原子能机构成为条约的保障监督和核查机构，曾经应联合国安理会委托对伊拉克核武器生产能力进行调查，并承担拉美无核区的特别视察职能。
目前存在的若干多边军控和防扩散机制几乎涵盖了大规模杀伤性武器的各个方面，美国在确立这些多边军控安排中所发挥的作用同样不容低估。下文所提到的多边机制不一定是由美国推动创设的，但这些机制建立之后，美国是强有力的支持者，并且推动成员国的扩展，促使多边机制成为国际军控中最为活跃的成分，从这个意义上看，美国的重要性非同一般。
最早的多边机制是桑戈委员会，该委员会成立于1971—1975年，又称“核出口国委员会”，其宗旨是加强国家间关于核出口管制的协调与合作，防止出口用于核能和平利用的相关物项被转用于发展核武器或者其他核爆炸装置。 [7] 随后成立的核供应国集团则是为达到同样目的而建立的另一个多边机制。1974年印度进行了所谓“和平”核试爆，美国随后提出建立核供应国集团，其初衷是确保供应国共同采用一套标准，防止核能合作导致核扩散。1975年，7个主要核出口国在伦敦多次召开会议，通过了“转让准则”和“触发清单”，加强出口管制。1992年，集团通过了一项与核有关的两用设备、材料和相关技术的转让准则和清单，并提出核供应国以进口国接受全面保障监督为核出口条件。 [8] 《导弹技术控制制度》是由美国和七国集团的其他成员国于1987年建立的出口控制制度，旨在防止可运载大规模杀伤性武器的导弹和无人驾驶航空飞行器及相关技术的扩散。 [9] 该机制建立后，美国频繁援引这个控制机制对其他国家实施制裁。两伊战争期间，伊拉克对伊朗使用化学武器催生了澳大利亚集团。1985年成立的澳大利亚集团其主要目标是通过采取出口许可措施，确保某些化学品、生物用品及用于制造化学和生物两用品的设施和设备的出口不会导致生化武器的扩散。 [10] 对常规和两用品出口进行管制的机制是瓦森纳安排（Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies，简称Wassenaar Arrangement，全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳协定》），它是在巴黎统筹委员会解体后于1996年成立的。瓦森纳安排是一个自愿的武器出口控制机制，旨在通过信息通报机制，提高常规武器、敏感两用物项及技术转让方面的透明度，从而协助成员国规范出口控制法规，防止有关敏感物项和技术扩散。 [11]
迄今为止，涉及双边军控、裁军和不扩散的机制主要是美苏以及后来美俄两国之间达成的，它客观上也是最有实质内容的军控措施。美苏之间最早于1972年达成了限制战略防御能力的《反导条约》，从而有助于在战略武器限制及后来的战略武器削减中保持美苏/美俄的战略稳定。同一时期达成的另一个比较重要的条约是《第一阶段限制战略武器条约》（SALT I）。1972年11月到1979年6月，美苏马拉松谈判的重要的成果是《第二阶段限制战略武器条约》（SALT II）。这个条约虽然没有正式生效，但美苏都遵守了这个条约的限定。美苏之间将“限制”转为“削减”战略武器的谈判进行了九年，于1991年7月达成了《第一阶段削减战略武器条约》（START Ⅰ）。苏联解体后，美苏经过短暂的谈判于1993年1月达成了《第二阶段削减战略武器条约》（START Ⅱ）。20世纪70年代中期达成的另外两个条约虽然不如限制或者削减战略武器条约那样重要，但同样具有象征意义。第一个是1974年达成的《限当量条约》（Treaty between the United States of America and the Union of Soviet Socialist Republics on the Limitation of Underground Nuclear Weapon Tests，简称Threshold Test Ban Treaty或TTBT，全称为《美苏限制地下核武器试验条约》），条约禁止、防止并承诺不进行超过15万吨以上的地下核试验。第二个是《和平核爆炸条约》（Treaty between the United States of America and the Union of Soviet Socialist Republics on Underground Nuclear Explosion for Peaceful Purpose，简称Peaceful Nuclear Explosion Treaty，全称为《美苏关于和平目的的地下核爆炸条约》），该条约于1976年5月签署，主要是弥补《限当量条约》不适用于为和平目的进行的地下核试验的缺陷。真正属于裁军，或者说具有革命意义的美苏双边机制是《中导条约》，这个条约签署于1987年，它从各自的武库中消除了一整类武器系统。冷战结束后，美俄之间最为重要，也是迄今最为成功的双边机制是《纳恩-卢格法》（即《合作削减威胁法》）。这个法是美国单边的倡议，得到了俄罗斯的配合，它对美苏/美俄销毁战略武器、防止大规模杀伤性武器及其运载工具的扩散具有重要意义。
对于国际军控和不扩散而言，无论是全球机制、多边机制，还是双边机制，它们都是相辅相成的，分别在不同时期就不同的大规模杀伤性武器及其运载工具进行了限制、削减或者防止其进一步扩散。