【摘要】新世紀以來,以人工智能(AI)為核心的智能科技快速發展,加快了新一輪軍事革命的進程,軍事領域的競爭正加速走向智權時代。以“AI、云、網、群、端”為代表的作戰要素與多樣化組合,構成了新的戰場生態系統,戰爭的制勝機理完全改變。基于模型和算法的AI系統將是核心作戰能力,貫穿各個方面、各個環節,起到倍增、超越和能動的作用,平臺有AI控制,集群有AI引導,體系有AI決策,傳統以人為主的戰法運用被AI的模型和算法所替代,制智權成為未來戰爭的核心制權。智能化作戰能力越強大,不戰而屈人之兵就越有希望。
【關鍵詞】人工智能 無人化 戰場生態 戰爭形態
【中圖分類號】TP18 【文獻標識碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.10.005
【作者簡介】吳明曦,中國兵器首席科學家、研究員,中國兵器工業集團科技委副秘書長,中國兵器科學研究院科技委副主任。研究方向為國防科技和武器裝備發展戰略與規劃、政策與理論、管理與改革研究。主要著作有《智能化戰爭——AI軍事暢想》等。
智權時代競爭
人類文明的歷史,是認識自然、改造自然的歷史,也是認識自我、解放自我的歷史。人類通過發展科學技術、開發和運用工具,不斷增強能力、減輕負擔、擺脫束縛、解放自己。戰爭的控制權也隨著科技的進步、人類活動空間的拓展、時代的發展而不斷變化、不斷豐富和不斷演進。19世紀以來,人類先后經歷了陸權、海權、空權、天權、信息權的控制與爭奪。隨著人工智能(AI)、大數據、云計算、生物交叉、無人系統、平行仿真等智能科技的迅速發展及其與傳統技術的深度融合,從認識論、方法論和運行機理上,改變了人類認識和改造自然的能力,正在加快推動機器智能、仿生智能、群體智能、人機融合智能和智能感知、智能決策、智能行動、智能保障以及智能設計、研發、試驗、制造等群體性重大技術變革,加速戰爭形態向智權的控制與爭奪演變。
智能科技迅速發展,受到世界主要國家的高度重視,成為支撐軍事能力跨越發展的強大動力。美俄已將智能科技置于維持其全球軍事大國戰略地位的核心,其發展理念、發展模式、組織方式、創新應用等已發生重大轉變,并開展了軍事智能化的實質性應用與實踐(見圖1)。
2017年8月,美國國防部表示,未來人工智能戰爭不可避免,美國需要“立即采取行動”加速人工智能戰爭科技的開發工作。美軍提出的“第三次抵消戰略”認為,以智能化軍隊、自主化裝備和無人化戰爭為標志的軍事變革風暴正在到來;為此,他們已將自主系統、大數據分析、自動化等為代表的智能科技列為主要發展方向。2018年6月,美國國防部宣布成立聯合人工智能中心,該中心在國家人工智能發展戰略的牽引下,統籌規劃美軍智能化軍事體系建設。2019年2月,時任美國總統特朗普簽署《美國人工智能倡議》行政令,強調美國在人工智能領域保持持續領導地位對于維護美國的經濟和國家安全至關重要,要求聯邦政府投入所有資源來推動美國人工智能領域創新。2021年3月,美國人工智能國家安全委員會發布研究報告,指出:“自第二次世界大戰以來,作為美國經濟和軍事力量支柱的技術優勢首次受到威脅。如果當前的趨勢不改變,中國就擁有未來十年內超越美國成為人工智能全球領導者的力量、人才和雄心。”報告認為,美國為維護國家安全和提升國防能力,必須迅速而負責任地使用人工智能,為抵御這些威脅作好準備。報告得出結論,人工智能將改變世界,美國必須發揮帶頭作用。
俄羅斯也高度重視人工智能的技術發展及其軍事運用。俄軍方普遍認為,人工智能將引發繼火藥、核武器之后軍事領域的第三次革命。俄羅斯總統普京2017年9月公開提出,人工智能是俄羅斯的未來,誰能成為該領域的領導者,誰就將主宰世界。2019年10月,普京批準《2030年前俄羅斯國家人工智能發展戰略》,旨在加快推進俄羅斯人工智能發展與應用,謀求在人工智能領域的世界領先地位。
中國國務院2017年7月印發《新一代人工智能發展規劃》,提出了面向2030年新一代人工智能發展的指導思想、戰略目標、重點任務和保障措施,部署構筑人工智能發展的先發優勢,加快建設創新型國家和世界科技強國。
世界其他主要國家和軍事大國,也紛紛推出各自的人工智能發展規劃,表明全球范圍內圍繞“智權”的爭奪已經全面展開。陸權、海權、空權、天權、信息權、智權等,都是科技進步的結果、時代的產物,都有各自的優勢,也有各自的不足,并且有些理論隨著時代的變化,又在不斷拓展。從近代以來戰爭的控制權發展趨勢可以看出,信息權與智權是涉及全局的,其權重更重,影響力更大。未來,隨著智能化發展步伐的加快,智權將成為一種快速增長的、對作戰全局有更大戰略影響力的新型戰場控制權。
軍事智能的本質是利用智能科技為戰爭體系建立多樣化識別、決策和控制模型。這些模型就是人工智能(AI),是新時代智權爭奪的核心。其中,戰爭體系包括:單裝、集群、有人無人協同、多域與跨域作戰等裝備系統;單兵、班組、分隊、合成作戰單元、戰區聯指等作戰力量;網絡化感知、任務規劃與指控、力量協同、綜合保障等作戰環節;網絡攻防、電子對抗、輿情控制、基礎設施管控等專業系統;智能化設計、研發、生產、動員、保障等軍工能力。AI以芯片、算法和軟件等形式,嵌入戰爭體系的各個系統、各個層次、各個環節,是一個體系化的大腦。AI雖然是戰爭體系的一個局部,但由于其“類腦”功能和“超越人類極限”的能力越來越強,必將主宰未來戰爭全局。
戰場生態重構
傳統戰爭作戰要素相對獨立、相對分離,戰場生態系統比較簡單,主要包括人、裝備和戰法等。智能時代的戰爭,各作戰要素之間融合、關聯、交互特征明顯,戰場生態系統將發生實質性變化,形成由AI腦體系、分布式云、通信網絡、協同群、各類虛實端等構成的作戰體系、集群系統和人機系統,簡稱“AI、云、網、群、端”智能化生態系統(見圖2)。其中,AI居于主導地位。
AI腦體系。智能化戰場的AI腦體系,是一個網絡化、分布式的體系,是與作戰平臺和作戰任務相生相伴、如影隨形的,其分類方法有多種。按功能和計算能力分,主要包括小腦、群腦、中腦、混合腦和大腦等;按作戰任務和環節分,主要包括傳感器AI、作戰任務規劃和決策AI、精確打擊和可控毀傷AI、網絡攻防AI、電子對抗AI、智能防御AI和綜合保障AI等;按形態分,主要包括嵌入式AI、云端AI和平行系統AI等。
小腦,主要指傳感器平臺、作戰平臺和保障平臺的嵌入式AI,主要執行戰場環境探測、目標識別、快速機動、精確打擊、可控毀傷、裝備保障、維修保障和后勤保障等任務。
群腦,主要指地面、空中、海上、水中和太空無人化集群平臺智能控制的AI,主要執行戰場環境協同感知、集群機動、集群打擊和集群防御等任務,重點包括同構集群系統的算法和有人無人協同等異構系統的算法。
中腦,主要指戰場前沿一線分隊指揮中心、數據中心、指揮所邊緣計算的AI系統,主要執行在線和離線條件下戰術分隊作戰任務動態規劃、自主決策與輔助決策。
混合腦,主要指成建制部隊作戰中,指揮員與機器AI協同指揮和混合決策系統,戰前主要執行以人為主的作戰任務規劃,戰中主要執行以機器AI為主的自適應動態任務規劃和調整,戰后主要執行面向反恐和防衛的混合決策等任務。
大腦,主要指戰區指揮中心、數據中心的模型庫、算法庫、戰法庫,重點為戰役和戰略決策起輔助支撐作用。由于數據充足,戰場各類AI腦系統,都可以在此進行訓練和建模,待成熟時再加載到各個任務系統中。
未來戰場,還將有其他不同功能、不同種類、大大小小的AI,如傳感器AI,主要包括圖像識別、電磁頻譜識別、聲音識別、語音識別、人類活動行為識別等。隨著智能化的快速發展和廣泛應用,全社會都會存在大大小小的AI,平時為民眾和社會服務,戰時完全有可能為軍事服務。
分布式云。軍事云與民用云有所不同。一般來講,軍事云平臺是利用通信網絡搜索、采集、匯總、分析、計算、存儲、分發作戰信息和數據的分布式資源管理系統。軍事云平臺通過構建分布式系統、多點容錯備份機制,具備強大的情報共享能力、數據處理能力、抗打擊和自修復能力,可提供固定與機動、公有與私有的云服務,實現“一點采集,大家共享”,大大減少信息流轉環節,使指揮流程扁平、快速,避免各級重復分散建設。
從未來智能化戰爭需求看,軍事云至少需要構建戰術前端云、部隊云、戰區云和戰略云四級體系。按作戰要素也可分為情報云、態勢云、火力云、信息作戰云、保障云、星云等專業化云系統。
1.前端云,主要是指分隊、班組、平臺之間的信息感知、目標識別、戰場環境分析和行動自主決策與輔助決策,以及作戰過程和效果評估等計算服務。前端云的作用主要體現在兩個方面。一是平臺之間計算、存儲資源的相互共享和協同、智能作戰信息的互動融合。例如,一旦某一平臺或終端被攻擊,相關的感知信息、毀傷狀況和歷史情況,就會通過網絡化的云平臺自動備份、自動替換、自動更新,并把相關信息上傳到上級指揮所。二是離線終端的在線信息服務和智能軟件升級。
2.部隊云,主要指營、旅一級作戰所構建的云系統,重點是針對不同的威脅和環境,開展智能感知、智能決策、自主行動和智能保障等計算服務。部隊云建設的目標是要建立網絡化、自動備份,并與上級多個鏈路相連的分布式云系統,滿足偵察感知、機動突擊、指揮控制、火力打擊、后裝保障等不同力量的計算需要,滿足戰術聯合行動、有人/無人協同、集群攻防等不同作戰任務的計算需要。
3.戰區云,重點是提供整個作戰區域的戰場氣象、地理、電磁、人文、社會等環境因素和信息數據,提供作戰雙方的兵力部署、武器裝備配備、運動變化、戰損情況等綜合情況,提供上級、友軍和民用支援力量等相關信息。戰區云應具備網絡化、定制化、智能化等信息服務功能,并通過天基、空中、地面、海上和水下等軍用通信網絡,以及采取保密措施下的民用通信網絡,與各個作戰部隊互聯互通,確保提供高效、及時、準確的信息服務。
4.戰略云,主要是由一個國家國防系統和軍隊指揮機關建立起來的以軍事信息為主,涵蓋相關國防科技、國防工業、動員保障、經濟和社會支撐能力,以及政治、外交、輿論等綜合性的信息數據,提供戰爭準備、作戰規劃、作戰方案、作戰進程、戰場態勢、戰況分析等核心信息及評估分析和建議;提供戰略情報、作戰對手軍事實力和戰爭動員潛力等支撐數據。
上述各個云之間,既有大小關系、上下關系,也有橫向協作、相互支撐、相互服務的關系。軍事云平臺的核心任務有兩個:一是為構建智能化作戰的AI腦體系提供數據和計算支撐;二是為各類作戰人員和武器平臺,提供作戰信息、計算和數據保障。此外,從終端和群體作戰需求來看,還需要把云計算的一些結果、模型、算法,事先做成智能芯片,嵌入武器平臺和群終端,之后,可以在線升級,也可以離線更新。
通信網絡。軍用通信與網絡信息,是一個復雜的超級網絡系統。由于軍事力量主要是在陸、海、空、天和野戰機動、城鎮等環境下作戰,其通信網絡包括戰略通信與戰術通信、有線通信與無線通信、保密通信和民用通信等。其中,無線、移動、自由空間通信網絡是軍用網絡體系最重要的組成部分,相關的綜合電子信息系統也是依托通信網絡逐步建立起來的。
機械化時代的軍用通信,主要是跟著平臺、終端和用戶走,專用性得到了滿足,但煙囪太多、互聯互通能力極差。信息化時代,這種狀況開始改變。目前,軍用通信網絡正在采取新的技術體制和發展模式,主要有兩個特征:一是“網數分離”,信息的傳輸不依賴于某種特定的網絡傳輸方式,“網通即達”,只要網絡鏈路暢通,所需任何信息即可送達;二是互聯網化,基于IP地址和路由器、服務器實現“條條大路通北京”,即軍用網絡化或者柵格化。當然,軍事通信網絡與民用不同,任何時候都存在戰略性、專用性通信需求,如核武器的核按鈕通信和戰略武器的指揮控制,衛星偵察、遙感和戰略預警的信息傳輸,甚至單兵室內和特種作戰等條件下的專用通信,可能仍然采取通信跟著任務走的模式。但即便如此,通用化、互聯網化一定是未來軍用通信網絡發展的趨勢,否則不僅造成戰場通信頻段、電臺和信息交流方式越來越多,造成自擾、互擾和電磁兼容困難,無線電頻譜管理也越來越復雜,更為重要的是,平臺用戶之間很難基于IP地址和路由結構等功能來實施自動聯通,如同互聯網上的電子郵件那樣,一鍵命令可以傳給多個用戶。未來的作戰平臺,一定會既是通信的用戶終端,也兼有路由器和服務器等功能。
軍用通信網絡體系主要包括天基通信網、軍用移動通信網、數據鏈、新型通信網、民用通信網等。
1.天基信息網。在天基信息網絡建設和天基信息利用方面,美國居于領先地位。因為太空中上千個在軌平臺和載荷中,一半多是美國人的。美軍在海灣戰爭后尤其是伊拉克戰爭期間,通過戰爭實踐加快了天基信息網絡的應用和推進步伐。伊拉克戰爭之后,通過天基信息的利用和基于IP方式互聯互通的建立,徹底將海灣戰爭時期近140個縱向煙囪實現橫向互聯,大大縮短了“偵察—判斷—決策—攻擊”(OODA)回路的時間,從天基傳感器到射手的時間由海灣戰爭時的幾十個小時縮短到目前采用人工智能識別后僅20秒左右。
隨著小衛星技術的飛速發展,低成本、多功能的小衛星越來越多。商用發射隨著競爭越來越多,成本也開始急劇下降,并且一次發射可以攜帶幾顆、十幾顆甚至幾十顆小衛星。如果再將小型化以后的電子偵察、可見光和紅外成像,甚至是量子點微型光譜儀都集成在上面,實現偵察、通信、導航和氣象、測繪等功能一體化,未來世界和戰場將變得更加透明。
2.軍用移動通信網。軍用移動通信網絡主要有三個方面的用途。一是聯合作戰各軍兵種和作戰部隊之間的指揮控制,這類通信的保密等級較高,可靠性、安全性要求也高。二是平臺、集群之間的通信聯絡,要求具備抗干擾和較高的可靠性。三是武器系統的指控和火控,大多通過數據鏈解決。
傳統的軍用移動通信網絡,大多是“有中心、縱向為主、樹狀結構”。隨著信息化進程的加快,“無中心、自組網、互聯網化”的趨勢愈加明顯。隨著認知無線電技術的逐步成熟和推廣(見圖3),未來的網絡通信系統,能夠自動識別戰場中的電磁干擾和通信障礙,快速尋找可用頻譜資源,通過跳頻跳轉等方式進行實時通信聯絡。同時,軟件與認知無線電技術還能兼容不同通信頻段與波形,便于在舊體制向新體制的過渡中兼容使用。
3.數據鏈。數據鏈是一種特殊的通信技術,通過時分、頻分、碼分等形式,在各作戰平臺之間實現事先約定的、定期或不定期、有規則或無規則關鍵信息的傳輸,只要不被敵方完全掌握或破譯,是很難被干擾的。數據鏈主要分為專用和通用兩大類。聯合作戰、編隊協同和集群作戰等,主要采用通用數據鏈。衛星數據鏈、無人機數據鏈、彈載數據鏈、武器火控數據鏈等,目前多數還是專用的。未來,通用化是一種趨勢,專用化將越來越少。此外,從平臺和通信的關系來看,平臺傳感器的信息收發和內部信息處理一般跟著任務系統走,專用化特點較強,平臺之間的通信聯絡和數據傳輸則越來越通用化。
4.新型通信。傳統軍用通信以微波通信為主,由于發散角較大,應用平臺較多,相應的電子干擾和微波攻擊手段發展也較快,容易實施較遠距離的干擾與破壞。因此,毫米波、太赫茲、激光通信、自由空間光通信等新型通信手段,就成為既抗干擾,又容易實施高速、大容量、高帶寬通信的重要選擇。由于高頻電磁波發散角較小,雖然抗干擾性能好,但要實現點對點的精確瞄準和全向通信,仍然有一定難度,尤其是在作戰平臺高速機動和快速變軌條件下,如何實現對準和全向通信,技術上仍在探索之中。
5.民用通信資源。民用通信資源的有效利用,是智能化時代需要重點考慮和無法回避的戰略問題。未來通過民用通信網絡尤其是5G/6G移動通信,進行開源信息挖掘和數據關聯分析,提供戰場環境、目標和態勢信息,無論是對作戰還是非戰爭軍事行動來說都非常重要。在非戰爭軍事行動任務中,尤其是海外維和、救援、反恐、救災等行動中,軍隊的專用通信網絡,只能在有限范圍和地域中使用,而如何與外界交流和聯系就成為一個問題。利用民用通信資源,主要有兩種途徑:一是利用民用衛星特別是小衛星通信資源;二是利用民用移動通信及互聯網資源。
軍用與民用通信資源的互動利用,核心是要解決安全與保密問題。一種方式是采取防火墻和加密形式,直接利用民用衛星通信和全球移動通信設施來指揮通信和聯絡,但黑客與網絡攻擊的風險依然存在。另一種方式是,采用近年發展起來的虛擬化、內聯網、半物理隔離、單向傳輸、擬態防御、區塊鏈等新技術予以解決。
協同群。通過模擬自然界蜂群、蟻群、鳥群及魚群等行為,研究無人機、智能彈藥等集群系統的自主協同機制,完成對敵目標進攻或防御等作戰任務,可以起到傳統作戰手段和方式難以達到的打擊效果。協同群是智能化發展的一個必然趨勢,也是智能化建設的主要方向和重點領域。單一作戰平臺,無論戰技性能多高、功能多強,也無法形成群體、數量規模上的優勢。簡單數量的堆積和規模的擴展,如果沒有自主、協同、有序的智能元素,也是一盤散沙。
協同群主要包括三個方面:一是依托現有平臺智能化改造形成的有人/無人協同群,其中以大、中型作戰平臺為主構建;二是低成本、同質化、功能單一、種類不同的作戰蜂群,其中以小型無人作戰平臺和彈藥為主構建;三是人機融合、兼具生物和機器智能的仿生集群,其中以具有高度自主能力的仿人、仿爬行動物、仿飛禽動物、仿海洋生物為主構建。利用協同群系統實施集群作戰特別是蜂群作戰,具有多方面的優勢與特點。
1.規模優勢。龐大的無人系統可以分散作戰力量,增加敵方攻擊的目標數,迫使敵人消耗更多的武器和彈藥。集群的生存能力,因數量足夠多而具有較大的彈性和較強的恢復能力,單個平臺的生存能力變得無關緊要,而整體的優勢更為明顯。數量規模使戰斗力的衰減不會大起大落,因為消耗一個低成本的無人平臺,不像高價值的有人作戰平臺與復雜武器系統,如B2戰略轟炸機,F22、F35先進作戰飛機,一旦受到攻擊或被擊毀,戰斗力將急劇下降。集群作戰可以同時發起攻擊,使敵人的防線不堪重負,因為大部分防御系統能力有限,一次只能處理一定數量的威脅,即便是密集火炮防御,一次齊射也只能擊中有限目標,總有漏網之魚,所以集群系統突防能力極強。
2.成本優勢。集群作戰特別是蜂群作戰大多以中小無人機、無人平臺和彈藥為主,型譜簡單、數量規模較大,質量性能要求相同,便于低成本大規模生產。現代武器裝備和作戰平臺,雖然升級換代的速度明顯加快,但成本上漲也極其驚人。二戰以后,武器裝備研發和采購價格表明,裝備成本和價格上漲比性能提升快得多。海灣戰爭時期的主戰坦克是二戰時期的40倍,作戰飛機和航母則高達500倍。海灣戰爭之后到2020年,各類主戰武器裝備價格又分別上漲了幾倍、十幾倍、甚至幾十倍。與此相比,型譜簡單的中小無人機、無人平臺和彈藥具有明顯的成本優勢。
3.自主優勢。在統一的時空基準平臺下,通過網絡化的主動、被動通信聯絡和對戰場環境目標的智能感知,群體中的單個平臺可以準確感知到相互之間的距離、速度和位置關系,也可以快速識別目標威脅的性質、大小、輕重緩急,以及自身與友鄰平臺距離的遠近。在事先制定好作戰規則的前提下,可以讓一個或數個平臺,按照目標威脅的優先級,進行同時攻擊和分波次攻擊,也可以分組同時攻擊、多次攻擊(見圖4),還可以明確某個平臺一旦受損后,后續平臺的優先替補順序,最終達到按照事先約定好的作戰規則,自主決策、自主行動。這種智能化作戰行動,根據人的參與程度和關鍵節點控制難度,既可以完全交給群體自主行動,也可以實施有人干預下的半自主行動。
4.決策優勢。未來的戰場環境日趨復雜,作戰雙方是在激烈的博弈和對抗中較量。因此,快速變化的環境和威脅,依靠人在高強度對抗環境下參與決策,時間上來不及,決策質量也不可靠。因此,只有交由協同群進行自動環境適應,自動目標和威脅識別,自主決策和協同行動,才能快速地攻擊對手或實施有效防衛,取得戰場優勢和主動權。
協同群給指揮控制帶來了新挑戰。怎么對集群實施指揮控制是一個新的戰略課題。可以分層級、分任務實施控制,大致包括集中控制模式、分級控制模式、一致協同模式、自發協同模式。[1]可以采取多種形式,實現人為的控制和參與。一般來講,越是在戰術層面的小分隊行動,越是要采取自主行動和無人干預;在成建制的部隊作戰層面,由于涉及對多個作戰群的控制,需要采取集中規劃、分級控制,人要有限參與;在更高級的戰略和戰役層次,集群只是作為一種平臺武器和作戰樣式來使用,需要統一規劃和布局,人為參與的程度就會更高。從任務性質來看,執行戰略武器的操作使用,如核反擊,就需要由人操作,不適合交給武器系統自主處理;執行重要目標、高價值目標的攻防時,如斬首行動,也需要人全程參與和控制,同時發揮武器系統的自主功能;對于戰術目標的進攻,如果需要實施致命打擊和毀傷任務的作戰行動,可以讓人有限參與,或者經人確認后,讓協同群去自動執行;執行偵察、監視和目標識別、排查等非打擊任務,或執行防空反導等時間短、人難以參與的任務時,主要交由協同群自動執行,而人不需要參與,也無法參與。此外,集群作戰也要重視研究其反制措施。重點研究電子欺騙、電磁干擾、網絡攻擊和高功率微波武器、電磁脈沖炸彈、彈炮系統等反制措施,其相關作用和效果比較明顯。同時,還要研究激光武器、蜂群對蜂群等反制措施,逐步建立人類能有效控制的、對付協同群的“防火墻”。
虛實端。虛實端主要指各類與“云、網”鏈接的終端,包括預先置入智能模塊的各類傳感器、指控平臺、武器平臺、保障平臺、相關設備設施和作戰人員。未來各種裝備、平臺,都是前臺功能多樣、后臺云端支撐、虛實互動、在線離線結合的賽博實物系統CPS和人機交互系統。在簡單環境感知、路徑規劃、平臺機動、武器操作等方面,主要依靠前端智能如仿生智能、機器智能來實現。復雜的戰場目標識別、作戰任務規劃、組網協同打擊、作戰態勢分析、高級人機交互等,需要依靠后端云平臺和云上AI提供信息數據與算法支撐。每個裝備平臺的前端智能與后端云上智能應結合,進行統籌規劃與設計,形成前后端一體化智能的綜合優勢。同時,虛擬士兵、虛擬參謀、虛擬指揮員及其與人類的智能交互、高效互動等,也是未來研究發展的重點與難點。
戰爭形態質變
近代以來,人類社會主要經歷了大規模的機械化戰爭和較小規模的信息化局部戰爭。20世紀前半葉發生的兩次世界大戰,是典型的機械化戰爭。20世紀90年代以來的海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭和敘利亞戰爭,充分體現了信息化戰爭的形態與特點。新世紀新階段,隨著智能科技的快速發展與廣泛應用,以數據和計算、模型和算法為主要特征的智能化戰爭時代即將到來(見圖5)。
機械化是工業時代的產物,技術上以機械動力和電氣技術為重點,武器裝備形態主要表現為坦克、裝甲車輛、大炮、飛機、艦船等,對應的是機械化戰爭形態。機械化戰爭,主要基于以牛頓定律為代表的經典物理學和社會化大生產,以大規模集群、線式、接觸作戰為主,在戰術上通常要進行現地偵察、勘查地形、了解對手前沿與縱深部署情況,結合己方能力下定決心,實施進攻或防御,進行任務分工、作戰協同和保障,呈現出明顯的指控層次化、時空串行化等特點。
信息化是信息時代的產物,技術上以計算機、網絡通信等信息技術為重點,裝備形態主要表現為雷達、電臺、衛星、導彈、計算機、軍用軟件、指揮控制系統、網電攻防系統、綜合電子信息系統等,對應的是信息化戰爭形態。信息化戰爭,主要基于計算機與網絡三大定律(摩爾定律、吉爾德定律和梅特卡夫定律),以一體化聯合、精確、立體作戰為主,建立“從傳感器到射手的無縫快速信息鏈接”,奪取制信息權,實現先敵發現與打擊。在戰術上則要對戰場和目標進行詳細識別和編目,突出網絡化感知和指揮控制系統的作用,對平臺的互聯互通等信息功能提出了新的要求。由于全球信息系統和多樣化網絡通信的發展,信息化戰爭淡化了前后方的界限,強調“偵控打評保”橫向一體化和戰略、戰役、戰術的一體化與扁平化。
智能化是知識經濟時代的產物,技術上以人工智能、大數據、云計算、認知通信、物聯網、生物交叉、混合增強、群體智能、自主導航與協同等智能科技為重點,裝備形態主要表現為無人平臺、智能彈藥、集群系統、智能感知與數據庫系統、自適應任務規劃與決策系統、作戰仿真與平行訓練系統、軍事云平臺與服務系統、輿情預警與引導系統、智能可穿戴系統等,對應的是智能化戰爭形態。
智能化戰爭,主要基于仿生、類腦原理和AI的戰場生態系統,是以“能量機動和信息互聯”為基礎、以“網絡通信和分布式云”為支撐、以“數據計算和模型算法”為核心、以“認知對抗”為中心,多域融合、跨域攻防,無人為主、集群對抗,虛擬與物理空間一體化交互的全新作戰形態。
智能化戰爭以滿足核常威懾、聯合作戰、全域作戰和非戰爭軍事行動等需求為目標,以認知、信息、物理、社會、生物等多域融合作戰為重點,呈現出分布式部署、網絡化鏈接、扁平化結構、模塊化組合、自適應重構、平行化交互、聚焦式釋能、非線性效應等特征,制勝機理顛覆傳統,組織形態發生質變,作戰效率空前提高,戰斗力生成機制發生轉變。其實質性的變化主要體現在以下十個方面。
AI主導的制勝機理。在智能化條件下,以“AI、云、網、群、端”為代表的全新作戰要素將重構戰場生態系統,戰爭的制勝機理將完全改變。其中,基于模型和算法的AI系統是核心作戰能力,貫穿各個方面、各個環節,起到倍增、超越和能動的作用,平臺有AI控制,集群有AI引導,體系有AI決策,傳統以人為主的戰法運用被AI的模型和算法所替代,算法戰將在戰爭中起到決定性作用,作戰體系和進程最終將以AI為主導,制智權成為未來戰爭的核心制權。
不同時代、不同戰爭形態,戰場生態系統是不一樣的,作戰要素構成、制勝機理完全不同。機械化戰爭是平臺中心戰,核心是“動”,主導力量是火力和機動力,追求以物載能、以物釋能。作戰要素主要包括:人+機械化裝備+戰法。制勝機理是基于機械化裝備作戰運用的以人為主導的決策,以多勝少、以大吃小、以快制慢,全面、高效、可持續的動員能力,分別起到決定性或重要的作用。信息化戰爭是網絡中心戰,核心是“聯”,主導力量是信息力,追求以網聚能、以網釋能。作戰要素及相互關系主要是:基于網絡信息的“人+信息化裝備+戰法”。信息貫穿于人、裝備和戰法,建立“從傳感器到射手”的無縫信息連接,實現體系化網絡化作戰能力,以體系對局部、以網絡對離散、以快制慢,成為取得戰爭勝利的重要機理。其中,信息對裝備和作戰體系起到了倍增的作用,但平臺仍然以有人為主,信息圍繞人發揮輔助決策的作用,但多數決策還是以人為主。智能化戰爭是認知中心戰,核心是“算”,主導力量是智力,智力所占權重將超過火力、機動力和信息力,追求的將是以智馭能、以智制能,以虛制實、以優勝劣,作戰雙方誰的AI多,誰的AI更聰明,戰場主動權就越大。作戰要素及相互關系主要是:AI×(云+網+群+人+裝備+戰法),可以簡化為“AI、云、網、群、端”要素構成的相互關聯與融合的戰場生態系統。未來,AI在戰爭中的作用將越來越大、越來越強,最終將發揮決定和主導作用。
強調AI的主導作用,并不否認人在戰爭中的作用。一方面,人的聰明才智已經前置并賦予了AI;另一方面,在戰前、后臺和戰略層面,在相當長一段時間和可預見的未來,AI是無法取代人類的。
現代戰爭戰場環境越來越復雜、作戰對抗速度越來越快,如何快速識別處理海量信息、快速響應戰場態勢、快速制定決策方案,已遠非人力所能,也超出了現有技術手段的極限(見表1、表2)。隨著AI在戰爭體系中的應用越來越廣、作用越來越大,作戰流程將重新塑造,軍事殺傷鏈將提速增效,感知快、決策快、行動快、保障快,成為未來智能化戰爭制勝的重要砝碼。
未來,通過圖像、視頻、電磁頻譜、語音等智能識別與模式識別,對天空地海傳感器網絡復雜戰場信息能夠快速精確實施目標識別。利用大數據技術,通過多源多維定向搜索與智能關聯分析,不僅能夠對各種打擊目標進行準確定位,還能夠對人類行為、社會活動、軍事行動和輿情態勢精準建模,逐步提高預警預測準確率。各戰區和戰場基于精準戰場信息,通過事先虛擬空間的大量平行建模和模擬訓練,能夠自適應地實施任務規劃、自主決策與作戰進程控制。各作戰平臺、集群系統的AI,根據任務規劃能夠圍繞作戰目標自主、協同執行任務,并針對隨時出現的變化進行能動調整。通過事先建立分布式、網絡化、智能化、多模式的保障體系與預置布局,能夠快速實施精準物流配送、物資供應和智能維修等。總之,通過智能科技的廣泛應用和各種AI系統的能動作用、進化功能,在謀劃、預測、感知、決策、實施、控制、保障等作戰全過程,實現“簡單、快捷、高效、可控”的作戰流程再造,能夠讓人類從繁重的作戰事務中逐步解脫出來。作戰流程再造將促使未來戰場節奏加快、時間壓縮、過程變短。
AI主導的制勝機理,主要表現在作戰能力、手段、策略和措施方面,全面融合了人的智力,接近了人的智能,超越了人的極限,發揮了機器的優勢,體現了先進性、顛覆性和創新性。這種先進與創新,不是以往戰爭簡單的延長線和增長量,而是一種質的變化和躍升,是一種高階特征。這種高階特征體現為智能化戰爭具有傳統戰爭形態所不具備的“類腦”功能和很多方面“超越人類極限的能力”。隨著AI的不斷優化迭代,它總有一天將超過普通士兵、參謀、指揮員甚至精英和專家群體,成為“超級腦”和“超級腦群”。這是智能化戰爭的核心和關鍵,是認識論和方法論領域的技術革命,是人類目前可預見、可實現、可進化的高級作戰能力。
虛擬空間作用上升。隨著時代的進步和科技的發展,作戰空間逐步從物理空間拓展到虛擬空間。虛擬空間在作戰體系中的地位作用逐步上升且越來越重要,越來越同物理空間和其他領域實現深度融合與一體化。虛擬空間是由人類構建的基于網絡電磁的信息空間,它可以多視角反映人類社會和物質世界,同時可以超越客觀世界的諸多限制來利用它。構建它的是信息域,連接它的是物理域,反映出的是社會域,利用它的是認知域。狹義上的虛擬空間主要指民用互聯網,廣義上的虛擬空間主要指賽博空間(Cyberspace),包括各種物聯網、軍用網和專用網構成的虛擬空間。賽博空間具有易攻難防、以軟搏硬、平戰一體、軍民難分等特征,已成為實施軍事行動、戰略威懾和認知對抗的重要戰場。
虛擬空間的重要性主要體現在三個方面:一是通過網絡信息系統,把分散的作戰力量、作戰要素連接為一個整體,形成體系化網絡化作戰能力,成為信息化戰爭的基礎;二是成為網電、情報、輿情、心理、意識等認知對抗的主戰場和基本依托;三是建立虛擬戰場,開展作戰實驗,實現虛實互動,形成平行作戰和以虛制實能力的核心與關鍵。
未來,隨著全球互聯、物聯的加速升級,隨著天基網絡化偵察、通信、導航、移動互聯、Wi-Fi和高精度全球時空基準平臺、數字地圖、行業大數據等系統的建立完善與廣泛應用,人類社會和全球軍事活動將越來越“透明”,越來越被聯網、被感知、被分析、被關聯、被控制(見圖6),對軍隊建設和作戰呈現全方位、泛在化的深刻影響,智能化時代的作戰體系將逐步由封閉向開放、由以軍為主向軍民融合的“開源泛在”方向拓展。
智能化時代,物理、信息、認知、社會、生物等領域的信息數據將逐漸實現自由流動,作戰要素將實現深度互聯與物聯,各類作戰體系將從初級的“能力組合”向高級的“信息融合、數據交鏈、一體化行為交互”方向發展,具備強大的全域感知、多域融合、跨域作戰能力,具備隨時隨地對重要目標、敏感人群和關鍵基礎設施實施有效控制的能力。美國陸軍聯合兵種中心的一份報告認為,這個世界正在進入“全球監控無處不在”的時代。即使這個世界無法跟蹤所有的活動,技術的擴散也無疑會使潛在的信息來源以指數方式增長。
目前,基于網絡的軟件攻擊已具備物理毀傷能力,軍事發達國家的網絡攻擊已具備入侵、欺騙、干擾、破壞等作戰能力,賽博空間已經成為實施軍事行動和戰略威懾的又一重要戰場。美國的網絡攻擊已經用于實戰。突尼斯的本·阿里、利比亞的卡扎菲、伊拉克的薩達姆都曾經被美國的網絡攻防和維基解密影響,造成輿情轉向、心理失控、社會動蕩,導致政權的迅速垮臺,對傳統戰爭形態產生了顛覆性影響。通過斯諾登事件,美國使用的11類49項“賽博空間”偵察項目目錄清單陸續被曝光,“震網”病毒破壞伊朗核設施、“高斯”病毒群體性入侵中東有關國家、“古巴推特網”控制大眾輿情等事件,表明美國已具備對互聯網、封閉網絡、移動無線網絡的強大監控能力、軟硬攻擊和心理戰能力。
戰爭從虛擬空間實驗開始。美軍從20世紀80年代就開始了作戰仿真、作戰實驗和模擬訓練的探索。后來,美軍又率先將虛擬現實、兵棋推演、數字孿生等技術用于虛擬戰場和作戰實驗。據分析,海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭等軍事行動,美軍都開展了作戰模擬推演,力圖找出的最優作戰和行動方案。據報道,俄羅斯出兵敘利亞之前,就在戰爭實驗室進行了作戰預演,依據實驗推演情況,制定了“中央-2015”戰略演習計劃,針對敘利亞作戰演練了“在陌生區域的機動和可到達性”。演習結束后,俄軍格拉西莫夫總參謀長強調,以政治、經濟及輿論心理戰等手段為主,輔之以遠程精確的空中打擊、特種作戰等措施,最終達成政治和戰略目的。實踐表明,俄出兵敘利亞的進程,與實驗、演習基本一致。
未來,隨著虛擬仿真、混合現實、大數據、智能軟件的應用和發展,通過建立一個平行軍事人工系統,使物理空間的實體部隊與虛擬空間的虛擬部隊相互映射、相互迭代,可以在虛擬空間里解決物理空間難以實現的快速、高強度對抗訓練和超量計算,可以與高仿真的“藍軍系統”進行對抗和博弈,不斷積累數據,建立模型和算法,從而把最優解決方案用于指導實體部隊建設和作戰,達到虛實互動、以虛制實、以虛制勝的目的。2019年1月25日,谷歌旗下人工智能團隊DeepMind與《星際爭霸》開發公司暴雪,公布了2018年12月AlphaSTAR與職業選手TLO、MANA的比賽結果,最終在五局三勝賽制中,AlphaSTAR均以5:0取勝。AlphaSTAR只用了兩周時間就完成了人類選手需要200年時間的訓練量,展示了在虛擬空間進行仿真對抗訓練的巨大優勢與光明前景。
無人化為主的作戰樣式。智能化時代,無人化作戰將成為基本形態,人工智能與相關技術的融合發展將逐步把這種形態推向高級階段。無人系統是人類智慧在作戰體系中的充分前置,是智能化、信息化、機械化融合發展的集中體現。無人裝備最早出現在無人機領域,1917年,英國造出了世界上第一架無人機,但未用于實戰。隨著技術發展,無人機逐步用于靶機、偵察、察打一體等領域。進入21世紀以來,無人技術與裝備由于具有以任務為中心設計、不必考慮乘員需求、作戰效費比高等優勢,其探索應用已經實現了巨大跨越,取得了重大突破,顯現出快速全方位發展的態勢,應用范圍迅速拓展,涵蓋了空中、水面、水下、地面、空間等各個領域。
近年來,人工智能、仿生智能、人機融合智能、群體智能等技術飛速發展,借助衛星通信與導航、自主導航,無人作戰平臺能夠很好地實現遠程控制、編隊飛行、集群協同。目前,無人作戰飛行器、水下無人平臺和太空無人自主操作機器人相繼問世,雙足、四足、多足和云端智能機器人等正在加速發展,已經步入工程化和實用化快車道,軍事應用為期不遠。
總體上看,智能化時代的無人化作戰,將進入三個發展階段。第一階段是有人為主、無人為輔的初級階段,其主要特點是“有人主導下的無人作戰”,也就是事前、事中、事后都是由人完全控制和主導的作戰行為。第二階段是有人為輔、無人為主的中級階段,其主要特點是“有限控制下的無人作戰”,即在作戰全過程中人的控制是有限度、輔助性但又是關鍵性的,多數情況可以依靠平臺自主行動能力。第三階段是規則有人、行動無人的高級階段,其主要特點是“有人設計、極少控制的無人作戰”,人類事先進行總體設計,明確各種作戰環境條件下的自主行為與游戲規則,在行動實施階段主要交由無人平臺和無人部隊自主執行。
自主行為或者自主性,是無人化作戰的本質,是智能化戰爭既普遍又顯著的特征,體現在很多方面。
一是作戰平臺的自主,主要包括無人機、地面無人平臺、精確制導武器、水下和太空機器人等自主能力和智能化水平。
二是探測系統的自主,主要包括自動搜索、跟蹤、關聯、瞄準和圖像、語音、視頻、電子信號等信息的智能識別。
三是決策的自主,核心是作戰體系中基于AI的自主決策,主要包括戰場態勢的自動分析、作戰任務的自動規劃、自動化的指揮控制、人機智能交互等。
四是作戰行動的自主協同,前期包括有人無人系統的自主協同,后期包括無人化的自主集群,如各類作戰編隊集群、蜂群、蟻群、魚群等作戰行為。
五是網絡攻防的自主行為,包括各種病毒和網絡攻擊行為的自動識別、自動溯源、自動防護、自主反擊等。
六是認知電子戰,自動識別電子干擾的功率、頻段、方向等,自動跳頻跳轉和自主組網,以及面向對手的主動、自動電子干擾等。
七是其他自主行為,包括智能診斷、自動修復、自我保障等。
未來,隨著人工智能和相關技術融合發展的不斷升級,無人化將向自主、仿生、集群、分布式協同等方向快速發展,逐步把無人化作戰推向高級階段,促使戰場上有生力量的直接對抗顯著減少。雖然未來有人平臺會一直存在,但仿生機器人、類人機器人、蜂群武器、機器人部隊、無人化體系作戰,在智能化時代將成為常態。由于在眾多作戰領域都可以用無人系統來替代,都可以通過自主行為去完成,人類在遭到肉體打擊和損傷之前,一定有無人化作戰體系在前面保駕護航。因此,智能化時代的無人化作戰體系,是人類的主要保護屏障,是人類的護身符和擋箭牌。
全域作戰與跨域攻防。智能化時代全域作戰與跨域攻防,也是一種基本作戰樣式,體現在很多作戰場景、很多方面。從陸、海、空、天到物理、信息、認知、社會、生物多領域,以及虛擬和實體的融合互動,從平時的戰略威懾到戰時的高對抗、高動態、高響應,時間和空間跨度非常大。既面臨物理空間作戰和虛擬空間網絡攻防、信息對抗、輿情引導、心理戰等認知對抗,還面臨全球安全治理、區域安全合作、反恐、救援等任務,面臨網絡、通信、電力、交通、金融、物流等關鍵基礎設施的管控。
2010年以來,以信息化智能化技術成果為支撐,美軍提出了作戰云、分布式殺傷、多域戰、算法戰、馬賽克戰、聯合全域作戰等概念,目的是以體系對局部、以多能對簡能、以多域對單域、以融合對離散、以智能對非智能,維持戰場優勢和軍事優勢。美軍2016年提出多域戰、2020年提出聯合全域作戰概念,目的是發展跨軍種跨領域的聯合作戰能力,實現單一軍種作戰背后都有三軍的支持,具備全域對多域、對單域的能力優勢。
未來,隨著人工智能與多學科交叉融合、跨介質攻防關鍵技術群的突破,在物理、信息、認知、社會、生物等功能域之間,在陸、海、空、天等地理域之間,基于AI與人機混合智能的多域融合與跨域攻防,將成為智能化戰爭一個鮮明的特征。
智能時代的多域與跨域作戰,將從任務規劃、物理聯合、松散協同為主,向異構融合、數據交鏈、戰術互控、跨域攻防一體化拓展。
一是多域融合。根據多域環境下不同的戰場與對手,按照聯合行動的要求把不同的作戰樣式、作戰流程和任務規劃出來,盡量統一起來,實現信息、火力、防御、保障和指控的統籌與融合,實現戰略、戰役和戰術各層次作戰能力的融合,形成一域作戰、多域聯合快速支援的能力。
二是跨域攻防。在統一的網絡信息體系支撐下,通過統一的戰場態勢,基于統一標準的數據信息交互,徹底打通跨域聯合作戰偵控打評信息鏈路,實現在戰術和火控層面軍種之間協同行動、跨域指揮與互操作、作戰要素與能力的無縫銜接。
三是全程關聯。把多域融合和跨域攻防作為一個整體,統籌設計、全程關聯。戰前,開展情報收集與分析,實施輿論戰、心理戰、宣傳戰和必要的網電攻擊。戰中,通過特種作戰和跨域行動,實施斬首、要點破襲和精確可控打擊(見圖7)。戰后,防御信息系統網絡攻擊、消除負面輿論對民眾影響、防止基礎設施被敵破壞,從多個領域實施戰后治理、輿情控制和社會秩序恢復。
四是AI支持。通過作戰實驗、模擬訓練和必要的試驗驗證、實戰檢驗,不斷積累數據、優化模型,建立不同作戰樣式與對手的AI作戰模型和算法,形成一個智能化的腦體系,更好地支撐聯合作戰、多域作戰和跨域攻防。
人與AI混合決策。智能化戰場AI腦體系的不斷健全、優化、升級和完善,使其將在許多方面超越人類。幾千年來,人類戰爭以人為主的指揮控制和決策模式將徹底改變,人指揮AI、AI指揮人、AI指揮AI等,都有可能在戰爭中出現。
分布式、網絡化、扁平化、平行化是智能化作戰體系的重要特征,有中心、以人為主的單一決策模式,逐步被基于AI的無人化、自主集群、有人無人協同等無中心、弱中心模式所改變,相互之間的混合兼容成為發展趨勢。作戰層級越低、任務越簡單,無人化、無中心的作用越突出;層級越高、任務越復雜,人的決策、有中心的作用越重要。戰前以人決策為主、以AI決策為輔,戰中以AI決策為主、以人決策為輔,戰后兩者都有、以混合決策為主(見表3)。
未來戰場,作戰對抗態勢高度復雜、瞬息萬變、異常激烈,多種信息交匯形成海量數據,僅憑人腦難以快速、準確處理,只有實現“人腦+AI”的協作運行方式,基于作戰云、數據庫、網絡通信、物聯網等技術群,“指揮員”才能應對瞬息萬變的戰場,完成指揮控制任務。隨著無人系統自主能力的增加,集群和體系AI功能的增強,自主決策逐步顯現。一旦指揮控制實現不同程度的智能化,偵察—判斷—決策—攻擊(OODA)回路時間將大大壓縮,效率將明顯提升。尤其是用于網絡傳感器圖像處理的模式識別、用于作戰決策的“尋優”算法、用于自主集群的粒子群算法和蜂群算法等,將賦予指揮控制系統更加高級、完善的決策能力,逐步實現“人在回路外”的作戰循環。
非線性放大與快速收斂。未來的智能化作戰,不再是能量的逐步釋放和作戰效果的線性疊加,而是非線性、涌現性、自生長、自聚焦等多種效應的急劇放大和結果的快速收斂。
涌現主要指復雜系統內每個個體都遵從局部規則,不斷進行交互后,以自組織方式產生出整體質變效應的過程。未來,戰場信息雖然復雜多變,但通過圖像、語音、視頻等智能識別和軍事云系統處理后,具備“一點采集、大家共享”能力,通過大數據技術與相關信息快速關聯,并與各類武器火控系統快速交鏈后,實施分布式打擊、集群打擊和網絡心理戰等,能夠實現“發現即摧毀”“一有情況群起而攻之”和“數量優勢滋生心理恐慌效應”,這些現象就是涌現效應。
智能化作戰的涌現效應主要體現在三個方面:一是基于AI決策鏈的快速而引發的殺傷鏈的加速;二是有人無人協同特別蜂群系統數量優勢所引發的作戰效應;三是基于網絡互聯互通所產生的快速群體涌現行為。
軍事智能化發展到一定階段后,在高級AI、量子計算、IPV6、高超聲速等技術共同作用下,作戰體系將具備非線性、非對稱、自生長、快速對抗、難以控制的放大效應和行動效果,特別在無人、集群、網絡輿情、認知對抗等方面尤為明顯,群愚生智、以量增效、非線性放大、涌現效應越來越突出,AI主導下的認知、信息、能量對抗相互交織并圍繞著目標迅速聚焦,時間越來越被壓縮,對抗速度越來越快,即呈現多種效應的急劇放大和結果的快速收斂。能量沖擊波、對抗極速戰、AI終結者、輿情反轉、社會動蕩、心理失控、物聯網連鎖效應等,將成為智能化戰爭的顯著特征。
無人化集群攻擊,作戰雙方在平臺性能大致相同的條件下,遵循蘭切斯特方程,作戰效能與數量的平方成正比,數量優勢就是質量優勢。網絡攻防和心理輿情效應,遵循梅特卡夫定律,與信息互聯用戶數的平方成正比,非線性、涌現效應更加明顯。戰場AI數量的多少和智商的高低,更決定著作戰體系智能化的整體水平,關系到戰場智權的控制,影響戰爭勝負和結局。智能化時代,如何處理好能量、信息、認知、數量、質量、虛擬、實體之間的相互關系,如何巧妙地設計、把控、運用和評估非線性效應,是未來戰爭面臨的重大新挑戰和新要求。
未來,無論是輿情反轉、心理恐慌,還是蜂群攻擊、集群行動,以及人在環外自主作戰,其涌現效應和打擊效果,將成為相對普遍的現象和容易實施的行動,形成威懾與實戰兼容的能力,也是人類社會必須嚴加管理和控制的戰爭行為。
有機共生的人裝關系。在智能化時代,人與武器的關系將發生根本性改變,在物理上越來越遠、在思維上越來越近。裝備形態和發展管理模式將完全改變,人的思想和智慧通過AI與武器裝備深度交鏈,在裝備發展階段充分前置、在使用訓練階段優化迭代、在作戰驗證之后進一步升級完善,如此循環往復、不斷遞進。
第一,隨著網絡通信、移動互聯、云計算、大數據、機器學習和仿生等技術的快速發展及其在軍事領域的廣泛應用,傳統武器裝備的結構和形態將徹底改變,呈現出前后臺分工協作、高效互動、自適應調整等多樣化功能,是集機械、信息、網絡、數據、認知于一體的復合體。
第二,人與武器逐漸物理脫離,但在思維上逐步深度融合為有機共生體。無人機、機器人的逐步成熟,從輔助人作戰轉向代替人作戰,人更加退居到后臺。人與武器的結合方式,將以嶄新形態出現。人的思想和智慧將全壽命周期地參與設計、研發、生產、訓練、使用和保障過程,無人作戰系統將把人的創造性、思想性和機器的精準性、快速性、可靠性、耐疲勞性完美結合起來。
第三,裝備建設與管理模式發生深刻變化。機械化裝備越用越舊、信息化軟件越來越新、智能化算法越用越精。傳統的機械化裝備采用“預研—研制—定型”的模式交付部隊,戰技性能隨時間和摩托小時呈下降趨勢;信息化裝備是機械化、信息化復合發展的產物,平臺不變,但信息系統隨計算機CPU和存儲設備的發展不斷迭代更新,呈現“信息主導、以軟牽硬,快速更替、螺旋上升”的階梯式發展特點;智能化裝備以機械化、信息化為基礎,隨著數據和經驗的積累,不斷地優化提升訓練模型和算法,呈現隨時間和使用頻率越用越強、越用越好的上升曲線。因此,智能化裝備發展建設及使用訓練保障模式,將發生根本性改變。
在學習對抗中進化。進化,一定是未來智能化戰爭和作戰體系的一個鮮明特點,也是未來戰略競爭的一個制高點。智能化時代的作戰體系將逐步具備自適應、自學習、自對抗、自修復、自演進能力,成為一個可進化的類生態和博弈系統。
智能化作戰體系與系統,最大的特點和與眾不同之處,就在于其“類人、仿人”的智能與機器優勢的結合,實現“超人類”的作戰能力。這種能力的核心是眾多模型和算法越用越好、越用越精,具備進化的功能。如果未來作戰體系像人體一樣,大腦是指揮控制中樞,神經系統是網絡,四肢是受大腦控制的武器裝備,就像一個生命體一樣,具備自適應、自學習、自對抗、自修復、自演進能力,我們認為它就具備進化的能力和功能。由于智能化作戰體系與生命體不完全一樣,單一的智能化系統與生命體類似,但多系統的作戰體系,更像一個“生態系統+對抗博弈系統”,比單一的生命體更復雜,更具有對抗性、社會性、群體性和涌現性。
經初步分析判斷,隨著作戰仿真、虛擬現實、數字孿生、平行訓練、智能軟件、仿腦芯片、類腦系統、仿生系統、自然能源采集和新型機器學習等技術的發展應用,未來的作戰體系可以逐步從單一功能、部分系統的進化向多功能、多要素、多領域、多系統的進化發展。各系統能夠根據戰場環境變化、面臨的威脅不同、面臨的對手不同、自身具備的實力和能力,按照以往積累的經驗知識、大量仿真對抗性訓練和增強學習所建立的模型算法,快速形成應對策略并采取行動,進而在戰爭實踐中不斷修正、優化和自我完善、自我進化。單一任務系統將具備類似生命體的特征和機能,多任務系統就像森林中的物種群那樣具備相生相克、優勝劣汰的循環功能和進化機制,具備復雜環境條件下的博弈對抗和競爭能力,形成可進化的類生態和博弈系統。
作戰體系的進化途徑,主要體現在四個方面:一是AI的進化,隨著數據和經驗的積累,一定會不斷優化、升級和提升。這一點比較容易理解。二是作戰平臺和集群系統的進化,主要從有人控制為主向半自主、自主控制邁進。由于不僅涉及平臺和集群控制AI的進化,還涉及相關機械與信息系統的優化和完善,所以要相對復雜一點。三是任務系統的進化。如探測系統、打擊系統、防御系統、保障系統的進化等,由于涉及多平臺、多任務,所以進化涉及的因素和要素就復雜得多,有的可能進化快,有的可能進化慢。四是作戰體系的進化,由于涉及全要素、多任務、跨領域,涉及各個層次的對抗,其進化過程就非常復雜。作戰體系能否進化,不能完全依靠自生自長,而需要主動設計一些環境和條件,需要遵循仿生原則、適者生存原則、相生相克原則和全系統全壽命管理原則,才能具備持續進化的功能和能力。
智能設計與制造。智能化時代的國防工業,將從相對封閉、實物為主、周期較長的研究制造模式向開源開放、智能設計與制造、快速滿足軍事需求轉變。
國防工業是國家戰略性產業,是國家安全和國防建設的強大支柱,平時主要為軍隊提供性能先進、質量優良、價格合理的武器裝備,戰時是實施作戰保障的重要力量,是確保打贏的核心支撐。國防工業是一個高科技密集的行業,現代武器裝備研發和制造,技術密集、知識密集、系統復雜、綜合性強,大型航母、戰斗機、彈道導彈、衛星系統、主戰坦克等武器裝備的研發,一般都要經過十年、二十年甚至更長時間,才能定型交付部隊,投入大、周期長、成本高。二戰以后到上世紀末,國防工業體系和能力結構是機械化時代與戰爭的產物,其科研、試驗、生產制造、保障等,重點面向軍兵種需求和行業系統組織科研與生產,主要包括兵器、船舶、航空、航天、核和電子等行業,以及民口配套和基礎支撐產業等。冷戰后,美國國防工業經過戰略調整和兼并重組,總體上形成了與信息化戰爭體系對抗要求相適應的國防工業結構和布局。美國排名前六位的軍工巨頭,既可以為相關軍兵種提供專業領域的作戰平臺與系統,也可以為聯合作戰提供整體解決方案,是跨軍兵種跨領域的系統集成商。進入21世紀以來,隨著體系化、信息化作戰需求的變化和數字化、網絡化、智能化制造技術的發展,傳統武器裝備發展模式和科研生產能力開始逐步改變,迫切需要按照信息化戰爭特別是智能化戰爭的要求進行重塑和調整。
未來,國防科技工業將按照聯合作戰、全域作戰、機械化信息化智能化融合發展要求,從傳統以軍兵種、平臺建設為主向跨軍兵種、跨領域系統集成轉變,從相對封閉、自成體系、各自獨立、條塊分割、實物為主、周期較長的研究設計制造向開源開放、民主化眾籌、虛擬化設計與集成驗證、自適應制造、快速滿足軍事需求轉變(見圖8),逐步形成軟硬結合、虛實互動、人機物環智能交互、縱向產業鏈有效銜接、橫向分布式協同、軍民一體化融合的新型創新體系和智能制造體系。軍地多方聯合論證設計,建設和使用供需雙方共同研發,基于平行軍事系統的虛實迭代優化,通過作戰訓練和實戰驗證來完善提升,邊研邊試邊用邊建,是智能化作戰體系發展建設和戰斗力生成的基本模式。
吳明曦8
失控的風險。由于智能化作戰體系在理論上具備自我進化并達到“超人類”的能力,如果人類不事先設計好控制程序、控制節點,不事先設計好“終止按鈕”,結果很可能會帶來毀滅和災難。需要高度關注的是,眾多黑客和“居心不良”的戰爭狂人,會利用智能化技術來設計難以控制的戰爭程序和作戰方式,讓眾多機器腦AI和成群結隊的機器人,按照事先設定的作戰規則,自適應和自演進地進行戰斗,所向披靡,勇往直前,最終釀成難以控制的局面,造成難以恢復的殘局。這是人類在智能化戰爭進程中面臨的重大挑戰,也是需要研究解決的重大課題。需要從全人類命運共同體和人類文明可持續發展的高度,認識和重視這個問題,設計戰爭規則,制定國際公約,從技術上、程序上、道德上和法律上進行規范,實施強制性的約束、檢查和管理。
以上十個方面的突變和跨越,是智能化戰爭新形態的主要內容。當然,智能化戰爭的發展與成熟,并不是空中樓閣、無本之木,而是建立在機械化和信息化之上。沒有機械化和信息化,就沒有智能化。機械化、信息化、智能化“三化”是一個有機整體,相互聯系、相互促進,迭代優化、跨越發展。從目前看,機械化是基礎,信息化是主導,智能化是方向。從未來看,機械化是基礎,信息化是支撐,智能化是主導。
未來美好遠景
在新世紀的時空隧道里,我們看到智能化戰爭的列車正快速行駛,是任由人類的貪婪和科技的強大走向更加殘酷的黑暗,還是邁向更加文明和光明的彼岸,這是人類需要思索的重大哲學命題。智能化是未來,但不是全部。智能化能勝任多樣化軍事任務,但不是全能。面對文明之間、宗教之間、國家之間、階層之間的尖銳矛盾,面對手持菜刀的暴徒、自殺式爆炸、群體性騷亂等極端事件,智能化作用仍然有限。全球政治不平衡、權利不平等、貿易不公平、社會矛盾不解決,戰爭和沖突將不可避免。世界最終靠實力說了算,而其中科技實力、經濟實力和軍事實力極其重要。軍事實力雖然決定不了政治,但可以影響政治,決定不了經濟,但可以為經濟發展帶來安全。智能化作戰能力越強大,其威懾強敵、遏制戰爭的功能越強,和平就越有希望。就像核威懾那樣,為避免可怕的后果和失控的災難,在防止大規模戰爭方面發揮著重要的作用。
戰爭的智能化程度,在某種意義上體現了戰爭文明的進程。人類戰爭的歷史,最初由族群之間食物和居住區域的爭奪,到土地占領、資源掠奪、政治實力擴張、精神世界統治,無不充滿血腥、暴力和鎮壓。戰爭作為人類社會不可調和矛盾的最終解決手段,其所追求的理想目標是文明化:不戰而屈人之兵、資源投入最少、人員傷亡最小、對社會的破壞最輕……但以往的戰爭實踐,往往因政治斗爭、民族矛盾、經濟利益爭奪、科技毀傷手段的殘酷等原因而事與愿違,常常把國家、城市和家園毀壞殆盡。以往的戰爭未能實現上述理想,而未來智能化戰爭由于技術上的突破、透明度的增加、經濟利益互利共享的加深,特別是有生力量的對抗逐步讓位于機器人之間的對抗、AI之間的博弈,人員傷亡、物質消耗、附帶損傷會越來越小,在很大程度上存在實現文明化的可能性,給人類帶來了希望。我們期待,未來戰爭,從人類社會的相互殘殺、物質世界的極大破壞,逐步過渡到無人系統和機器人之間的戰爭,發展到僅限于作戰能力和綜合實力的威懾與制衡、虛擬世界中AI之間的對抗、高仿真的戰爭游戲……人類戰爭的消耗,只限于一定規模的無人系統、模擬對抗與仿真實驗,甚至僅僅是打一場戰爭游戲的能源。人類由戰爭的謀劃者、設計者、參與者、主導者和受害者,轉變為理性的思想者、組織者、控制者、旁觀者和裁決者。人類的身體不再受到創傷,精神不再受到驚嚇,財富不再遭到破壞,家園不再遭到摧毀。雖然美好的理想和愿望,與殘酷的現實可能始終存在差距,但衷心希望這一天能夠到來,盡早到來。這是智能化戰爭發展的最高階段,作者的最大愿望,人類的美好遠景!
(感謝同事周旭芒研究員為論文撰寫提供支持和幫助,他在智能化發展和建設方面有獨到的思想和見解)
注釋
[1][美]羅伯特·O.沃克等:《20YY:機器人時代的戰爭》,鄒輝等譯,北京:國防工業出版社,2016年,第148頁。
The Era of Intelligent War Is Coming Rapidly
Wu Mingxi
Abstract: Since the entry into the new century, the rapid development of intelligent technology with artificial intelligence (AI) at the core has accelerated the process of a new round of military revolution. The competition in the military field is going rapidly to the era of intelligent power. The operational elements represented by "AI, cloud, network, group and end" and their diverse combinations constitute a new battlefield ecosystem, and the winning mechanism of war has changed completely. The AI system based on models and algorithms will be the core combat capability, running through all aspects and links and playing a multiplier, transcendence and active role. The platform has AI control, the cluster has AI guidance, and the system has AI decision-making. The traditional human-based combat method is replaced by AI models and algorithms, and intelligent dominance becomes the core of future war. The stronger the intelligent combat capability, the more hopeful the soldiers may win the war without firing a shot.
Keywords: artificial intelligence, unmanned, battlefield ecosystem, war form