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劉揚钺國防科技大學

科技 更新时间:2024-08-09 00:15:28

國防科技大學文理學院教授劉楊钺為您講述——

“深度科技化”帶來戰争新形态

劉揚钺國防科技大學(劉楊钺深度科技化)1

無人機蜂群示意圖。

21世紀以來,全球科技創新進入空前密集活躍期,新一輪科技革命和産業變革,正在重構全球創新版圖、重塑全球經濟結構。有人因而将當今時代稱為“深度科技化”時代。

軍事領域是對科技變革最為敏感的領域。當前,一些重大颠覆性技術不斷湧現,呈現出交叉融合、群體躍進之勢,其軍事應用将會帶來突變性、革命性後果,甚至帶來戰争新形态。

人工智能:叩開智能化戰争之門

人工智能誕生于1956年,它的實質是模拟人的思維過程,即讓機器像人一樣理解、思考和學習,形成經驗,并産生一系列相應的判斷與處理方式。近10年來,随着大數據、神經網絡、深度學習等新理論新技術不斷發展,人工智能按下了快進鍵,開始飛速發展并給人類社會各領域帶來根本性改變。

2016年,人工智能程序“阿爾法狗”戰勝了世界圍棋冠軍李世石。到了2020年,最新算法程序甚至不需要被告知遊戲規則,就能自學成才,掌握下圍棋、國際象棋等技藝。

作為引領新一輪科技革命和産業變革的戰略性技術,人工智能應用于軍事領域,使戰争形态加速由信息化向智能化轉變。這一轉變将是全維度、全圖譜的,幾乎涉及軍事鍊條的所有環節。最突出的影響基本上包括以下幾個方面:

——助力無人作戰。人工智能的快速發展,将極大提升各類無人作戰系統的協同作戰、自主作戰能力。這無疑會推動作戰力量組成發生結構性變化,無人化作戰模式将逐步成為戰争“主旋律”。在2020年8月的一場模拟對抗中,美國國防高級研究計劃局資助的智能系統操縱戰機,完勝經驗豐富的空軍飛行員,無人作戰趨勢似乎愈發勢不可擋。

——重塑指揮控制。由人工智能支撐的複雜自适應系統,如蜂群系統,将具備越來越強的自組織能力,從而打破傳統的嚴格層級的指揮體制,孵化出全新的指揮控制模式。由成千上萬個無人系統組成的蜂群,其行動控制将由智能高效的算法系統完成,能實現高度去中心化與動态聚合,展現出群體智能作戰新理念。

——實現智能決策。即産生智能化的評估和輔助決策能力,實現作戰方案計劃的自動生成、動态優化、即時調整,使作戰籌劃靈活适應任務環境變化和戰場不确定性。當前,新一代人工智能技術正處在蓬勃興起階段,新技術仍将持續出現。

量子技術:在“糾纏”中書寫制勝密碼

量子是最小的、不可再分割的能量單位。量子科技最大特點在于,它可以突破現有信息技術的物理極限,在信息處理速度、信息容量、信息安全、信息檢測精度等方面發揮極大作用,進而顯著提升人類獲取、傳輸和處理信息的能力,為未來信息社會的演進和發展提供強勁動力。

量子理論從誕生至今,已走過百餘年發展曆程,量子科技的發展直接催生了現代信息技術,核能、半導體晶體管、激光、核磁共振、高溫超導材料等紛紛問世,改變了人類的生産生活。近年來,量子力學與信息技術不斷結合,将開啟一場新的量子科技革命,沖擊着傳統技術體系,甚至引起傳統技術體系的重構。

相對于宏觀物理世界,量子有很多奇妙特性,最有代表性的莫過于量子疊加與量子糾纏。量子疊加意味着量子可同時處于不同狀态,且可處于這些狀态的疊加态。形象的比喻就是,物理學家薛定谔設想的處于“既死又活”狀态的貓。量子糾纏則意味着相互獨立的粒子可以完全“糾纏”在一起,無論相隔多麼遙遠,當一個量子的狀态發生變化,另一個就會“心靈感應”般發生相應變化。

量子的這些特殊性,蘊藏着極大的軍事潛能。在量子探測、量子通信、量子成像、量子計算等方面,正逐漸展示出巨大的軍事應用價值。如利用量子态疊加與未知量子态不能精确複制等特點,可研發出無法破譯的量子密碼。

此外,根據量子的糾纏特性,利用兩個有共同來源的微觀粒子高度關聯性,将糾纏的光子作為光源實現量子成像,可極大提高成像的分辨率和抗幹擾性。

基因技術:可以“編輯”的新武器

基因是控制生物各種特征的遺傳信息,被譽為生物體各種生命活動的“總開關”。基因編輯就相當于一把“基因剪刀”,通過它可精确實現對生物體特定目标基因的插入、移除、替換等基因“修飾”,從而實現對生物遺傳信息的控制。

2012年,美國和瑞典的研究人員找到一把十分有效的“基因剪刀”,即使用CRISPR/Cas9系統,可在任何想要的地方切割任何基因組。此後,基因編輯技術發展獲得前所未有的“加速度”,實現了對果蠅、鼠、豬、羊以及水稻、小麥等各類生物的基因編輯,也為治療腫瘤、艾滋病、地中海貧血等疾病提供了新的醫學手段。

基因技術在逐漸破解生命奧秘的同時,也将引發難以預料的軍事安全問題。如将基因編輯運用于生物武器的開發上,那就意味着開發者可根據自己的需要,修改基因獲得新的緻病微生物,或是将具有不同特征的生物基因片段植入并改造已有的生物戰劑,甚至人工設計與合成自然界本不存在的新型病毒。這些都可能産生人類無法預防和控制的新生物武器,甚至利用基因技術的精準性,使得攻擊更具針對性。這次新冠肺炎疫情,讓世界對美國德特裡克堡以及200多個美國海外生物實驗基地疑雲叢生,美國應該公開更多事實,給國際社會一個交代。

腦科學:走向“制腦”戰場

人的大腦是一個高度複雜的信息處理系統,它由數十億神經元通過相互連接來進行信息交流,以整體協調的方式完成各種各樣的認知任務。

大腦複雜的神經信息處理與認知,即便是超級計算機也相形見绌。因此,腦科學研究被視為自然科學研究的“終極疆域”,國際腦研究組織認為21世紀是“腦科學時代”。

近年來,世界主要國家紛紛宣布啟動腦科學研究計劃。随着新型成像技術、彙聚技術以及基于計算和信息通信技術平台的出現,腦科學研究在神經環路、類腦智能、腦機接口等領域不斷取得新突破。

作為認知科學的一個分支,“腦機接口”技術誕生于20世紀70年代。它通過采集大腦皮層神經系統活動産生的腦電信号,經過放大、濾波等方法,将其轉化為可被計算機識别的信号,讓外部設備讀懂大腦的神經信号,從中辨别出人的真實意圖,實現對外部物理設備的有效控制。也就是由人腦思維執行某項操作,而不需要通過肢體來完成。

腦機接口技術作為一種新型的人機交互方式,為武器裝備操控提供了全新的智能化發展方向。實現人腦對武器裝備的直接控制,賦予武器裝備“随心所動”的智能化特征,正成為西方軍事強國追求的目标。2013年,美國防部披露了一項名為“阿凡達”的研究項目,計劃在未來能通過意念操控遠程的“機器戰士”,以代替士兵在戰場上作戰,遂行各種戰鬥任務。

如果把上述研究視為“腦控”,那麼,利用“腦機接口”等技術手段對人的神經活動、思維能力等進行幹擾、破壞甚至控制,就是所謂的“控腦”。如使用電磁波和聲波等對人腦細胞正常活動産生影響,甚至把建議和命令直接“投射”到人腦中。2018年3月,某西方國家提出“下一代非侵入性神經技術(N3)”計劃,開發新一代非侵入式雙向腦機接口,進一步提高士兵與武器裝備的高水平交互能力。

未來,腦科學的快速發展,将催生以大腦為中心的認知域作戰新模式,“控腦”也将成為認知域争奪的一個新陣地。

當前,新一輪科技革命、軍事革命正處在“質變期”,科技從未像今天這樣深刻影響國家安全和軍事戰略全局。面對迅猛發展的科學技術,必須大力增強科技認知力和敏銳性,努力搶占科技制高點,謀取軍事競争優勢,掌握未來戰争的主動權。(王握文)

來源: 解放軍報

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