從第一次世界大戰和第二次世界大戰之間的戰時時期開始,蘇聯經歷了大規模的社會、軍事和政治變革。G.S. Isserson和Mikhail Tukhachevsky對蘇聯的理論進行了創新,以涵蓋所有軍事技術的進步,如坦克、飛機和改進的軍工綜合體。蘇聯人專注于從日俄戰爭、第一次世界大戰以及第一次世界大戰和第二次世界大戰之間戰時時期的布爾什維克革命的歷史數據中建立的深度作戰理論。進入21世紀,俄羅斯正在利用波羅的海和黑海地區的 "灰色地帶 "的競爭,擴大俄羅斯的勢力范圍,鞏固自己對北約勢力范圍的支持。在當今充滿緊張的外交領域采用持久戰和/或贊助戰,深度作戰的理論已經從三個領域;陸地、海洋和空中;到現在包括網絡空間和太空作戰。俄羅斯仍然專注于影響敵人戰爭結構的 "深度作戰",它正在利用其先進的技術和對信息的操縱來支持和發動攻擊,并協助破壞北約和美國的穩定。美國對不符合美國規范的戰爭定義并不放心。通過了解俄羅斯軍事戰略的邏輯及其作戰藝術,美國人可以以這種方式組織起來,以保持競爭優勢。
人工智能(AI)在過去十年中在全球技術市場中占據領先地位,觸及工業的各個領域的應用,從人們熟悉的智能家電和消費電子的例子到國防。美國和中國代表著世界上最大的兩個經濟體。兩國都在參與人工智能技術競賽,在全球市場和戰場上實施這項技術。
中美人工智能技術競賽在兩個方面給美國帶來了困境:經濟和國防。如果中國成功地創造出完全自主的人工智能無人機并在全球市場上傳播,它將擁有經濟和戰場上的優勢。人民解放軍(PLA)武器庫中的完全自主的人工智能無人機將提供戰斗空間的實時畫面、先發制人的優勢、拒絕向鄰國開放水域和領土、控制貿易路線和有爭議的島嶼,并對美國在印度太平洋司令部(INDOPACOM)的全球力量投射產生負面影響。本論文試圖研究人工智能如何代表全球經濟和戰場上的關鍵因素,它在印度洋司令部能發揮什么具體功能,以及美國如何在與中國的競爭中贏得這場競賽。
在國家間的競爭中,擁有技術優勢的國家在歷史上能夠獲得優勢,盡管代價是破壞國際關系的穩定。這在歷史上表現為火藥、飛機、化學武器、英格瑪機、雷達、核武器和衛星的發明。在冷戰后和21世紀之交,常規威脅已經發展到新的技術領域。除了美國防部(DoD)公認的陸、海、空領域之外,還增加了兩個新的層面:太空和網絡空間。太空領域包括衛星和高超音速巡航導彈,以取代舊的彈道系統;網絡領域,隨著萬物互聯(IoE)的發明,保護國家免受黑客攻擊、商業機密和知識產權(IP)的盜竊。隨著網絡和太空領域的發展,空中領域現在采用了遙控飛機(RPA)作為無形的智能體。此外,新出現的人工智能(AI)技術,以其顯著的適應性,將把空域推向比RPA今天提供的更多的自主性。盡管人工智能的理論基礎可以追溯到20世紀50年代(Anyoha,2020年),但直到公開展示機器在某一特定領域超越人類智力時,它才成為一個討論的話題。
幾個世紀以來,計算科學已經從算盤發展到二進制邏輯,再到現代計算機,并繼續在私人和政府部門蓬勃發展。美國面臨的安全困境是,如果中國在人工智能技術方面的進步超過了美國,然后中國將其軍事化,美國將再次站在英格瑪機器和斯普特尼克的錯誤一邊。它將被留在另一個行為者的能力和意圖不確定性的斗篷中,其可能將美國從印度-太平洋地區的戰區中取代。
人工智能技術競賽與美國的核戰爭理論和太空競賽并不完全相同。因為這項技術在私營部門的應用非常廣泛,并不專屬于國防工業,所以需要一個更窄的形式。狹義的人工智能(NAI)對于它所構建的特定任務是獨一無二的。與物聯網類似,NAI的政策是基于每個國家如何實施的。人工智能與軍事技術的結合,國家關于人工智能的理論,公共和政府部門的貨幣投資,以及實現人工智能優勢的國內政策都特別有趣。這項技術具有巨大的力量潛力,國家可以利用它來對付他們的對手。研究它的軍事潛力并制定防御戰略以維持力量平衡,對于美國,尤其是印度太平洋戰區來說是當務之急。這篇論文研究了美國和中國是如何建立和維持它們的力量的。
第二章介紹了人工智能的概念,并概述了目前美國消費類電子產品和使用人工智能功能的電子產品的市場價值,讓讀者對這一新興技術有一個貨幣視角。它還定義了人工智能在國防方面的作用。
第三章回顧了全球化社會中技術競爭的廣泛概念,并介紹了中國作為一個崛起的大國和國際競爭者的地位。它描述了為什么這種技術從個人到國家的角度都很重要,這種技術競賽與太空競賽有什么不同,并從廣泛的地緣政治方面研究了中國是什么樣的行為者。
第四章研究了軍事航空如何納入NAI以及自主無人機將如何改變戰斗空間。本章重點關注美國已經在進行的具體人工智能進展,并將其應用于空域,以解釋天空中的狹義人工智能是如何成為首次打擊和保持對對手的戰略優勢的關鍵。
第五章對比了美國和中國為贏得這場技術競賽所追求的架構設計。這些對比包括每個國家的立法和基礎組織,知識產權保護,以及政府與私人產業和教育部門在實現人工智能首要地位方面的互動。
第六章從風險投資(VC)與政府支出的角度分析了人工智能的融資,討論了國防部門的人工智能技術的收購過程,并比較了每個國家之間的現有貨幣數據。
第七章研究了在沒有關于在戰場上使用完全自主性的國際交戰規則(ROE)的情況下,狹義的自主人工智能無人機如何呈現出錯綜復雜的道德困境。
想象力和對物理原理不斷發展的理解是未來技術能力的唯一界限,當美國陸軍將自己轉變為一支能夠在多域作戰(MDO)中占主導地位的部隊時,技術在建立和保持對敵手的優勢方面的作用就會增加。美國的政府機構包含了一些組織,負責資助、研究、開發并在新技術增長時將其納入部隊。本專著描述了目前正在開發的能力,這些能力將作為下一代概念的基礎,目前只存在于科幻小說中,但現實中卻有可能實現。它概述了這些進展中的技術所提供的潛在機會,以及它們如何能夠融入所有領域的未來作戰環境。
隨著美國國防部(DoD)從大規模戰斗行動概念向多域作戰(MDO)和聯合全域作戰過渡,對跨領域技術整合的重視程度繼續提高。公共和私營部門的研究和開發組織已經從關注具體的能力轉向提供基本概念的創新,正如陸軍優先研究領域中所概述的那樣(見圖1)。雖然這些優先事項是陸軍特有的,但國防部的其他部門也在為技術創新投入大量資源。
圖 1. 美陸軍優先研究領域。美國陸軍,“2019 年陸軍現代化戰略:投資未來”。
2019年正式成立的美國太空部隊(USSF),在其預算撥款中包括89億美元用于發展天基系統技術。 作為領導將新技術納入空間領域當前和未來擬議戰爭概念的軍事機構,USSF占據了一個不斷發展以滿足作戰環境變化的角色。在短期內,其余領域的更多能力將依賴于空間領域的資產,并推動對技術能力和效率的要求呈指數級增長。美國防部或整個美國政府的任何作戰組織都沒有智力或財政能力來單獨管理這一巨大的任務。與私營企業的緊密合作提供了美國所需的優勢,以保持對其對手的相對優勢。
民用技術的軍事應用和軍用技術的民用應用通過連接兩個平行的研究軌道和匯集關鍵資源如突破、設施和資金來加速發展進程。美國的幾家私營公司已經有專門的部門與政府合作,使雙方受益。作為洛克希德-馬丁公司的一部分,臭鼬工廠負責開發標志性的軍用飛機,如F-117夜鷹和SR-71黑鳥,而雷神技術實驗室創造了愛國者導彈,至今仍是國家防空計劃的基石。私營企業和軍方官員之間的持續合作也改善了技術預測,使規劃者有能力建立起納入仍在開發管道中的概念的途徑,甚至在它們準備投入使用之前。
在本專著中,對未來軍事規劃者來說,最后也是最關鍵的難題是如何在中期和長期將預測能力整合到作戰方法中。等到概念經歷了研究、開發、測試、原型設計和規模生產的完整周期后再考慮其效果,會使美國部隊落后于曲線,并處于持續的反應狀態,特別是在與俄羅斯和中國這樣的全球技術大國競爭時。未來的鑄造過程必須是連續的和迭代的。適應性強的計劃,具有圍繞發展中的突然延遲或進展進行調整的靈活性,比依賴線性進展的概念保持優勢。將 "鞭打 "事件的可能性傳達給高級領導人和政治家,以緩和期望,并減少那些不熟悉技術的細微差別的人的摩擦。
美國國防機構如何利用并迅速整合技術進步,以在多域作戰框架內獲得并保持競爭優勢?
負責開發下一代全域聯合作戰概念的戰地級規劃人員需要采用一個反復的、持續的規劃過程,考慮到理論上可能的、但目前還沒有的、與所有領域相互依賴的技術,以集中資源分配和從目前到未來作戰環境的未來預測路徑。
本專著包括四個不同的研究和思考階段,大致遵循軍隊設計方法學的概念。因此,第一部分試圖了解創新技術的現狀,從而了解軌道和軌道外競爭的技術作戰環境。發展存在于整個美國戰爭機器從概念到原型生產的連續過程中,一些進步來自非軍事應用,如通信、金融和體育產業。第二,研究哪些非保密技術有待于相對迫切的實施。即使在起步階段,新概念的簡單應用也會在多領域的戰場上帶來作戰優勢,而來自真實世界的反饋和數據支持進一步的完善。
在已知的物理學和應用科學的限制下,對現在和可能的空間進行了略微緩和但雄心勃勃的介紹,為未來三十年設定了目標桿。計算能力、材料科學和效率的線性增長阻礙了這些崇高目標的實現。然而,如果能力的增長保持過去幾十年的指數增長(見圖2),本專著中所探討的所有概念都是可以掌握的。最后,本研究以一個簡短的未來戰爭的虛構場景作為結束,該場景展示了戰略和作戰能力在戰術領域的整合,加強了它們與未來戰士在MDO的五個現有領域以及未來可能存在的地外領域的相關性。該方案提出了一個可能的理論終結狀態,以在10到15年的規劃范圍內建立一個作戰方法。然而,這很可能只是物理學和想象力極限競賽中的一個快照。
圖2. 隨著時間的推移,技術能力呈指數增長。
本專著主要關注軌道和軌道外的競爭,包括對所探討的能力有重大影響的地面節點和系統。最終的勝利或失敗,即使是在未來的沖突中,也將極大地影響地面人口,即交戰國的公民。他們將掙扎著在戰爭的附帶影響下生存,同時也會受到氣候變化、人口過剩、食物和水匱乏的日益嚴重的影響。
自1987年成立以來,美國貿易委員會一直是美國力量投射的一個重要的授權組織。對作戰人員的成功支持來自于對其流程的不斷完善和優化,以最大限度地提高運輸效率。在過去30年的戰爭中,美國運輸委員會的表現驗證了其模式的有效性,但未來的戰爭可能需要重新評估美國運輸委員會支持未來戰斗的能力。
聯合全域作戰(JADO)是用來描述美國未來戰爭方式的總稱。雖然JADO仍處于概念發展階段,但它從根本上改變了各領域之間的整合水平以及在戰斗空間產生效果的速度。JADO的革命性變化是為了應對美國對手開發的日益強大和擴散的反介入/區域拒止(A2/AD)系統。A2/AD的威力在于其目標是使美國目前的戰爭方式的執行成本過高。這些變化和威脅的結合是美國國防部關注的源泉,它已經優化了自己,以支持目前形式的戰爭。本專著的目的是分析聯合服務界所設想的新的JADO概念,以及A2/AD對運輸業務的威脅,并確定USTRANSCOM必須尋求協調的挑戰,以便在未來的沖突中保持償付能力和可靠性。
不斷發展的聯合全域作戰(JADO)概念是美國未來戰爭方式的迷人發展,但其行動的性質和他們試圖擊敗的威脅使人質疑美國運輸司令部(USTRANSCOM)是否有適當的資源和組織來維持未來的行動。JADO遵循美國作戰理論的歷史進程,不斷發展各部門和各領域之間更多的整合力量。然而,JADO超越了單純的消除沖突、協調和整合。JADO尋求真正利用戰爭的時間性,為敵方部隊同時產生多個問題,并具有實時態勢感知能力,以識別并隨后從一個領域產生效果,從而利用固有的不對稱優勢。戰爭領域之間的整合將比美軍內部所見的更加緊密,而且行動的節奏將比目前的能力快得多。為了使JADO成為現實,必須進行技術投資并加以實現。除此之外,聯合部隊內的作戰理論將不得不被改寫,以反映在未來戰斗中釋放JADO潛力所必需的最佳實踐。所有這些都相當于一個革命性的舉措,專注于重塑美國的戰爭方式。所有領域的作戰單位將不得不調整他們的操作方法,以保持在該框架內的功能,并提供系統所需的效果。盡管許多文獻和討論都圍繞著作戰部隊將經歷和必須適應的變化,但為確保作戰部隊得到后勤支持而依賴的維持力量卻很少受到關注。
美國貿易委員會維持未來作戰行動的能力對美國的力量投射至關重要。這一任務的失敗將使美國的作戰能力失去效力。美軍所能帶來的戰斗力確實令人矚目,但這種力量只有在戰斗指揮官能夠將其移至對手的射程之內并在其就位后得以維持時才能使用。在美軍歷史上的絕大多數時間里,在北美和全球范圍內部署和維持作戰部隊的能力都取得了驚人的成功。這種成功在未來是不可能的,因為不祥的跡象表明,美國國防部的任務效率面臨著重大挑戰。反介入/區域拒止(A2/AD)的能力正在一些美國最強大的對手的軍隊中擴散開來。A2/AD試圖瞄準并破壞美國國防機構中對其功能效力至關重要的關鍵部分。 A2/AD對美國向國外投射力量的能力構成了嚴重威脅,而JADO是對這一挑戰的直接回應。從美國國防部的角度來看,它必須像聯合部隊的其他成員一樣,確保它對A2/AD的威脅保持彈性。
必須盡早發現美國貿易委員會模式中的潛在缺陷,以確定可行的解決方案,并在JADO技術的開發和實戰中留出時間采用這些解決方案。這一挑戰不是小任務。JADO的作戰概念是非常不穩定的,在其框架發展過程中,已經在多個方面發生了實質性變化。對JADO將成為什么缺乏清晰的認識的一個重要原因是聯合軍種之間對它應該演變成什么沒有共識。每個部門都設想了一個版本的JADO,并在概念上將聯合伙伴的活動納入其框架。雖然JADO的愿景并非完全不相容,但各軍種的概念之間確實存在實質性的差異。因此,每一種模式都會給美國運輸司令部帶來獨特的挑戰,因為它必須與任何選定的概念完美銜接,為作戰指揮官提供必要的運輸支持標準。美國貿易委員會作為一個功能性作戰司令部,在任何未來的美國戰爭中都要發揮作用。因此,對于聯合部隊的有效性來說,USTRANSCOM作為一個組織的整合和發展必須被納入JADO的發展過程。在一個全新的結構下運作時,假設后勤支持的有效性和可靠性會給聯合部隊帶來黑天鵝式的失敗風險。納西姆-塔勒布(Nassim Taleb)將黑天鵝描述為產生巨大影響且無法預料的事件。美國空軍司令部的重點資本投資和理論變革必須與聯合部隊的發展保持同步,以確保司令部隨時準備在他們選擇的時間和地點支持未來的作戰人員。
下面的調查旨在確定USTRANSCOM必須評估哪些作戰要求,以便在未來的JADO概念中保持有效并在與同行對手的戰斗中保持彈性。調查將從對有關該主題的相關文獻的回顧、有關美國貿易委員會模式和處置的證據供參考、對JADO的不同服務概念的簡要描述、對美國貿易委員會與JADO的兼容性和對A2/AD的脆弱性的分析,以及解決新出現的問題的建議等方面展開。JADO和A2/AD的結合給美國貿易委員會帶來了一個與其當前運作框架和近期歷史相異的未來運作環境。由于其作為聯合部隊的分配和部署過程所有者(DPO)的不可或缺的作用,至關重要的是根據聯合部隊的擬議變化來評估USTR的部隊態勢和行動理論,以確定該組織必須如何共同發展。
本專著分析了為聯合全域作戰(JADO)組織、訓練和裝備空軍特種作戰(AFSPECWAR)武器系統的挑戰。2017年,美空軍參謀長(CSAF)實施了戰場空軍部隊改進計劃(BA FIP),以增加戰備和提高殺傷力。該倡議旨在整合空軍特戰部隊,以實現統一行動,并為戰略效果提供不對稱的空中力量優勢。作為一個武器系統,AFSPECWAR的愿景是提供一個整體的能力,執行全球接入、精確打擊和人員恢復。盡管美國空軍(USAF)在2019年建立了一個局(HAF/A3S),但AFSPECWAR面臨著組織、理論和資源方面的挑戰,限制了其在聯合行動中作為連接組織的能力。AFSPECWAR需要組織變革和持久的機構投資,以確保美國空軍能夠投射空中、太空和網絡空間能力以支持聯合部隊和國家目標。
美國空軍提供行動和機動自由的能力是對聯合部隊進行聯合全域作戰(JADO)能力的一個重要貢獻。在高度競爭的環境中,實現全球準入,實現空中優勢,擊敗反介入/區域封鎖(A2AD)系統和綜合防空(IAD)網絡,整合致命和非致命火力,以及營救或恢復人員以拒絕敵人的利用,都是至關重要的能力。通過利用AFSPECWAR,美國空軍可以創建解決方案來推進戰略目標,同時將任務風險降到最低。
2017年戰場空軍部隊改進計劃(BA FIP)報告指出,AFSPECWAR的組織結構是有效部署的障礙。盡管采取了重組和整合部隊的初步行動,但作為聯合部隊的推動者,AFSPECWAR缺乏一個連貫的任務集、綜合的理論和整體的部署。 在前CSAF司令戈德費恩將軍的戰略要求的基礎上,現任CSAF司令查爾斯-布朗(Charles Q. Brown)將軍在一份題為 "加速變革或失去 "的備忘錄中闡明了他對美國空軍的指導。布朗警告說,美國空軍不適應將增加任務和部隊的風險。美國空軍必須繼續評估和調整內部部隊結構,以實現互操作性,在全球范圍內擴大其部隊網絡,并制定新的作戰概念,以提高聯合防務的殺傷力。
AFSPECWAR的部隊結構和零散的作戰概念與以前和現在CSAF的戰略指導和意圖相沖突。需要采取緊急行動來解決AFSPECWAR的不足,進一步拖延 "加速變革或失去 "會增加部隊和美國競爭、威懾和獲勝能力的風險。
這本專著是為兩個受眾準備的。首先,是AFSPECWAR社區和它的作戰能力者。戰略環境要求AFSPECWAR通過發展作為綜合團隊的專業知識,而不是不同組織的單一能力來最大限度地發揮其效用。應該考慮在AFSPECWAR企業中增加以地面為中心的美國空軍能力,包括爆炸物處理(EOD),生存逃避抵抗逃亡(SERE)專家,以及特別選擇的安全部隊(SF)和軍事工作犬(MWD)。這些作戰能力提供了快速適應基地的選擇,增強了靈活性,并實現了敏捷作戰(ACE)和攻擊下的后勤(LUA)等新興概念。AFSPECWAR領導人必須優先考慮招募、培訓和評估高質量的候選人,以實現規模和效率的增長。
第二,本專著旨在向戰略家、學者、聯合和軍種高級領導人以及機構間合作伙伴介紹AFSPECWAR的能力。戰略競爭推動了美國防部的優先事項,需要 "增加和持續投資"。2018年國防戰略(NDS)確定需要建立 "有爭議環境中的聯合殺傷力",有能力 "打擊對手空中和導彈防御網絡內的不同目標",并通過較小的機動部隊投資于 "前沿部隊的機動性和態勢復原力",這些部隊可以 "在受到攻擊時跨領域部署、生存、運作、機動和再生"。如果整體部署,AFSPECWAR擁有這些能力來滿足聯合部隊的需求,并支持美國空軍的作戰敏捷性概念。
聯合部隊指揮官(JFC)組織部隊以最大限度地提高反應能力,發展有效的指揮和控制,并促進統一指揮以執行聯合行動。 作為聯合部隊的一個組成部分,美國空軍(USAF)通過其五個核心任務提供持久的空中力量能力。空中優勢、全球打擊、快速全球機動性、指揮和控制(C2)以及情報、監視和偵查(ISR)。通過這些任務,美國空軍擁有獨特的能力來監測對手的行動,快速部署部隊,威懾競爭對手,并打擊敵人的目標。要保持在這些任務中取得成功的能力,需要持續的技術創新,靈活的部隊結構和發展作戰能力。
2018年國防戰略(NDS)和2021年臨時國家安全戰略(NSS)將美國的國防重點從全球反恐戰爭(GWOT)轉向戰略競爭,特別是關注來自俄羅斯等大國的威脅。俄羅斯等試圖通過利用國家權力的外交、信息、軍事和經濟手段來擴大其影響范圍并重塑國際規范。在追求全球優勢的過程中,大國的脅迫以及快速的軍事現代化,越來越多地威脅到美國的利益以及印度洋-太平洋地區以外的伙伴和盟國的主權。
俄羅斯愿意入侵烏克蘭和格魯吉亞的主權領土,并利用網絡和信息戰能力詆毀格魯吉亞、羅馬尼亞、烏克蘭和摩爾多瓦的民主機構,這種模式威脅著歐洲的穩定和安全。俄羅斯對北約盟國的顛覆,非傳統戰爭和軍事能力的擴張,以及影響和操縱歐洲國家和前蘇聯國家政治的能力,對美國的利益構成了直接威脅。
區域和國際權力斗爭,加上武裝的非國家行為者的擴散,以及對新興技術的不斷擴展,提供了一系列的安全威脅。行動環境的特點是快速變化和不可預測,現在不清楚,未來不確定。戰略競爭要求國防部(DOD)重新調整美國國防戰略、計劃和方案,以更好地準備和整合聯合部隊。這包括現有能力和部隊態勢的現代化,增加武器系統開發的創新和速度,實施新的采購政策,以及與美國機構間合作伙伴同步,在戰役計劃中運用國家力量的所有要素。
在《國家安全戰略》中,總統聲稱,美國將采用 "外交作為我們的第一手段",并作為與世界接觸和管理威脅的主要手段,但外交必須源于權力、信心和實力的地位。在最近的歷史上,美國軍隊享有領域優勢,有能力在海外部署和集結部隊開展行動。今天,美軍面臨著有爭議的領域,這些領域考驗著美軍保持均勢或實現優勢的能力
美國防部的戰略轉變,從傳統的要么和平要么戰爭的視角,轉向合作、低于武裝沖突水平的競爭以及與競爭對手的武裝沖突的競爭連續體框架,更加強調綜合和靈活的戰役。 新的作戰概念尋求對抗俄羅斯在歐洲的侵略和在全球的惡性影響,以及中國在印度-太平洋地區不斷擴大的反介入/區域封鎖(A2AD)能力。雖然聯合部隊專注于聯合全域作戰(JADO),但具體軍種的作戰概念旨在同步美國的軍事能力,并在陸地、空中、海上、太空和網絡/電磁頻譜領域分配部隊,此外還獲得和保持信息優勢。部隊的分布提供了行動自由,增強了網絡的生存能力,提高了對形勢的認識,并改善了決策。這些能力在各領域的融合 "給對手帶來了多種困境",并降低了行動節奏,"使聯合部隊能夠在對手的決策周期內行動"。這種 "協同使用增強了有效性,并產生了通過單一領域行動不容易實現的選擇",同時減少了美國部隊的脆弱性。
JADO的理論依據是空軍理論家約翰-博伊德的OODA循環(觀察、定向、決定、行動),強調通過操縱對手處理反饋的能力來破壞他們的物理和認知節奏,從而降低適應的速度和能力。然而,操作JADO的主要挑戰在于聯合部隊處理 "大量數據為可操作情報 "的能力,以同步和C2行動。
為了應對這一挑戰,軍方指定美國空軍作為全域聯合指揮與控制(JADC2)的執行機構,負責開發技術、政策、理論和要求,這些將被納入未來的聯合作戰概念。JADC2被定義為 "將決定迅速轉化為行動的決策藝術和科學,JADC2利用各種能力在競爭和沖突中實現作戰和信息優勢"。國防部設想JADC2為聯合部隊創建一個 "物聯網 "網絡,將 "眾多傳感器 "與武器系統連接起來,并利用人工智能實現同步的信息共享和溝通。通過建立對作戰環境的共同理解,JADC2使指揮官能夠做出時間緊迫的決策。快速決策為對手制造了困境,同時也為聯合部隊指揮官提供了協調行使權力、整合規劃或同步效果的選擇。
美國空軍擁有獨特的能力,可以同時進行ISR,提供空中機動性以快速部署部隊,并打擊戰略目標。它在維護核三系統的兩條腿方面的作用要求美國空軍規劃和執行許多靈活的威懾選擇(FDO),并支持一系列的危機反應。此外,"綜合威懾 "的概念將成為2022年國家發展戰略的基礎,它要求在所有作戰領域、行動區以及 "從高強度戰爭到灰色地帶行動的沖突范圍內 "進行整合。2022年印度-太平洋戰略同樣強調綜合威懾是美國 "推動倡議并加強威懾和反脅迫努力,如改變領土邊界或破壞主權國家的海上權利 "的方法的基石。鑒于支持快速、全球戰斗力投射和JADC2的核心戰略任務和能力,美國空軍為綜合威懾提供了一個核心,特別是在印度太平洋地區。
美國空軍的空中、太空和網絡部隊執行其核心任務,提供全球警戒、全球覆蓋和全球力量。雖然美國空軍擁有支持聯合防務的空中、太空、網絡/電磁頻譜能力,但這些行動主要是在允許的環境下進行的,沒有受到有爭議的環境的影響。美國空軍發現,其支持能力和作戰概念沒有足夠的互操作性,通信速度也不夠敏捷,無法滿足預期的未來作戰環境的需要。
2017年,空軍參謀長大衛-L-戈德費恩將軍(CSAF,2016-2020年)認識到,美國空軍沒有充分利用陸域來執行其核心任務以支持聯合部隊。由于多域戰場對美國空軍的資產構成了關鍵的脆弱性,CSAF確定戰場空軍人員(BA)群體需要轉型。CSAF指示空軍總部(HAF)開展一項部隊改進計劃(FIP),為未來發展BA部隊并提供資源,優化BA事業的全部能力,并使BA部隊及其組織結構與美國空軍的未來作戰理念保持一致。
在2017年8月至2018年7月期間,HAF領導80名BA FIP團隊成員組織成職能工作組(FWG),進行了800多次同行訪談,并審查了四個職能領域的1600多份調查答復:招募、生產、就業和維持。BA FIP報告確定了165項建議,后來被歸類為28個行動項目,以改善BA部隊的任務、文化、組織、領導、招募、資源和培訓。2018年7月,《2030年BA愿景》將這些行動項目和確定的解決方案編入美國空軍的戰略要務,在四個關鍵領域優化BA部隊:組織、培訓、資源和人員表現。《2030年BA愿景》還確定了使部隊結構現代化以實現NDS目標的必要性。這導致了基于人的武器系統的概念,以作為美國空軍的地面機動要素。2019年4月,隨著空軍特種作戰(AFSPECWAR)武器系統的啟動,這一作戰概念得以實現。
作為美國空軍唯一的進攻性地面部隊,AFSPECWAR "專門在敵對的、被拒絕的和政治敏感的環境中進行空中-地面-空間-網絡整合,以實現空中、空間和網絡優勢"。AFSPECWAR《2030年愿景》承認擴大空中力量優勢的戰略必要性,同時為聯合部隊提供直接支持,以最大限度地提高靈活性并減少生命和資源的損失。AFSPECWAR提供了一個以空軍為重點的跨軍種和跨領域的連接組織,其有機選擇是 "1)獲得全球準入;2)執行精確打擊;和3)進行人員恢復。" 這種獨特的能力確保了JFC和聯合空軍司令部(CJFACC)擁有不對稱的優勢,可以開發和指定目標,為空中攔截進行直接行動和特別偵察,建立空中基礎設施,訓練代理人員進行直接打擊,并加強現有的人員恢復架構。
盡管2019年命名規則從BA改為AFSPECWAR,并且特種作戰氣象技術員(SOWT)的任務重點發生了微妙的變化,現在稱為特種偵察(SR),但BA 2030年愿景的變化并沒有增強作戰能力或降低風險。截至2022年,AFSPECWAR部隊仍然分散在多個主要指揮部(MAJCOM),分別針對全球準入、精確打擊或指定戰區的人員恢復行動等任務領域進行調整,而不是通過一個整體的武器系統來支持作戰指揮官(CCDR)。此外,AFSPECWAR部隊經常為聯合或機構間伙伴提供這些獨特的能力。
盡管有眾多的任務要求,美國空軍太平洋戰區的職業領域仍然是低密度/高需求(LD/HD)的資產。國防部長(SECDEF)指定作戰能力、單位或系統為低密度/高需求,如果評估表明它們的資金、設備或人員嚴重不足,無法完全滿足或維持區域指揮官規定的實際或預期的作戰要求。
2002年,美國國務卿拉姆斯菲爾德在談到軍事轉型以及軍隊武器和部隊的 "再平衡 "時提到了這個問題。在 "持久自由行動 "的高峰期和 "伊拉克自由行動 "前不久,美國空軍副參謀長羅伯特-H-福格萊松將軍告訴國會小組,18種武器系統被認為是LD/HD,其中戰斗搜索和救援以及戰斗控制小組最為突出。盡管LD/HD這個詞直到2002年才被使用,但這個問題在1999年北約在科索沃的空襲行動 "盟軍行動 "中出現了。1999年,約翰-P-詹普將軍告訴立法者,這些部隊已經 "捉襟見肘",美國空軍 "敏銳地感受到 "這些永久性能力的缺乏,并且 "無法像其他資產那樣重組 "這些部隊。美國空軍缺乏對這些LD/HD部隊的適當再平衡和重組的關注,降低了其為支持戰略目標而提供理想的空中力量效果的總體能力,并影響了向前推進的部隊現代化努力。
今天,AFSPECWAR在提供必要的關鍵能力以支持有爭議的環境中的JADO方面面臨嚴重的限制。如果有適當的結構和資源,"AFSPECWAR可以提供履行這一關鍵職能的工具和選擇,而其他軍種或特種部隊不能......也不應該。" 資金、設備的退化和部隊的失調提高了風險并限制了決策。AFSPECWAR需要組織變革和持久的投資,以確保美國空軍能夠在有爭議的環境中投射空中、太空和網絡空間力量以支持JADO。
本專著確定了在組織、訓練和裝備AFSPECWAR以在整個競爭過程中進行聯合全域作戰方面的挑戰。AFSPECWAR的三個角色是本研究和分析的框架:全球準入、精確打擊和人員恢復。這項研究依賴于主要和次要來源的文件,包括聯合和空軍的理論、研究和行動后報告,為案例研究的比較提供組織和行動背景。
第二部分提供了每個BA職業領域的歷史,以及其演變為今天的AFSPECWAR的歷史,包括理論發展、組織和部隊結構、培訓要求和設備采購計劃。
第三和第四部分通過對盟軍行動(1999年)和蟒蛇行動(2002年)的案例研究說明了AFSPECWAR的能力。對這些案例的結構化分析側重于全球進入、精確打擊和人員恢復行動,以及指揮和控制(C2)關系、技術和作戰使用方法等因素。
第五部分介紹了跨案例的比較,并確定了共同的主題、優勢和能力的不足之處。有關實施的建議涉及當前的行動不足、組織力量結構差距、統一指揮安排和未來能力要求。橫向案例比較框架建立了一個共同的參考標準,以確定在未來作戰環境中增強聯合部隊作戰能力的同時降低風險的潛在途徑。
附錄A包含了一個行動小插曲,描述了所需的和建議的現代化努力,以確保AFSPECWAR的組織、訓練和裝備能夠為聯合部隊提供全方位的全球接入、精確打擊和人員恢復支持,以對抗一個同行的對手。
附錄B提供了一個更徹底的檢查和詳細的歷史說明,包括今天AFSPECWAR武器系統的每個職業領域的演變。
附錄C提供了對歷史條令的分析和概述,并確定了當前適用的美國空軍和聯合部隊條令,這些條令為AFSPECWAR任務領域提供了信息和動力。
像俄羅斯等這樣的近鄰對手明白,他們無法與美國(US)競爭并贏得傳統沖突。為了使俄羅斯等能夠戰勝美國,他們通過技術進步開發了新的手段和能力,以便在戰場上取得勝利。正在開發的主要能力之一是低當量戰場核武器(LYBNWs),以便在未來的沖突中贏得對美國的勝利。美國的近鄰對手可能對美國的機動部隊發射LYBNW,以將其從戰場上消滅,不至于將沖突提升到全面核戰爭的門檻。
自任何戰爭開始以來,人類就利用武器技術的進步來增加沖突中的勝利機會。新武器系統的演變在整個歷史上的爭端中是至關重要的。能夠在現有系統或平臺上實施新技術的領導人或國家將獲得勝利。歷史上的一個典型例子是步槍和大炮在戰場上的實施發展。在1805年和1806年,拿破侖利用這兩項技術進步與騎兵相結合,贏得了關鍵的勝利,奧斯特利茨戰役就是一個例子。世界各國都把步槍和大炮與演習的混合作為戰爭的突破口。在隨后的幾年里,歐洲和世界各國都在全力以赴地按照拿破侖在耶拿戰役和其他沖突之前的方式來建設和訓練自己的軍事力量。隨著時間的推移,武器技術的演變繼續增加。下一個改變未來戰爭執行方式的武器系統是空中力量。
第一架飛機于1902年飛行,其微小的進步將空中力量限制在偵察能力上,并限制了第一次世界大戰(WWI)的空中戰斗。當時的領導人設想,飛機是未來通過空中力量對抗沖突的手段。空中力量的進步在1945年第二次世界大戰(WWII)期間取得了成果。空中力量,加上陸軍,使美國對德國具有戰略優勢。美國了解空中力量給戰場帶來的能力,即沿著敵人的交通線和主要戰線攻擊敵人的目標。空中力量使地面部隊能夠在戰場上與敵人全面交戰,以消耗德國軍隊并贏得戰爭。空中力量對二戰勝利作出貢獻的另一個例子是在對日本的太平洋戰役中。空中力量能夠在跳島任務中轟炸敵方目標,并攻擊日本本土。最終,空軍投下了原子彈,迫使日本在二戰中投降。
歷史為那些利用技術進步在戰爭中取得勝利或阻止沖突的國家提供了一個準確的畫面。前國防部長馬克-埃斯珀理解技術進步的重要性,他說:"歷史告訴我們,那些率先利用一代人的技術的人往往在未來幾年里在戰場上具有決定性的優勢。" 下一個改變戰爭方式的技術將是什么?諸如俄羅斯等這樣的對手認為擊敗美國的下一個技術進步是低當量戰場核武器(LYBNWs)。俄羅斯等設想的情景是,美國的地面部隊在戰場上機動,但防空保護有限,地形將他們引入一個巨大的殺傷箱。然后,俄羅斯等將使用混合了戰術彈道導彈(TBM)的LYBNWs來攻擊美國地面部隊和關鍵地區,如濕隙交叉點、支持區和后勤線。
美國軍方的領導人已經關注了從遠程火力、戰術核、高超音速導彈、無人機群和空間能力等廣泛的技術進步。隨著如此多的新技術擠入戰斗空間,一種能力引起了軍事和民用部門的興趣,那就是人工智能(AI)。在陸軍中,人工智能是一個未被開發的武器系統,可以成為戰爭中的下一個技術進步。人工智能將使美國陸軍在戰場上擁有手段和優勢,就像大炮和空軍一樣。此外,人工智能將協助美國陸軍在大規模戰斗中檢測、分類和使LYBNW失效。
美國的近鄰顧問正在不斷地嘗試開發下一個武器系統,以使他們在戰場上獲得優勢,從而在戰爭中獲勝。俄羅斯正在開發高超音速武器;與此同時,中國利用遠程精確射擊來與敵人保持距離。然而,這兩種威脅都以LYBNW為中心努力在未來的沖突中摧毀美國的機動部隊。 目前,美國的防空平臺缺乏技術和能力來對抗大規模沖突中混有TBM的LYBNW的新威脅。
本專著旨在提供將人工智能整合到陸軍防空系統中以擊敗LYBNWs的方案。首先,本專著將通過歷史的視角來說明發展技術進步并將其整合到現有系統中對在戰場上或戰爭中取得勝利是多么重要。用于研究的主要武器系統是大炮、空氣動力和核武器。通過歷史分析,讀者可以預見,美國必須繼續發展技術進步,特別是在人工智能方面,以便對未來的沖突產生積極影響。其次,該專著重點介紹了美國陸軍目前和未來的防空平臺,以備戰事。這部分調查讓讀者了解系統的能力和局限性,以了解防空作戰環境和導致需要綜合人工智能的不足之處。第三,該專著重點介紹了目前民用和軍用部門的算法和平臺的人工智能能力。這些算法提供了對機器學習能力的洞察力,以便在人工智能平臺上與當前的系統結合起來提出建議。最后,該論文集中討論了整合的建議和對自主人工智能系統的需求,以擊敗LYBNWs。
這項研究對美國陸軍來說很重要,因為近似的建議開發了新的和增強的導彈平臺以贏得未來的沖突,特別是LYBNWs。這些武器系統的出現正在慢慢超過美國陸軍目前的防空系統。這項研究提供了一個行動方案,通過將人工智能與目前的平臺結合起來,提供增強的防空覆蓋,從而重新獲得優勢。同時,為自主武器系統的建立留出時間。在綜合防空導彈防御系統(IAMD)中利用人工智能能力可提供早期預警、交戰速度、瞄準威脅的距離,更重要的是,可提供威懾。防空系統一旦部署到一個行動區,就會對世界大國產生威懾力。人工智能的增強提高了美國威懾或擊敗侵略的能力,并保留了陸地部隊。
本專著追求的是確定美國陸軍如何能夠建立對定位導航和授時的共同作戰理解。規劃人員、分析人員和戰略人員必須了解如何實施空間使能因素和能力,以應對有爭議的作戰環境中的挑戰。最重要的是,本專著試圖回答美國陸軍將如何在未來的多域作戰中減輕定位導航和授時(PNT)的不利影響的問題。空間使能器對于成功彌補BCT級別的空間作戰差距以應對PNT戰爭中的近距離威脅是至關重要的。了解美國陸軍在MDO期間如何針對近距離對手開展行動,對于未來的任務規劃至關重要,這將使美國陸軍在多域作戰中應對作戰挑戰并保持作戰優勢。該專著將提供背景資料,確定美國陸軍在被拒絕、降級和中斷的空間作戰環境(D3SOE)中的GPS所面臨的當前問題,適用于PNT的當前文獻,并分析當前PNT的能力和局限性。最后,它的結論是關于美國陸軍必須如何認識到MDO的未來影響,并確定將阻礙美國陸軍未來行動的任何執行的脆弱性的建議。
在當前的信息和技術時代,世界人口已變得越來越依賴實時數據。無論是手機、電視,甚至是電力,技術已經成為地球上日常生活中提供實時信息的主力軍。隨著這種技術全球化的增加,對美國國家安全的挑戰和保護美國國內外利益的復雜性也在增加。美國繼續在有爭議的作戰環境中投射力量。美國在被拒絕的、退化的和被破壞的作戰環境中通過空間能力投射力量的能力不能僅僅停留在戰略領域,還必須延伸到作戰和戰術層面。
今天,近在咫尺的對手威脅,特別是中國和俄羅斯,正在與美國進行一場越來越復雜的技術競賽。國防空間戰略(DSS)總結提出,由于俄羅斯等大國開發、測試和部署反空間能力及其相關的軍事理論,以便在沖突中延伸到空間,因此構成最大的戰略威脅。這與其說是創造最主要和最致命的武器的競賽,不如說是一場更專注于如何拒絕對手能力的競賽。了解到這些空間支持行動的戰略利益,外國政府正在發展威脅他人使用空間能力的能力。中國和俄羅斯各自將空間武器化,作為降低美國和盟國軍事效力和挑戰美國空間行動自由的手段。
這種拒絕對手能力的技術競賽可能導致信息傳遞的 "內容 "和 "方式 "的范式轉變。拒絕信息傳遞是信息作戰(IO)和多域作戰(MDO)的最前沿。美國陸軍目前在作戰層面上面臨的問題是對定位、導航和授時(PNT)以及空間能力如何在退化、中斷或被拒絕的作戰環境中實現任務規劃和執行缺乏共識。美國陸軍必須了解PNT戰爭如何在作戰環境中發生,以及如何在未來的MDO期間減少所有梯隊對PNT戰爭的敵對使用。
三種不同的基本能力的組合定義了PNT。定位是指在標準大地測量系統(如1984年世界大地測量系統或WGS84)中準確和精確地確定一個人的位置和方向的能力,或在需要時確定三維位置。導航是確定當前和所需位置(相對或絕對)的能力,并應用于修正航線、方向和速度,以達到世界上任何地方的所需位置,從地下到表面,從表面到空間。計時是指在世界任何地方并在用戶定義的及時性參數范圍內,從一個標準(協調世界時或UTC)獲得并保持準確和精確的時間的能力。計時還包括時間轉移。
授時是PNT的關鍵。它是定位和導航的基礎。GPS的定位和導航數據來自接收設備的授時信號。全球的用戶完全依靠美國空軍維護的衛星群來獲得授時信息。
由于平民依賴PNT,即目前現代技術的支柱,美國軍隊也極其依賴PNT及其能力。廣泛依賴衛星信號進行導航和計時,使美國的關鍵基礎設施和經濟活動處于危險之中。
從戰術層面上進行徒步巡邏的步兵到進行聯合演習的海軍艦艇,甚至是在戰略層面上投擲精確制導炸彈的B-52 "斷頭臺",這些行動的成功執行所需的精確位置的計算都使用PNT。PNT的中斷可能有能力阻止美國軍隊的行動。人們越來越關注對手破壞GPS信號的方法和手段,從而使美軍無法獲得實現 "美國戰爭方式 "的定位和導航信息。美軍必須對付這些對手的措施,以便在被拒絕的、退化的和被破壞的空間作戰環境(D3SOE)中有效運作。
在D3SOE中有效運作依賴于幾個維持連接網絡的天基系統。天基系統和不受阻礙的空間訪問對國家的經濟福祉越來越關鍵,并與美國的國家安全相關聯。美國陸軍依靠空間能力來實現和加強陸地戰爭;幾乎每一個陸軍和聯合行動都受益于這些能力。了解這些涉及的復雜系統的風險將產生一種保護美國利益的預防行動的緊迫感。
基于空間的能力是軍事、商業和民用部門的一個組成部分。目前美國的空間政策闡明了基礎活動,通過加強機構間和商業伙伴關系來改善空間系統的開發和采購。長期存在的空間技術和成本障礙正在下降,這使得更多的國家和商業公司能夠參與到衛星建造、空間發射、空間探索和人類太空飛行中。私人商業公司Space X最近公布了其空間計劃。這可能促進美國商業空間能力和服務的新市場機會,包括依賴美國政府提供的空間系統的商業應用。促進商業應用對有保障的PNT的依賴,可以利用美國的能力來增強和鼓勵新興技術和空間能力的民用和軍用互操作性。鑒于上述概述,本專論將討論在美國陸軍作戰計劃中理解PNT的重要性。
美國陸軍將如何在未來的多域作戰 (MDO) 中減輕 PNT 戰爭的影響?
美國陸軍要求重點支持有保障的PNT和緩解技術,這可能使美國陸軍在MDO期間應對作戰挑戰并保持作戰優勢。為了應對有保障的PNT所面臨的近似挑戰,美國陸軍必須找到新的和全面的方法,通過同時使用其他作戰領域,如網絡戰和電子戰,來減少對計時系統的威脅。這也意味著要建立一個防御性的時間基礎設施和網絡,以維護和改善友好的授時源和授時分配,重點是精確授時的廣泛用途。在GPS被屏蔽的環境中,確保準確的PNT信息被傳遞給作戰人員是絕對關鍵的。為了采用這些技術,并有效地應對近距離的威脅,美國陸軍必須在作戰層面上提高整個部隊對空間能力和促進因素的共同理解。
美國陸軍必須認識到MDO的未來影響,并確定將阻礙美國陸軍未來行動的任何執行的弱點。了解美國陸軍在MDO期間如何對近距離的對手開展行動,對于未來的任務規劃至關重要。MDO方法將等同于美國陸軍如何減少其目前對PNT的過度依賴,同時繼續執行和實現任務的成功。
通過條令、歷史和理論的視角,研究將集中在公開來源的非保密檔案材料、當前和歷史上的軍事學說以及理論框架,以產生一個規范性的建議來回答研究問題。訪問聯合導航戰中心(JNWC)、美國陸軍空間和導彈防御司令部(USASMDC)、美國戰略司令部(USTRATCOM)和位于科羅拉多州彼得森空軍基地(AFB)的美國空間司令部(USSPACECOM)的人員資源,將提供歷史和當前背景以及與研究問題有關的信息。這將有助于指導研究,任何發現,并提供與此主題有關的額外背景。該專著將確定當前的MDO理論,包括當前的空間作戰理論,以了解已確定的PNT脆弱性,在可能的情況下減輕,以及在空間使能器可以彌補任何操作差距的情況下未減輕。空間使能器對于在BCT層面成功彌補空間作戰差距以應對PNT戰爭期間的近距離威脅是最重要的。
本專著將特別關注解決美國陸軍應通過實施集中的系統方法來理解PNT的過程。這個過程將通過在各旅戰斗隊(BCT)實施空間使能器和空間能力來提高對PNT戰爭的作戰理解。空間能力是投射陸地力量和贏得近距離戰斗的關鍵使能因素。本專著分為四個主要部分:第一部分是導言,包括背景信息,指出美國陸軍在D3SOE中面臨的GPS問題;第二部分提供適用于PNT戰爭的當前理論,以及對當前PNT戰爭能力和限制的理解;第三部分分析美國陸軍目前如何計劃和執行MDO;第四部分總結了影響、建議,以及必須進行的額外研究。
2022 年 10 月 11 日,美國陸軍發布了一份綜合數據計劃(ADP),這是一種全軍范圍內改進數據管理以確保陸軍成為以數據為中心的組織的方法。
該計劃是一項為期三年的工作,將改善整個陸軍的數據管理、數據治理和數據分析。作戰任務是陸軍數據計劃的當前重點。ADP 在該任務領域的成果是通過進行必要的更改來確保作戰人員的數據得到正確管理和使用,從而為作戰人員提供優勢。陸軍已經開始對數據管理能力、工具和模型進行原型設計,以實現這一目標。
陸軍首席信息官 Raj Iyer 博士說:“數據以及如何在所有梯隊中整合這些數據以實現真正快速、敏捷的決策,才是真正為陸軍提供其在未來戰爭中所需的競爭優勢的關鍵。”
數據和數據分析將為 2030 年的陸軍提供動力。士兵將需要在正確的時間和正確的地點獲得正確的數據,以便在每個梯隊做出更快、更好的決策——以超越任何對手的思維和步伐。
與早期的軍事行動相比,現在的戰爭范圍更大且范圍不斷擴大。作為聯合全域作戰的一部分,多域作戰是陸軍必須準備并贏得下一場戰斗的地方。這是一個數據豐富的環境。
每個領域都有自己的信息和數據流,一些信息來自開源情報,一些來自天基傳感器,還有一些來自網絡空間。今天的士兵和指揮官需要跨領域的綜合來主宰戰場。
ADP 概述了工作的組織并提供了總體戰略目標。它側重于中期努力,未來將被另一個更新所取代。
通過陸軍數據計劃實現這一決策優勢是陸軍的關鍵目標。
歷史已經表明,新技術可以大大改變戰爭的面貌。
今天,經歷了第四次工業革命所帶來的創新速度和技術的出現,甚至關于戰爭性質的經典克勞塞維茨理論也會受到質疑。
預計美國將在量子計算領域擁有早期優勢。然而,中國也在探索量子技術的應用,并且已經在量子通信領域超過了美國。因此,認識到量子技術及其應用的重要性,發展其整合,并理解美國《2018年國防戰略》(NDS 2018)中奠定的戰略背景,在作戰藝術的范式下考慮量子技術是非常必要的。
量子技術是一項新興技術,有可能重塑世界,并挑起一場新的軍備競賽。鑒于我們正處于量子技術的早期階段,存在這種技術為美國和她的盟友提供對對手的優勢的可能性,本專著分析了量子技術并研究了它在未來戰爭中的潛在重要性。
阿瑟-赫爾曼,"贏得量子計算的競賽"
想象一下,一臺計算機可以在不到一眨眼的時間內解決當今最快的超級計算機無法開始解鎖的數學問題。想象一下,一項技術可以讓觀察者看穿墻壁,或者看到世界上最黑暗的海洋深處。想象一下,一種技術可以建立基本上無法破解的全球網絡,同時使對手最秘密的數據瞬間透明。
所有這些都是量子計算機和量子技術的特點,它將在未來幾十年,甚至幾個世紀內定義全球信息技術的未來。它代表了現代歷史上任何一場深刻的革命,而我們正站在它的邊緣,它的所有前景--以及它的危險。
約翰-馮-諾伊曼,《擾亂宇宙》(Disturbing the Universe)
我正在思考比炸彈更重要的東西。我在思考計算機。
歷史已經表明,新技術可以大大改變戰爭的面貌。1939年,一艘德國潛艇在英國南海岸附近的英吉利海峽被俘后,英國情報人員繳獲了一臺德國英尼碼編碼機。在波蘭密碼學家的幫助下,英國專家制造了一臺破譯機,使他們能夠破譯德國的信息,從而使盟國在整個第二次世界大戰期間在戰術和行動上獲得了巨大的情報優勢。
1938年,德國化學家意外地發現了核裂變。由于擔心納粹德國會開發出原子彈,美國政府啟動了曼哈頓計劃。這個項目的目的是制造一顆原子彈,以應對納粹德國制造類似炸彈的威脅。雖然德國在六年的戰爭后向盟國投降,但太平洋地區的對日戰爭仍在繼續。日本在廣島和長崎的兩顆原子彈爆炸后才投降,結束了第二次世界大戰。
英格瑪和曼哈頓計劃都是政府的秘密項目,都有一個刻意的目的,都有科學家、數學家、物理學家和軍方的大規模合作努力。英尼碼的破譯對戰爭的進行產生了重大影響,而曼哈頓計劃則強烈地影響了戰爭的結果,并誘發了更廣泛的戰略影響,這些影響至今仍然存在。
今天,經歷了創新的速度和第四次工業革命所帶來的技術的出現,關于戰爭性質的經典克勞塞維茨理論受到了前所未有的質疑。目前,商業公司正在與重要的大學研究團隊合作,研究量子技術的潛力。量子技術應用的一個最重要的例子是量子計算。
摩爾定律指出,計算機的處理能力將每兩年翻一番。然而,根據物理學標準教科書《量子計算和量子信息》的作者邁克爾-A-尼爾森和艾薩克-L-莊的說法,處理能力的增長正在放緩,摩爾定律預計將在2020年左右結束。因此,Nielsen和Chuang建議,"對于摩爾定律最終失效所帶來的問題,一個可能的解決方案是轉向一個不同的計算范式。量子計算理論提供了這樣一種范式,它是基于使用量子力學,而不是經典物理學的想法"。
盡管今天的量子計算機還不能與傳統計算機競爭,但量子專家預計,量子計算機將在2025年至2030年之間通過 "量子至上 "的節點。 初步跡象表明,量子計算機有可能搜索大量的數據,并比經典計算機更快地解決問題。此外,量子計算機可以打破密碼系統,促進人工智能(AI),并確保通信安全。
預計美國將在量子計算領域擁有早期優勢。行業領先的公司,如谷歌、微軟和IBM,至少在不久的將來應該繼續在美國發展這一概念。然而,中國也在探索量子技術的應用,并且已經在量子通信領域超過了美國。
美國《2018年國防戰略》(NDS 2018)指出,"必須跟上進入門檻較低的行為體新技術的高速發展。"NDS 2018指出,"新的商業技術將改變社會,最終改變戰爭的特征。許多技術發展將來自于商業部門,這意味著國家競爭者和非國家行為者也將有機會獲得這些技術,這一事實有可能侵蝕美國已經習慣的常規超強對抗。"
因此,認識到量子技術及其應用的重要性,發展其整合,并理解NDS 2018中奠定的戰略背景,必須在作戰藝術的范式下考慮量子技術。量子技術是一種新興技術,有可能重塑世界,并挑起一場新的軍備競賽。鑒于量子技術的早期階段以及這種技術優勢對對手的潛在重要性,本專著分析了量子技術并研究了其在未來戰爭中的潛在重要性。
該專著分為五章。第一章列出了關于量子技術的主要內容。第二章將重點討論量子技術的當代應用和趨勢,以建立一個全面的量子技術及其潛力的觀點。第三章將解釋研究方法。專著的第四章繼續介紹了三個場景來說明量子技術在未來戰爭中的應用,最后以第五章結束。
《應用于致命性自主武器系統的任務指揮原則》,Curtis R. Michael少校,56頁。
這部專著研究了任務指揮的七項原則及其在致命性自主武器系統中的應用。像機器人和人工智能這樣的創新技術正在迅速重塑社會規范。只是在過去幾年里,美國軍方才認真考慮自主技術在戰場上的影響。隨著政治和軍事領導人處理這個新的戰爭時代,有關人類和機器在戰爭中的角色的新問題正在呈現。盡管圍繞自主系統的知識和經驗還很有限,但有一個既定的框架,即任務指揮原則,它經過了戰斗的檢驗,非常適合解決模糊性問題。任務指揮原則是使用致命自主武器的明智方法。這七項原則是幫助軍事指揮官應對復雜戰爭穩定的指導性方針。更重要的是,這些原則確保指揮官是最終的決策者,人民和信任是任務指揮的重點。信任在這個新的戰爭時代的重要性是不可低估的。信任確保了軍事行動的凝聚力和統一性。了解自主武器系統中的人機信任關系,對于釋放人機團隊的競爭優勢以及維護美國的國家安全利益至關重要。
“第一臺超智能機器是人類需要做出的最后一項發明,只要機器足夠溫順,告訴我們如何控制它。奇怪的是,這一點在科幻小說之外很少被提及。有時,認真對待科幻小說是值得的。”歐文-約翰-古德,《第一臺超智能機器》
今天,沖突的復雜特征也許比以往任何時候都更加明顯。混合戰爭、網絡攻擊和非國家行為者正在不斷地使戰斗空間變得更加不確定、動態和模糊。革命性的技術,如高超音速武器、人工智能(AI)和自主系統(AS)進一步增加了這種復雜性。商業和軍事工業對創新技術的空前依賴似乎是戰爭特征變化的催化劑,可能也是戰爭性質的催化劑。前美國國防部長吉姆-馬蒂斯在評論人工智能和戰爭這個話題時說:"我當然質疑我原來的前提,即基本性質不會改變。你現在必須質疑這一點。"隨著政治和軍事領導人小心翼翼或不顧一切地跳入這個幾乎沒有先例的戰爭新時代,關于人類和機器在戰爭中的作用的新問題在等待著他們。
2014年,前國防部副部長羅伯特-沃克和他的同事發表了一份報告,解釋了未來的戰爭會是什么樣子。他們認為,未來的戰爭將主要由無人駕駛和自主武器等機器人技術來進行。"這種走向機器人時代的主要驅動力是來自商業公司的創新,而不是由政府研究和開發項目資助的軍工綜合體。"雖然這些新技術使眾多民用行業受益,如醫療保健和金融,但軍隊以及恐怖組織越來越依賴它們。2019年9月對沙特阿拉伯能源基礎設施的襲擊就是一個例子,恐怖分子輕松地改裝了少量的無人機,破壞了該國一半的石油和天然氣生產。此外,在過去十年中,使用軍用無人機的主權國家有九十五個,增加了百分之五十八。
從商業角度來看,機器人技術和自主技術的市場已經大大增長。例如,在過去六年中,工業機器人的銷售量每年都在增加,導致全世界的機器人存量超過240萬臺。此外,2018年有1630萬臺服務機器人用于家庭用途,比前一年增加了59%。另一個說明自主技術增長趨勢的例子是自動駕駛汽車。自動駕駛汽車在商業上和軍事上都有很大的前景。用先進的傳感器套件改裝的車輛有可能消除對人類操作員的需求,或通過提高駕駛員的態勢感知來減少人為錯誤。
美國軍方利用人工智能通過致命和非致命的應用來加強國家安全。人工智能的一個非致命性應用是一個名為Maven項目的軟件套件。Maven是國防部的一個人工智能應用,它研究遙控飛機的圖像和視頻資料,目的是改善無人機的打擊。人工智能的致命應用,也被稱為致命自主武器系統(LAWS),不僅被美國軍隊使用,也被世界各地的軍隊使用。本專著將致命性自主武器系統定義為:一旦啟動,就可以在沒有人類操作員進一步干預的情況下選擇和攻擊目標。
LAWS的例子包括以色列國防軍的HARPY導彈。HARPY是一種旨在有選擇地攻擊敵方防空設施的游蕩彈藥。同樣地,美國空軍最近出動了它的第一枚自主巡航導彈--遠程反艦導彈(LRASM)。LRASM的設計是獨特的,因為它可以根據敵方軍艦的圖像識別、紅外、雷達和其他傳感器的特征,自主地探測和攻擊敵方軍艦。
美國國防部(DoD)將人工智能定義為機器執行通常需要人類智能來執行任務的能力,無論是數字還是作為自主物理系統背后的智能軟件。從本質上講,人工智能是一個處理數據以識別模式、學習、建議作戰方案或指導行動的融合系統。與商業行業一樣,軍方認識到人工智能支持的硬件和軟件的好處。
隨著自主武器的發展和使用變得突出,與它們的道德使用和可信度有關的問題將浮出水面。朱莉婭-麥克唐納和杰奎琳-施耐德進行了一項調查,顯示了目前無人駕駛飛行器的信任障礙。他們的調查顯示,聯合終端攻擊控制人員(JTAC)和聯合火力觀察員(JFO)認為無人機 "比有人駕駛的飛機風險更大,更不值得信任"。此外,他們得出結論,在 "人類與敵人直接接觸的領域,部隊不愿意將決策權交給機器"。然而,他們有限的調查確實顯示,當JTAC和JFO對無人駕駛飛機有更多的經驗時,他們更可能傾向于無人駕駛飛機。這一發現表明,經驗可能有助于解決控制人員對無人駕駛飛機的一些信任問題。
前面的例子說明了國防部的采購和企業在開發致命性自主武器系統時遇到的許多挑戰之一。軍方開發的新武器系統要經過廣泛的測試和政策審查。在某些情況下,這一過程需要多年時間才能完成。然而,這一深思熟慮和務實的過程的總體目標是推出一種有能力和強大的武器,使軍事指揮官能夠在戰場上自信地使用。致命武器系統是獨特的,因為它們挑戰了這種傳統的武器采購和部署模式。使致命性自主武器系統的開發更加復雜的是國防部的3000.09號指令。該指令指出,指揮官和作戰人員必須對武力的使用進行適當的人為判斷。指令中沒有明確界定什么是 "適當的判斷水平"。此外,在當前的作戰環境中,對手正專注于爭奪、拒絕和降低通信系統,對適當控制的理解變得更加不明確。
人工智能技術的普遍性及其在整個民用和軍用部門的廣泛增長表明,戰爭的特征正在發生變化。美國的核心政治和軍事戰略文件,國家安全戰略(NSS)和國防戰略(NDS)承認這些技術的重要性,因為他們指示美國優先考慮并保持在新興技術方面的競爭優勢。在未來的沖突中,這些新興技術將很可能超過人類的理解能力。Robert Latiff寫道,時間將更加寶貴,戰斗的純粹速度將給決策帶來壓力。考慮到未來戰爭的這一背景,軍隊應該預期軍事主動權的鐘擺將逐漸從軍事指揮官手中擺開,轉到自主代理人身上。為了在人工智能主導的戰斗空間中做好準備并取得成功,指揮官將需要把任務指揮的一些原則擴展到致命性自主武器系統。
今天的軍事行動中使用的防御系統并沒有為現代技術所能發動的攻擊做好準備。使用無人機、電子戰和其他手段造成的破壞在最近的交戰中被證明是非常致命的,如敘利亞、亞美尼亞和烏克蘭。有現成的技術以及其他需要額外研究和開發的技術,可以幫助保護北約部隊免受這些威脅。為了做好現代戰場的準備,北約部隊必須改變他們的訓練和裝備,否則將面臨巨大的減員風險。本文將探討混合戰場的威脅,并就如何更新戰術以防范這些威脅提出建議。隨著我們的部隊重新將重點從反叛亂行動轉向同行競爭者,我們的訓練和行動也需要發展。僅僅塵封冷戰時期的野戰手冊和恢復訓練中心的高強度場景對于混合戰場是不夠的。建議的變革可以而且應該迅速實施,以擊敗這些現有和新出現的威脅。
隨著新威脅的出現,現代戰場正在繼續演變,產生了被稱為 "混合戰爭"的情況。在諸如敘利亞、沙特阿拉伯、亞美尼亞和烏克蘭的沖突中,武器正在被引入或以新的方式使用。無人機正在集體或單獨進行攻擊,作為彈藥投送系統或飛行炸彈[1]-[3]。電子戰正經歷著信號干擾和定位系統(PLS)欺騙的重新崛起[4], [5]。隨著僵尸網絡傳播錯誤信息和針對關鍵基礎設施的網絡攻擊,信息戰正變得越來越突出[6]。鑒于這些威脅,北約部隊必須重新思考他們的防御措施,以保護他們的戰斗力并保持他們的機動自由。
目前的軍事實戰手冊充滿了為昨天的戰場設計的技術和戰術。偽裝設計主要是為了將部隊隱藏起來,不被人看到。戰術障礙物主要集中在對載人地面車輛和人員進行渠化、轉向或阻擋。信息傳播停留在傳單和擴音器廣播等舊媒體上。在這些舊戰術的基礎上,再加上二十年的戰場優勢,使得部隊對控制其電磁輻射不以為然。同行競爭者和等級較低的對手都準備使用往往具有不對稱優勢的技術,而且成本相對較低。如果我們不調整我們的防御措施以適應這些新的威脅,那么我們目前的軍事優勢就會消失殆盡。
為了保護我們的部隊,我們必須專注于最大的威脅。第一次世界大戰前,在頭頂上挖掘戰斗陣地的做法并不常見,因為大炮并不是后來的傷亡制造者。在這種情況下,戰術的演變是為了應對威脅。據報道,在烏克蘭和亞美尼亞-阿塞拜疆的戰斗編隊被無人機部隊迅速摧毀,這表明我們最大的威脅之一是瞄準系統。因此,偽裝戰術需要不斷發展,以對抗基于人工智能(AI)的瞄準系統。保護我們的部隊還可能涉及建立定位、導航和定時(PNT)防御系統,以逃避PNT制導的彈藥。工程方面的努力可能會轉移到建造側重于空中和地面無人機的障礙物上。需要作出新的努力來減少電磁輻射,以保護其不受測向資產和干擾系統的干擾。最后,信息戰將需要通過防止泄露情報和欺騙在線數據挖掘系統得出不正確的結論來關注行動安全和欺騙。在下面的章節中,我們將對各種技術進行研究,以提出保護我們部隊所需的潛在行動。