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美空軍研究實驗室（AFRL）的使命是為空中、太空和網絡空間部隊領導作戰技術的發現、開發和交付。為完成這一使命，空軍研究實驗室需要獲得國內外的研發（R&D）和技術人才。美國空軍后勤部的國際組合和參與方法很好地利用了國際研發和人才，但僅靠這些方法可能不足以獲取越來越多的海外研究成果。為此，美國空軍后勤部委托進行了這項研究，以探討在美國空軍后勤部目前的海外辦事處（負責考察和資助研發工作）之外，在海外實驗室建立強大的實際存在的各種方案。根據這項研究獲得的信息，提出了四項主要建議： 2) 擴大、簡化和充分利用各種方法，將 AFRL 技術人員嵌入海外實驗室；3) 開展國際合作，應對駐地研發挑戰；以及 4) 不尋求影響國際科技資金的方法。

這項研究包括六項任務：

任務 1：確定在海外實驗室建立實體機構的目標
任務 2：記錄行業和大學在海外實驗室方面的經驗
任務 3：確定在海外實驗室建立實體機構的方法
任務 4：將行業/大學的經驗與建議的目標和方法進行比較
任務 5：評估功能要求
任務 6：建議

研究要求：

美國陸軍行為與社會科學研究所（ARI）與陸軍人才管理特別工作組（ATMTF）合作，在全陸軍范圍內開展了一項軍官職位分析。這項工作的目的是確定對確保陸軍在人才管理方面做好準備至關重要的知識、技能、能力和其他特征（KSAOs）。這項合作的成果包括引入了陸軍人才屬性框架（ATAF），這是一個全面、統一和分層的陸軍 KSAO 列表。在這項工作的基礎上，確定 ATAF KSAOs 的循證測量方法被認為是陸軍人才管理的關鍵需求。為支持這項工作，當前的研究對測量規劃和規格制定過程進行了廣泛概述。此外，當前的研究還介紹了開發《陸軍衡量標準匯編》（AMC）的初步工作，這是一個包含陸軍 KSAOs 循證衡量標準的資源。

程序：

在第一階段，ARI 人員編寫了包括最佳實踐在內的測量規劃和規范流程高級教程。在第二階段，對學術、商業、政府和公共資源進行了系統審查，以確定可納入 AMC 的衡量標準。系統審查首先要確定目的、范圍、排除標準和編碼方案。接下來，ARI 人員開始對措施來源進行結構化搜索，目標是學術數據庫、商業供應商、政府研究資料庫和公共領域項目資料庫。此外，ARI 人員還與從事類似工作的其他陸軍組織進行了協調。搜索結果初步收集了 144 項措施。考慮到背景和目的、有效性和可靠性證據、內容相關性和結構對應性等標準，對這些測量方法進行了進一步評估和篩選。

研究結果：

測量規劃和開發流程概述了流程中的以下步驟：確定重要任務和職責；將任務和職責與屬性聯系起來；選擇、調整或開發測量方法；通過規范實施測量計劃。在本教程中，我們概述了陸軍人才管理專業人員在為人才管理目的謹慎選擇衡量標準的過程中應認知的關鍵因素和注意事項。在第二階段工作中，我們確定了全陸軍范圍內被評為對軍官最重要的前 30 項 KSAO 的 69 個潛在衡量標準。我們還發現了制定或調整衡量標準的機會，其中有兩種情況是我們無法找到合適的 KSAO 衡量標準。

調查結果的利用與傳播：

陸軍人才管理專業人員可以利用測量規劃和規范流程概述以及最初的 AMC，幫助選擇 ATAF 中的陸軍 KSAO。他們可以借鑒所審查的規劃流程步驟，包括關鍵考慮因素和最佳實踐，來制定自己的衡量計劃和規范。我們提供了幾種說明性工具，陸軍人才管理專業人員可利用這些工具輔助決策，包括構建關聯矩陣和按衡量標準劃分的屬性矩陣。我們描述了衡量規劃過程中的一個關鍵決策點（例如，在選擇、調整或制定衡量標準之間做出決定），并為陸軍人才管理專業人員提供了如何處理每種選擇的指南和選項。最后，我們還為尋求進一步指導的人員提供了其他信息來源。此外，陸軍人才管理專業人員可以將 AMC 作為起點，選擇用于自身衡量規劃工作的衡量標準。此外，我們的系統性審查結果還可用作陸軍內部衡量發展和改進工作的催化劑，包括制定更多的 KSAO 衡量標準、利用預測分析和建模來改進流程，以及解決人才管理研究和實踐中的衡量權衡問題。

1.加拿大聯合作戰中心的部分職責是支持加拿大空軍的聯合能力發展。為加拿大空軍開發的能力必須包括可能破壞部隊指揮和控制的新興技術。盟國和工業界對新興技術和顛覆性技術表現出了極大的興趣，認為這些技術將推動作戰行動發生不可避免的變化。加拿大聯合作戰中心的聯合作戰中心科學處已指示進行這項研究，以確保未來作戰環境中預期的新興和顛覆性技術成為審查新的指揮與控制概念的一部分。

2.加拿大和盟國對作戰環境的看法、部隊指揮與控制的實施以及新技術的擴散都發生了迅速變化，因此對每個方面進行簡要討論。對問題的這三個方面達成共識是得出正確結論的基礎。對先前完成的識別和估計新興技術和顛覆性技術影響的工作進行審查，可迅速推進這項工作。

3.在軍事組織中，對作戰環境和指揮與控制方法的變化有一定的了解。技術的變化速度和影響需要依靠盟國和行業組織的工作。北約內部的研究（包括戰略研究和較低層次的研究）、對闡明 "顛覆性"含義特別感興趣的工業界以及加拿大國防研究與發展部都被用來確定感興趣的技術，并從中選出將影響行動中指揮與控制的技術。大多數著作中都提到了一個概念，即一項技術的標簽往往意味著一個單一的項目。但事實往往并非如此，要實現顛覆性地位，還需要一系列互補技術。

4.列出單項新興技術和顛覆性技術很困難，因為有許多技術都可以被稱為新興技術或顛覆性技術。將技術歸納為更廣泛的組別，既簡化了技術范圍的工作，又不會過于簡單化。新興和顛覆性技術的五個領域預計將直接影響指揮與控制，另外兩個領域預計將改變未來作戰環境，指揮官和參謀人員在計劃和開展行動時需要適應這些變化。在這項工作中，量子技術是一個獨立于其他領域的領域，因為很難確定受影響的具體指揮與控制功能。量子技術將非常重要，但具體如何還不清楚。五加二加量子技術領域是：

a. 五：
i. 人工智能/機器學習；
ii. 物聯網
iii. 決策支持技術，如

1. 行動可視化；以及
2. 行動分析的粗略性。
   iv. 人機協作；以及
   v. 小衛星等空間技術。

b. 加二：
i. 材料技術，如

1. 為獨特應用而設計的材料；以及
2. 就地生產。
   ii. 能源技術，如
3. 電力儲存；以及
4. 獨立發電。

c. 量子技術。

5.加拿大聯合作戰中心應將這些領域的新興技術和顛覆性技術納入指揮與控制概 念研究實驗的設計和實施中。要永久性地納入這些技術，就必須將其作為中心的能力。能力開發采用結構化方法，以確保能力得到無限期支持--在這種情況下，這些能力最終將被剝離，但時間未知；因此，無限期建設是適當的。

6.新興技術和顛覆性技術有一些方面必須作為指揮與控制實驗操作環境的一部分來提供，這些技術也可能有助于實驗中的數據采集和活動分析。在發展加拿大聯合作戰中心的過程中，不應錯過利用這一機會改進實驗結構和報告的機會。

7.這項工作僅限于調查將在未來三年內產生重大影響的新興技術和顛覆性技術。雖然這可能看起來時間太短，但延長時間可能會造成一定程度的 "分析癱瘓"，而且更短的時間框架將無法提供建設能力所需的時間。用三年的時間來建設能力并繼續掃描，以便隨著時間的推移不斷發展是合適的。在三年內采購和廣泛部署技術具有挑戰性。在這項工作中，將在三年內確定并初步采購一項技術，并進一步限制該技術必須在五年內具有明顯的顛覆性用途。對于破壞性發展緩慢的技術，將不在本工作的范圍內。

8.這項工作的第二個局限性是過于關注影響指揮與控制的技術。預計在這段時間內，整個社會將發生巨大變化，但這些變化不會直接影響指揮與控制。雖然這些影響需要作為軍事行動的一部分加以解決，但這些行動在目前或預計未來指揮與控制所使用的受干擾能力下是可行的。

人們普遍認為，將機器學習融入軍事決策對于美國在 21 世紀保持軍事主導地位至關重要。機器學習的進步有可能通過提高整個國家安全企業級決策的速度、精確度和效率，極大地改變戰爭的特點。美國國防部的領導者們認識到了這一點，并正在做出大量努力，以在戰爭的戰術、作戰、戰略和機構層面有效整合機器學習工具。

本報告將探討機器學習的一種應用，其重點是在競爭和沖突的作戰層面實現軍事決策。展示了機器學習如何與人類合作，作為決策系統的一部分，用于提高軍事行動和活動的有效性。展示了這種方法如何通過分析原本無法獲取的數據源，為指揮官提供有關作戰環境的新見解。將重點放在從大量基于文本的數據（如報紙報道和情況報告）中獲得的洞察力上，這些數據無處不在，但卻很少以任何系統的方式整合到決策中。

在本報告中介紹的方法以人機協作系統的概念為基礎，并證明了現有的機器學習能力需要人在各個階段的參與，才能證明對操作層面的決策有用。因此，機器學習能力的發展與雷達自二戰以來的演變密切相關，而雷達是人機協作用于軍事目的的最早范例之一。如今，與不列顛之戰期間使用的預警系統同樣依賴雷達機器和人類觀察員一樣，機器學習仍然需要人類的參與，以指導這種新傳感器使用正確的數據，正確解釋其輸出結果，并評估其結果對作戰決策的影響。

通過一個基于真實世界數據和真實世界危機的示例研究，將讀者（"您"）置身于一名軍事指揮官的視角，就 2022 年俄羅斯全面入侵烏克蘭之前，美國如何支持烏克蘭兵力應對俄羅斯支持的烏克蘭東部叛亂，展示了這一系統方法的實際應用。在撰寫本案例研究時，把讀者您當成了這位指揮官，因為目標是強調您在未來與機器學習工具的合作中可能扮演的關鍵角色--無論是作為分析師、決策者，甚至是在現實世界的類似背景下應用這些工具的軍事指揮官。

值得注意的是，本案例研究是基于 2014-2020 年間的數據于 2020 年 12 月完成的，僅分析了這一時期與俄羅斯支持的烏克蘭東部叛亂有關的實地情況。本研究尚未更新，以反映自 2022 年 2 月俄羅斯入侵烏克蘭以來所獲得的任何見解。然而，從入侵前的視角來看，機器學習在后來發生的現實世界事件中用于作戰決策的優勢和局限性也就不言而喻了。

在整個案例研究中，將看到為本報告目的而進行的基于機器學習的實際評估結果，該評估分析了來自烏克蘭的 18,000 篇歷史新聞報道，內容涉及從 2014 年沖突起源到 2020 年末的沖突。利用機器學習工具從這些數據中提取相關見解，并與分析結果進行互動，就向烏克蘭兵力提供何種類型的支持以及在俄羅斯入侵前實現美國在該地區的目標做出名義上的決策。在此過程中，人機協作學習的優勢將逐漸顯現，將親眼目睹機器學習工具如何快速、系統地利用以前無法獲取的數據，為復雜問題提供新的見解。但這種方法的局限性也會顯現出來，將親眼目睹機器學習的好壞取決于支持它的可用數據，以及訓練機器學習工具和解釋其結果的人類分析師。

人機協作方法適用于軍事決策者在陸軍和美國防部作戰和機構層面面臨的各種問題集。因此，本研究以具體證據清晰地展示了在軍事決策中使用機器學習所涉及的權衡問題，為機器學習在軍事領域的廣泛應用做出了貢獻。本研究為美國陸軍提出了幾項重要發現和建議。

研究問題

• 指揮官如何利用機器學習進行作戰決策？
• 人類分析師應如何與機器學習工具合作以實現作戰決策？

主要發現

首先，分析展示了機器學習在軍事決策方面的巨大潛力，但只有在與對特定問題背后的背景有詳細了解的人類分析師配對時才能實現。在此提出的機器學習方法不會取代人類分析師。相反，它能使人類分析師更高效、更嚴謹，并能更好地從以前未開發的數據源中提取洞察力。在案例研究中，通過使用機器學習獲得的大多數關鍵見解都需要人類分析師的額外干預。在某些情況下，這需要在模型結果的基礎上有選擇性地疊加額外的數據源。在其他情況下，則需要人工分析師手動審查機器學習工具認為相關和有趣的基礎數據。因此，美國陸軍現有的機器學習能力需要人類在各個階段的參與，才能充分發揮其潛力。

其次，分析表明，通過大幅提高執行重復性任務的效率，人機協作方法可以大規模分析人類分析師無法單獨完成的海量數據集，從而產生以前無法實現的有關作戰環境的新見解。案例研究表明，從分析人員處理大量數據的重復性分析任務所花費的時間來看，機器學習能顯著提高效率，使分析人員更高效、更嚴謹，并能更好地從以前未開發的數據源中提取洞察力。這表明，對于需要大量人工審核相關數據的問題，陸軍領導應優先考慮將機器學習作為一種解決方案。

最后，這項研究揭示了機器學習的系統方法能夠對作戰級總部已有的大量數據進行標準化、客觀和長期的分析，從而增強其支持有效決策的潛力。在許多情況下，這些數據是戰爭中作戰和機構層面決策的最佳信息來源，但如果沒有機器學習，這些數據就只能以臨時和主觀的方式進行分析。

建議

首先，這項研究表明，陸軍應為各級指揮人員提供頻繁接觸機器學習的機會，讓他們熟悉人類如何利用這些能力作為軍事決策系統的一部分。

其次，本研究強調，陸軍應建立多樣化的機器學習團隊，以充分釋放這一能力的潛力。這些團隊應整合熟悉機器學習工具細節的作戰研究系統分析員、對特定作戰環境有第一手知識的操作員、了解可用數據以分析特定問題的分析員，以及能將機器分析轉化為對作戰決策有實際影響的指揮官。

《科學技術趨勢2023-2043》對科學技術（S&T）趨勢及其對北約軍事行動、防御能力、企業職能和政治決策空間的潛在影響進行了評估。該評估借鑒了北約科學與技術組織（STO）的集體見解和研究活動，其協作網絡由五千多名活躍的科學家、分析師、研究員、工程師和相關研究設施組成。這些見解與對開源科技文獻、選定的國家研究計劃、北約STO技術觀察活動、（嚴肅）研究游戲、STO CPoW（合作工作計劃）活動以及北約創新努力的廣泛審查相結合。該報告分為兩卷，包括總體結論（第一卷）和詳細分析（第二卷）。

本報告基于、更新并擴展了之前出版的《北約科學與技術趨勢：2020-2040》，遵循相同的總體結構和重點。總體而言，該報告的結論和見解經受住了時間的考驗。然而，在廣泛的技術和地緣戰略環境中出現了值得注意的發展，其中值得注意的是COVID-19、烏克蘭、氣候變化、新戰略概念和東南亞。這些變化反過來又推動了相關科技的發展，并突出了它們對企業或軍事行動的影響。

本報告旨在幫助當前和未來的軍事和民事決策者了解新興和顛覆性技術（EDTs），從而指導北約研發組合管理、創新活動和能力規劃。它側重于以下內容： - 為什么這些EDTs對聯盟的未來活動很重要； - 預計它們將如何發展；以及 - 從作戰、組織和企業的角度來看，這對聯盟意味著什么？

在未來的20年里，我們斷言，四個總體特征將決定先進的軍事技術。技術發展將越來越智能化、互聯化、分散化和數字化。這些反過來將導致軍事能力越來越自主、網絡化、多領域和精確。技術將越來越具有雙重用途，即從商業部門開發和汲取。新興技術能力將提高聯盟的作戰和組織效率，實現北約作戰概念的五個戰爭發展要務（WDI）： 認知優勢；多域綜合防御；跨域指揮；分層彈性；以及廣泛的影響和力量投射。同時，這些技術將而且確實正在給聯盟帶來重大挑戰，包括作戰、互操作性、倫理、法律和道德方面的問題。

北約已經批準了一套既定的感興趣的電子技術，也被稱為優先技術領域。成員國國防部長在2019年10月同意了首批七個EDTs。對于上一份科技趨勢報告，STO增加了第八個領域（材料），供未來考慮和發展。2022年，在馬德里峰會上，這些EDT被正式擴大到包括能源和推進以及新型材料和制造。根據STO繼續監測和評估更廣泛的技術領域的任務，本報告還考慮了電子與電磁學（E&EM）技術的最新發展狀況。這些科技領域要么目前處于發展的初級階段，要么正在經歷快速的革命性增長。本報告所考慮的EDT的最終清單，以及通常使用的縮寫或速記（以黑體顯示），是：

• 數據： 大數據、信息和通信技術
• AI：人工智能
• RAS（或Autonomy）： 機器人學和自主系統
• 空間：空間技術
• 高超音速：高超音速技術
• 量子： 量子技術
• BHET（或生物技術）： 生物和人類增強技術
• 材料： 材料和先進制造
• 能源： 能源與推進
• E&EM: 電子和電磁技術

人工智能、自主性、空間、數據領域、能源和機電領域的技術發展被認為主要是（但不完全是）顛覆性的，因為這些領域的發展建立在支持科學和技術發展的悠久歷史之上。這些領域的行動重點圍繞著它們對其他技術的有效采用和影響。因此，對軍事能力的重大或革命性的破壞要么已經在進行，要么將在未來五到十年內產生相當大的影響。新興領域可以在量子、生化技術、材料和數據的某些方面（如6G技術）找到。這些發展也許被定義為重新出現更好，因為以前的發展周期已經對早期的技術革命產生了重大影響。這些技術需要更多的發展時間（10到20年），才能充分實現其顛覆性的軍事能力。

自上次報告以來，有幾個主要的電子技術發展值得注意，包括：

• 數據： 分布式賬本技術、高級分析和可視化的使用增加，以及新的網絡和無線技術（如6G）的發展，正在加速對連接分散的傳感器和C2節點的深思熟慮的數字數據骨干的需求。這反過來又推動了物聯網（IoT）、邊緣計算和新數據架構（如網狀、結構、湖泊等）的發展。

• 人工智能：顛覆性的人工智能應用以及人工智能作為科技推動者或其他EDT發展的催化劑的作用，已經成為整個物理、信息和生物科學及相關技術重大發展的重要因素。同時，人工智能實踐的局限性導致了對新的、更強大的和可信賴的方法的探索，超越了深度學習和AIoT（物聯網人工智能）的發展。

• RAS：人工智能和能源儲存的發展正在推動日益復雜和強大的自主系統的發展。然而，最重要和最有影響的RAS發展是其廣泛的應用和對當前軍事行動和計劃的影響。成本的降低，廣泛的可用性，以及在戰場上的創造性使用，推動了RAS的創新。

• 空間：商業企業和戰略競爭者正在加速空間技術的發展。在敵對地區持續的天基通信（如StarLink）的影響是值得特別注意的。同時，反衛星研究日益受到關注，而在軌維修能力有望使在軌運行更便宜、更長久。新的推進系統也有望增加對非近地（月球）空間的利用并降低發射成本。

• 高超音速：正在為廣泛的軍事應用（如載人飛機）進行混合模式發動機的研發，部署實用的高超音速導彈系統和開發有效的反措施。

• 能源：能源方面的發展，應對氣候變化和安全挑戰，正在推動軍事方面探索和采用電力推進（空中、陸地和海上）以及用于先進能源儲存的新電池化學。對全球大規模太陽能生產以及地面和地外天基小型核電、釷和核聚變反應堆的研究顯示，在2030年下半年或2040年代初，安全和廣泛的能源生產有相當大的前景。值得注意的是，人工智能和新型材料已經并將繼續成為這種發展的關鍵推動力。

• 生物技術：疫苗（如COVID-19的疫苗）近乎神奇的快速發展和工程病原體的潛在發展是值得特別注意的。生物制造、合成生物學和三維生物打印方面的進展正在加速。

• 材料：對室溫超導體的研究，石墨烯（和其他二維材料，如石墨烯）的新用途，以及新的半導體材料為未來的技術帶來了巨大的希望。增材制造和生物打印的應用正在爆炸性增長，顛覆了目前的醫療和物流系統。

• E&EM：新的非硅材料和半導體設計正指向更快的芯片和專門的處理器（如用于AI的神經形態）。

真正的顛覆性影響將通過EDT的組合及其復雜關系所驅動的技術融合而發生。以下協同作用和相互依存關系預計將對未來軍事能力的發展產生高度影響：

• 數據-人工智能-自主性： 自主性、大數據和人工智能的協同組合，利用智能、廣泛分布和廉價的傳感器與自主實體（物理或虛擬）一起，將利用創新技術和方法，產生潛在的軍事戰略和作戰決策優勢。

• 數據-人工智能-BHET： 人工智能與大數據配合，將有助于設計新的藥物、有目的的基因修改、直接操縱生化反應、新的化學和生物威脅，以及活體傳感器。

• 數據-人工智能-材料： 人工智能與大數據配合，將有助于設計具有獨特物理特性的新材料。這將支持使用二維材料和新技術的進一步發展。

• 數據-量子： 在10到15年的時間里，量子技術將通過大幅提高傳感器能力、改進PNT（定位、導航和計時）、安全通信和計算，擴大C4ISR數據收集、處理和利用能力。

• 能源-材料-人工智能：在石墨烯等新型材料和外來電池化學的推動下，能源儲存的新發展，以及更強大的輕質材料和新型設計（如大規模鑄造、超級電容或3D打印），將繼續推動電氣化或綠色燃料（如氫和生物燃料）在軍事行動中的使用。支持這些設計和材料開發并優化能源使用的人工智能將有助于北約部隊的綠色化。

• 空間-量子：基于空間的量子傳感器，在量子密鑰分配通信的推動下，將產生適合衛星部署的高精度傳感器。越來越多的商業化的、更小的、更低功率的、更敏感的、由量子傳感器促成的分布式天基傳感器網絡將在10到15年內成為未來軍事ISR架構的一個重要方面。

不斷變化的戰爭特點使得信息環境中的行動（OIE）必須處于軍事規劃和執行的最前沿。由于無法與美國的物質力量相提并論，美國的對手越來越依賴包括信息戰能力在內的不對稱方法來破壞美國的行動和影響。未來的聯合全域作戰（JADO）將需要一個綜合的、跨學科的作戰方法。本文認為，針對對手的認知和信息過濾器而采取的蓄意行動將阻礙對手的決策過程，使其失去對有效運用軍事力量作出明智決定的能力。通過研究俄羅斯在信息環境中的行動、信息戰活動以及反射性控制理論，作者提出了決策優勢理論。該理論試圖提供一種方法，故意利用信息來針對對手的行為和信息系統。其目的是剝奪對手感知和認識形勢的能力，并阻礙其有效利用呈現在他面前的信息來做出經過計算的決策的能力。

圖1 決策優勢理論。

決策優勢理論

決策優勢是通過信息力量來實現的，而信息力量是通過控制信息、利用信息和加強信息來保證自己的利益。信息力量可以達到與物質火力相同的效果，甚至更大的效果。它通過預測對手的行動，了解對手的動機，管理和操縱信息，改變決策算法，以及在信息環境中發展機會、活動和投資（OAI）來增強全領域的聯合軍事力量和效力。

• 決策優勢：一種理想狀態，在這種狀態下，指揮官比其對手更快、更有效地感知、理解、決定和行動。決策優勢在敵人的決策周期內發揮作用，以消除時間上的庇護所，并消除空間上的選擇。

• 信息力量是利用信息來塑造認知、態度和其他推動預期行為和事件進程的要素的能力。信息力量涉及獲取、處理、分配和運用數據的能力，以最大限度地提高戰斗力。作者進一步斷言，信息力量是通過控制、利用和加強信息來實現的，這使得信息戰的結果能夠持久、靈活和精心計算，以加強戰斗力并拒絕敵人的決策優勢。

信息力量--控制信息、利用信息和增強信息的組合--將使美國能夠把信息環境中的行動納入聯合防衛行動的規劃和執行。這將使規劃者能夠利用信息來實現結果。信息戰能力--信息作戰；電子戰；網絡；以及情報、監視和偵察（ISR）--提供了改變對手的指揮和控制過程，減少決策，并削弱其作戰行動的有效性的手段。信息力量和物質力量相結合，將通過在環境中制造多種困境，造成混亂，延遲或剝奪敵人采取適當行動的能力，從而降低對手的戰斗力。信息力量和物質力量的結合能加強軍事力量。

信息力量的第一個支柱，控制信息，涉及到保護自己的網絡不被敵人破壞或操縱。保持對信息傳輸和信息系統的控制可以確保信息的保密性、信息的完整性以及美國規劃者和作戰單位對信息的可用性。不受限制地進入值得信賴的系統和相關架構，確保最及時和最相關的信息指導決策。剝奪對手對信息的控制權使其無法了解自己的環境，造成不確定性，并使其決策復雜化。

決策也受到信息利用的影響。利用，是指利用資源并從中獲益的行為，包括改變、變更或操縱信息，使之對自己有利。通過了解對手的信息和認知過濾器、信息系統和情報結構，這是最有效的做法。創造信息戰結果的能力取決于精心制作信息并將其置于敵人決策周期中的正確時間和地點的能力。信息可以在四個過濾點被鎖定或武器化--傳感器、分析中心、分發點或個人。利用過濾器，人們可以降低決策者可獲得的信息的收集和質量，導致對情況的不完整或故意的錯誤理解。決策和具體行動是根據對環境的感知理解而做出的。阻斷信息流的能力阻止和延遲了重要數據到達組織，導致感知、理解和發展局勢的能力下降。傳統的信息操作活動與故意和持續地針對對手的過濾器相結合，將有機會同時針對代理人、信息和對所提交信息的解釋。反過來，這可以減緩對手感知、觀察、定位、決定和行動的能力，促進錯誤的結論，并破壞決策能力。

增強信息使人們能夠制定戰略目標和選擇，為對手創造跨越時間和空間的多種困境。 這需要強大的、敏捷的、分層的ISR資源和綜合指揮與控制過程。JADO的規劃和執行需要有能力同時在戰術、作戰和戰略梯隊中，在所有領域和統一的信息空間中進行機動。協調的計劃需要對形勢的理解，觀察模式和行為的能力，以及識別信息和行動環境的變化。支撐一個人加強信息的能力的是信任。信任包含了團體或個人對所收集信息的完整性所賦予的權重。經過處理、過濾和分析的信息能夠回答知識中的一個特定缺口。這種經過處理的信息被稱為情報。有了準確的情報和被充分理解的假設，決策者可以更準確地評估局勢，塑造環境，并削弱對手自己的決策過程。這樣一來--信息，更具體地說是強化的信息（或情報）--是一種武器，可以用來操縱和欺騙對手，剝奪他做出符合自己最佳利益的決定的能力。

控制、利用和增強信息的結合使決策者擁有了信息力量。信息力量使信息優勢得以實現，而信息優勢又能保證決策優勢。增強信息的能力使人能夠觀察敵人的習慣和行為，幫助人了解敵人的動機和意圖，并確定敵人的作戰能力。管理、放大和操縱信息可以使有針對性的、精心設計的信息到達指定的受眾。類似于過去信息傳遞的錯誤信息和虛假信息可以在過濾器上針對敵人。在信息系統的過濾器處進入情報裝置的信息以傳感器、分析中心和向作戰人員分發信息為目標。此外，通過在一個被認為可信的來源處提供虛假或誤導性的信息，可以改變敵人的決策算法。在特定的時間和地點呈現特定的信息可以改變對環境的理解并改變行為。這也會使人改變他的時間范圍。隨著不確定性的增加，一個人可能會根據感知到的情況選擇加快或減慢他的計劃。

雖然這一理論的每一部分，單獨來看，并沒有提出什么新意，但有兩點是明顯不同的。首先，必須把信息放在軍事規劃的最前沿，并與傳統的物質力量相結合。軍事文化認為，物質力量是至高無上的。現代戰爭要求在同等水平上考慮信息和物質力量。第二，控制、利用和加強信息的活動是美國空軍現在所接受的功能；然而，跨領域和跨職能的綜合規劃是有限的。缺少的環節是有意的整合和專門的過程，在一個同步和審慎的過程中納入所有領域的現有能力。為了實現決策主導權并通過信息力量獲得信息優勢，必須將信息環境中的行動納入規劃過程，如聯合規劃過程（JPP）、軍事決策過程（MDMP）、海軍陸戰隊規劃過程（MCPP）和空中聯合行動規劃過程（JOPPA）。指揮和控制必須充分考慮到所有領域--空中、太空、網絡、陸地和海洋--的非動能和動能行動。在信息環境中執行行動的能力要求在行動層面上有一個集中的規劃過程，以同時計劃和執行對信息的控制、利用和加強。這一點目前并不存在。集中化的規劃將使一個綜合的方法能夠與物質火力結合起來。控制可以保護美國的網絡和計劃，同時阻止敵人獲得重要信息。利用允許有機會拒絕、降低、破壞、改變和放大敵方使用的信息。加強為決策、目標定位和環境中的戰術行動提供所需的關鍵ISR收集。信息力量為指揮官提供了有效處理、分析數據和信息并采取行動的機會，同時剝奪了對手的同樣能力。因此，實現決策主導權需要一個協調和同步的計劃，利用控制、利用和加強所有領域和作戰功能的信息，目的是統一信息空間。

本文針對美軍提出的建議

本文闡述了統一信息空間的重要性，以通過在信息環境中的精心策劃和綜合行動實現決策優勢。充分執行聯合全域作戰的能力需要在規劃周期中重新強調信息和信息戰活動。這項研究提出了四項建議：

• 建議1：聯合部隊應考慮實現信息力量的要求。這項研究和相關的決策優勢理論斷言，信息力量是通過控制、利用和加強信息來實現的。信息力實現了信息優勢，從而保證了決策優勢。信息環境中的運作為物質環境創造了條件。信息力量與物質力量相結合，形成了軍事力量。

• 建議2：美軍需要進行組織、領導和文化變革，以實現信息力量和決策優勢。信息系統和情報架構必須在所有梯隊中得到整合--戰術、作戰和戰略。戰術任務規劃和更廣泛的作戰規劃必須轉變為將信息置于規劃的最前沿。個人和團隊必須理解信息環境中的行動的重要性，以及這些行動塑造物理環境條件的方式。正規化的領導者發展和專業軍事教育必須強調認知上的轉變，不再將沖突理解為物質力量，而是將信息力量和活動納入規劃、命令和執行。應更加強調了解如何使用和信任信息，如何操縱和處理信息，使之成為情報，以及如何利用信息來實現決策主導權。最后，數字素養應成為未來培訓的一項要求。

• 建議3：JADO要求有能力評估信息環境中的績效措施和有效性措施。必須制定一個有效的評估程序，以了解和衡量信息環境中行動的影響。應更詳細地研究這一點，因為這將建立信任，并更好地了解信息戰和信息相關活動如何產生軍事力量和作戰成功。

• 建議4：未來的指揮和控制程序應該能夠整合信息環境下的行動規劃和執行。應該制定一個聯合防務辦公室的軍事力量計劃，以協調和指導所有領域的戰略，并在信息環境中執行行動。這個過程應該與物質和動能規劃相結合，而不是分開，因為信息和與信息有關的活動為物質操作環境塑造和設定條件。

俄羅斯國防部利用軍事預測為其長期規劃提供信息。自20世紀60年代以來，俄羅斯的軍事分析對一個國家發動戰爭的能力進行了全面評估，這些評估超越了武器和編隊。俄國防部利用這種預測來回答：（1）未來戰爭的可能性和特點是什么；（2）俄羅斯和其潛在對手之間的軍事潛力的相關性是什么？

在本報告中，作者利用一個既定的框架來研究與軍事預測有關的關鍵指標，以深入了解這些問題的答案。

本報告作者審查的俄羅斯軍事科學和學術研究發現，軍事潛力（國家權力）的相關性--一個包括政治、經濟、科學技術和常規武裝力量指標的廣泛衡量標準--現在和將來都會偏向于西方的美國和北大西洋公約組織（NATO）以及亞太地區的美國和日本。能夠改善俄羅斯競爭地位的因素是將中國納入軍事潛力的關聯中，以及美國以有利于其利益的方式管理國際體系的能力可能降低。

俄羅斯目前的軍事評估和預測沒有發現美國有對俄羅斯發動大規模戰爭的意圖的跡象。俄羅斯在什么條件下可能采取先發制人的軍事行動，冒著與軍事潛力超強的對手開戰的風險，仍然是一個沒有答案的問題。

##主要結論

• 鑒于雙方之間巨大的軍事潛力不平衡，北約聯盟的持續凝聚力將可能迫使俄羅斯在不對北約使用武力的情況下解決政治不滿。

• 北約的凝聚力至少給俄羅斯帶來了三個行動問題。首先，俄羅斯將不得不與一個共同擁有優勢軍事潛力的國家集團作戰，而這些國家在發生長期沖突時可能被證明是決定性的。第二，北約的凝聚力可能會迫使俄羅斯在整個歐洲發動攻擊，從而使聯盟的分裂更不可能發生。第三，北約的凝聚力可以暴露出俄羅斯相對有限的遠程常規彈藥庫存（戰略非核威懾潛力）。遠程常規能力對于排除利用大片歐洲領土流入更多部隊并對俄羅斯部隊發動攻擊至關重要。

• 在未來20年里，俄羅斯可能會尋求避免與中國和西方同時發生對抗關系，這可能會抑制其外交政策決策的靈活性。

• 俄羅斯軍事戰略的當前和未來發展將從相對于美國及其盟國的整體弱勢地位出發。

• 最后，本報告中使用的框架為評估對俄羅斯的威懾力提供了一個有用的方法。例如，由于該框架強調戰略非核能力的威懾價值，美國和盟國在遠程精確彈藥方面的優勢程度為衡量對俄羅斯軍事侵略的威懾水平提供了一個關鍵的輸入。

對美國國防部（DoD）采購的武器系統進行嚴格的作戰測試（OT）是確保這些復雜的系統不僅滿足其既定要求，而且在面對使用其自身高能力進攻和防御武器的堅定對手時，在現實的作戰條件下也能發揮作用的根本。如果沒有足夠的OT，作戰指揮官將無法最有效地利用他們的能力，而作戰人員將對他們帶到戰場上的武器缺乏信心，或者，更糟糕的是，由于他們沒有從根本上了解他們的武器的能力和限制，可能無意中將自己置于危險之中。美國防部的測試和訓練場提供了地理、基礎設施、技術、專業知識、流程和管理，使安全、可靠和全面的OT成為可能。然而，靶場，以及使該系統發揮作用的有才能和有決心的靶場工作人員，正處于巨大的壓力之下。除非迅速采取行動解決長期存在和新出現的挑戰，包括測試能力、現代化、數字基礎設施、侵占和資源，否則國防部的靶場將無法在未來支持及時或充分的OT。

國家靶場基礎設施面臨的挑戰正在增加和加速。物質資源和勞動力的有限測試能力，測試基礎設施的年齡，測試先進技術的能力，以及侵占影響了告知系統性能的能力，綜合系統性能，以及測試的整體速度。對美國測試基礎設施的投資以及測試和評估（T&E）方法和數據處理的改變是必要的，以便為以與作戰需求相關的速度向戰場提供致命的、可生存的、可靠的和可負擔的武器系統提供信息。本研究借鑒了來自作戰、采購和測試背景的高級軍官和官員的證詞，以及測試和培訓專家、領先的技術專家、相關商業企業的領導人，以及在國防部和國會預算過程中有深厚經驗的個人。研究委員會對具有代表性的試驗場進行了虛擬和實際的實地考察；收集了試驗場在現代化、維持、操作和資源挑戰方面的意見；并審查了先前的研究和來自作戰測試與評估主任辦公室（DOT&E）、軍種測試組織和測試資源管理中心（TRMC）的報告。本報告提出了一系列相互依存的建議，委員會認為這些建議將使國防部靶場企業進入現代化軌道，以滿足未來幾年OT的需求。該報告強調了以下三個基本主題：

1.未來的戰斗將要求在聯合全域作戰（JADO）的環境下建立連接的殺傷鏈。美國防部設計、規定、開發和測試系統，以確保它們在這種新的現實中投入使用時是非常有效的，這是至關重要的。美國防部的采購流程、組織結構、測試方法和為測試單一領域的單個武器系統而優化的靶場基礎設施將不足以測試未來的綜合武器系統，因為它們將在跨越所有作戰領域（包括陸地、海洋、空中、太空和網絡空間）的機速戰爭中運行。

2.數字技術正在極大地重塑測試的性質、實踐和基礎設施。今天和明天的武器系統從根本上說是由數據和軟件促成的，美國防部的試驗場也不例外。自主性、人工智能（AI）和機器學習在整個國防系統中的重要性迅速增加，為OT創造了新的挑戰。此外，數字孿生和高性能建模與仿真（M&S）的出現使新的測試方式成為可能，甚至新領域和操作限制的組合使虛擬測試成為某些應用的唯一實用方法。

3.現場速度是今天衡量業務相關性的標準，而這又是一個不斷變化的目標。在許多基于數字、軟件和通信技術的全球擴散的推動下，美國的對手正在迅速和持續地部署新一代的武器，旨在否定美國的作戰優勢。同時，新的武器系統正在采用從未投入使用的技術，這些技術也在以摩爾定律所允許的速度發展。可用的武器系統被迅速投入使用，但也需要持續的測試和評估。

為了應對與這些主題相關的挑戰，委員會制定了結論和建議，分為以下五大類：

1.開發 "未來的靶場"，在聯合防務環境中測試完整的殺傷鏈。靶場企業必須適應新的作戰概念和新的測試方法，以進行真實的作戰測試，這包括為系統集成測試和不同領域的多個靶場的互操作性提供有利的基礎設施。[建議3-1] 2.

2.調整靶場能力要求程序，以實現持續的現代化和維持。在保持嚴格的作戰測試和評估的同時，實現快速進入戰場，需要快速實現新武器技術和新威脅的靶場現代化。同時，關鍵能力需要保持，甚至增加，以確保所需的測試能力和吞吐量，同時減輕物理和無線電頻率環境中的侵占所造成的問題。[建議3-2、3-3、3-4、3-5] 。

3.在整個武器系統開發和測試生命周期中，為無處不在的M&S啟動一個新的范圍操作系統。今天的許多美國防部項目不能僅在現場測試中得到有效的測試。高保真虛擬測試可以提高實際硬件測試的準備程度和成功的可能性，并且可能是進行某些類型測試的唯一環境。然而，廣泛和標準化地使用M&S進行作戰測試，將取決于一個新的M&S基礎設施，測試界的重大文化變化，以及在不斷變化的威脅和技術環境中驗證M&S的新方法。[建議4-1]

4.為未來的作戰測試和無縫靶場企業互操作性創建 "TestDevOps "數字基礎設施。重新定義TRMC和試驗場的企業支持的核心數字標準和能力，以利用國防部在軟件、數據、網絡、AI、網絡安全和M&S方面的規模。使基于模型的工程、不間斷的數字線路和持續集成/持續交付的軟件實踐成為試驗場敏捷性、快速測試演化和快速到場的基礎。超高帶寬的信息流必須變得無摩擦、按需和安全。[建議4-2、4-3]

5.重塑靶場企業的籌資模式，使之具有響應性、有效性和靈活性。今天和明天的資源需求反映了快速變化的技術和威脅的現實；持續的資本投資用于創建、升級和維護長壽命的靶場系統；以及對跨領域的系統測試和無縫整合的M&S的需求不斷增加。將DOT&E更早和持續地納入需求開發和采購過程，將更好地建立和證明靶場投資的及時性和充分性。[建議5-1, 5-2；結論5-1, 5-2] 。

圖 3.2 多域戰場中真實殺傷鏈測試場景的表示。 A表示潛在運輸的豎立發射器； B 表示敵方代表雷達； C 表示敵機。

圖 4.3 將測試與模擬相結合的新范例。

本研究是北美航空航天防御司令部（NORAD）現代化及其預計負擔分擔的大型項目的一部分。現代化并不局限于目前的47個雷達站網絡和相關的通信網絡的現代化，它超越了硬件，通過使用最新的數字技術來處理指揮官可用的大量數據，為他們提供及時的全域態勢感知，以做出更快、更好的決定。

本報告集中在這個大項目的兩個方面。首先，它擴展了聯合產品的基本軍事聯盟理論，并將其應用于加拿大和美國的長期兩國聯盟NORAD。 其次，它將這些經濟利益--聯合產品模式的一個重要組成部分--與加拿大的實際工業聯系起來，這些工業被正式指定為加拿大國防的關鍵工業能力（KICs）。 北美防空司令部現代化項目的利益也可能產生其他私人利益，但鑒于目前該項目預計帶來的威懾利益，關鍵工業能力的利益在未來會加強該國的國防工業基礎。 需要進一步的實證研究來精確地量化這些聯系。特別是在前向聯系的情況下，預計軍民兩用技術將通過對北部沿海地區的安全利益以及對本土人口的發展利益，在該國北部產生直接和外部的巨大利益。

該研究由三部分組成。第一部分是對現有北美防空司令部組織的描述，該組織由47個雷達站和相關的通信和指揮控制（C2）結構組成。

在加拿大與美國簽訂的北美航空航天防務（NORAD）協議中，我們正處于一個歷史時刻，不斷變化的氣候、不斷發展的技術、地緣政治和地緣戰略威脅要求我們全面地重新審視我們在聯盟中的發展方向。然而，變化并不是沒有代價的，因為這些情況可能要求加拿大重新審視現有的防務政策，在采購新的預警、監視和防御能力方面承擔更多的負擔，這些能力是克服我們不足的必要條件。

自1958年成立以來，北美防空司令部的宗旨一直沒有改變--美國和加拿大的防務。作為過時的遠程預警（DEW）線的替代品，新實施的北方預警系統，由47顆橫跨北極的長短程衛星組成的陣列，代表了北美防空司令部協議的核心。 9/11的意外和悲劇事件也迫使北美防空司令部改變并向內看，在美國大陸上戰略性地分配戰斗機的操作位置，以更有效地應對內部威脅。 北美防空司令部通過增加沿海雷達提高了對形勢領域的認識，這進一步證明了對大陸防務的持續評估對于解決技術缺陷和不斷變化的威脅領域仍然是必要的。

本研究旨在解釋聯合產品模型在理解北美防空司令部當前和未來安全需求方面的相關性，重點是加拿大對該聯盟的負擔分擔激勵。鑒于各種復雜的運載媒介、高超音速導彈等威脅的速度以及全球氣候的變化使得環境更容易接近，加拿大可以利用我們的領土并加強陸地/海洋/空中/空間的存在，以有效地促進大陸的航空航天防御。 雖然鑒于美國強大的國防工業，新的、互補的預警技術在美國生產可能更具成本效益，但不斷調整的戰略環境為通過研究和開發、運營和維護現有/未來的基礎設施和國防生產來加強加拿大工業提供了激勵。 與國防采購相關的成本并不低，而且很難看到超越純公共視角的利益或投資回報。除了估計目前北美防務聯盟中的負擔分擔，以前的文獻已經詳細解釋了聯盟分析中的主力，即純公共物品模型。此外，一些人暗示了國防物品利益超越純公共的可能性，擴展到部分可排除和競爭，甚至通過搜索和救援以及對民間力量的援助，擴展到一個集體的私人。 目前的理論研究旨在詳細介紹聯盟的聯合產品模型（JPM），并通過納入各種聯盟技術（如最弱環節和最佳射擊）對其進行擴展，以適用于新北美防空司令部。此外，根據JPM，我們將確定加拿大潛在的私人和不純公共產品，為實證研究奠定基礎。

傳統上，加拿大在責任分擔關系中的主要作用是我們的地理。雖然這種貢獻在整個冷戰時期是有效的，但不斷變化的技術威脅環境，實際上是地球環境本身，將需要對未來的設計和負擔分擔的影響進行新的討論，以便加拿大適當地適應它在21世紀可能面臨的安全和繁榮的挑戰。

第二部分集中討論將北美防空司令部現代化項目的私人利益與加拿大的關鍵工業能力（KICs）聯系起來。這一部分建立在上一部分對北方預警系統（NWS）的描述之上，該系統是現有的北美防空司令部早期探測機制。 加拿大和美國在1957年同意建立北美防空司令部，作為一個兩國指揮部，集中控制大陸防空系統的運行，以應對蘇聯轟炸機的威脅。 由于威脅隨著時間的推移不斷演變，最近更是急劇變化，NORAD的能力必須現代化。"NWS現代化背后的基本邏輯相對簡單，該系統建于20世紀80年代，在冷戰結束后不久完成，橫跨加拿大北極地區和拉布拉多海岸的長短程雷達系統正在達到其壽命的終點。 然而，新的政治和戰略環境，有點類似于導致核武器公司更換遠程預警（DEW）線的環境，需要一個非常不同的方法。實際上，在簡單的一換一和北移方面，核武器的現代化不足以滿足新的威脅環境。"

本節的結構分為三個部分：誘發NORAD現代化需求的威脅、假定的NORAD新能力的結構和組成部分，以及根據加拿大的關鍵工業能力，加拿大工業參與的潛力。

本研究的第三部分集中討論了為此目的而開發的理論模型。特別是，我們擴展了Cornes和Sandler(1984)以及Sandler和Hartley(1995)的聯合產品模型，以允許兩種類型的國防投入和更普遍的聚合技術。然后，我們更詳細地考慮和分析了Leontief聚合技術，作為最適用于北美防空司令部的技術。我們的結果表明，當國防是由純和不純的公共投入生產的，它們是互補的，文獻中確定的標準搭便車問題得到緩解。