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雖然戰爭的基本性質保持不變，但軍事戰略仍在根據新技術帶來的能力不斷演變。因此，軍事領導人必須了解新興的顛覆性技術，以保持部隊的相關性。量子技術就是這樣一種技術，由于其在廣泛領域的潛在應用，它在過去幾年里受到了廣泛關注。特別是，量子技術有望通過大幅提升當前的軍事技術，在戰爭的各個領域實現突破。本文基于現實評估，探討了量子技術在國防領域的三大應用--量子計算、量子傳感和量子通信--及其對未來戰爭的影響。

隨著美國國家戰略重點轉向與大國競爭，對美國海軍陸戰隊是否能滿足美國需求提出了質疑。海軍陸戰隊目前的兵力設計是針對大規模兩棲聯合強行進入作戰（JFEO）和岸上持續作戰而優化的。然而，隨著遠程精確導彈、先進預警雷達、無人機（UAV）和網絡能力在全球的擴散，美國前國防部長羅伯特-蓋茨（Robert M. Gates）以及新美國安全中心（Center for a New American Security）和戰略與預算評估中心（Center for Strategic and Budgetary Assessments）的學者們對海軍陸戰隊數十年來的多海軍陸戰隊遠征旅兩棲聯合強行進入作戰（JFEO）組織設計和相關投資提出了質疑。作為回應，海軍陸戰隊第 38 任司令戴維-伯杰（David H. Berger）將軍于 2020 年 3 月宣布了 "兵力設計 2030"（Force Design 2030），概述了海軍陸戰隊當前兵力設計的不足之處以及變革的必要性，以保持海軍陸戰隊在競爭環境中與先進的同級競爭對手的相關性。

《2030 年部隊設計》是適應性的縮影，是一種應對選擇性壓力的生存機制。迫使海軍陸戰隊進行變革的主要選擇性壓力之一是同行競爭對手的技術以前所未有的速度進步。雖然技術本身并不會改變戰爭的根本性質，但它肯定會影響必須采用的制勝戰略。由于技術在國家安全中的重要性，美國政府每年繼續投入數十億美元資助國防實驗室，如國防高級研究計劃局（DARPA）、海軍研究辦公室和陸軍研究實驗室。這些研究機構開發新的國防技術，并隨時向領導人通報這些技術可能對戰爭各個方面產生的影響。不過，海軍陸戰隊的最終責任是采用和調整這些新技術，使其能夠為聯合部隊提供相關的獨特能力。各級領導層對新興技術的進一步了解將加速新技術的采用，這也是快速技術進步的要求。本文是作者試圖提高人們對量子技術這一重大新興技術和潛在顛覆性技術及其對未來戰場潛在影響的認識，從而使海軍陸戰隊能夠共同積極地維持一支適合未來需求的部隊。

結論

量子技術不會取代現有技術，相反，它將增強現有技術。量子密碼分析可以使美軍，特別是海軍陸戰隊在進攻和防御領域的網絡行動多樣化。抗量子算法的發明和實施就是網絡防御的一個例子。量子優化算法可以解決各種優化問題，包括但不限于路線規劃、供應鏈、多無人機部署和導彈防御，在提高作戰效率的同時減少所需資源。量子模擬可以開發出更輕、更堅固、更節能的材料，使海軍陸戰隊能夠在分布式環境中以更輕的足跡維持更長的時間。量子傳感器可以實現擴展導航和寬帶無線電頻率接收，同時占用空間更小，幾乎沒有電磁特征。量子網絡可提供高水平的通信安全，并實現量子信息的分發。

值得注意的是，由于實施方面的工程挑戰，這些應用仍停留在理論層面。第二次量子革命的大多數技術距離實際應用還有幾十年的時間。海軍陸戰隊不應該太有遠見，因為它必須能夠隨時投入戰斗--但同時，它也不應該太近視，以免在未來落伍并失去相關性。美國同行競爭對手的技術突飛猛進，要求海軍陸戰隊迅速采用新技術。及時合理地獲取、發展條令并在戰術上運用新技術的一個先決條件是，各級領導層要保持對新興顛覆性技術的集體認識，以便海軍陸戰隊能夠適當地組織、裝備和訓練海軍陸戰隊員，使其成為國家未來的替補部隊。

知識管理和大數據分析的企業方法將提供更強大和可靠的測試數據存儲、更高的測試數據可發現性和可訪問性，以及顯著提高對這些測試數據進行大規模數據分析的能力。這將改進美國國防部武器系統的測試和評估，從而為作戰人員提供更好的武器系統。有效的企業方法需要精心設計的、靈活的、可持續的和可負擔的實施方案。所有測試范圍都將受益于測試資源管理中心（TRMC）數據分析架構實施的指導和評估工具。

1 引言

本文目的是為測試與評估大數據分析和知識管理（T&E BDA-KM）軟件解決方案提供高級實施指導，這些解決方案基于測試資源管理中心（TRMC）的知識管理和大數據分析架構（BDAA）框架，如 TRMC 的知識管理和大數據分析架構框架所記錄。為便于參考，本文件將上述出版物稱為 "TRMC BDAA"。

需要說明的是，本實施指南僅針對基于 TRMC BDAA 的 T&E BDA-KM 軟件解決方案。此外，本實施指南僅確定了這些軟件解決方案的高層次關鍵特征，更具體地說是五大關鍵特征。

只查看前五個關鍵特征的理由是為候選的 T&E BDA-KM 解決方案提供快速方向檢查，而不是提供深入分析。

本實施指南的組織結構如下。

a. 查看已發布的與可行的 T&E BDA-KM 軟件實施相關的美國國防部指南。

b. 根據美國國防部指南，確定可行的 T&E BDA-KM 軟件實施的五大關鍵特征。

c. 根據可行的 T&E BDA-KM 軟件實施的五大關鍵特征，提供實施記分卡。

該實施指南由范圍指揮官委員會數據科學小組制定，是 TRMC 大數據分析架構評估的后續。

2 美國國防部指南

本節回顧了與可行的 T&E BDAKM 軟件實施相關的美國國防部出版指南。由于可行的 T&E BDA-KM 軟件實施必須適用于所有軍種，因此本次審查僅限于美國國防部一級的出版物。雖然所審查的出版物并不全面，但具有一定的代表性。

2.1 《美國國防部云戰略》（DoD Cloud Strategy）

《美國國防部云戰略》規定如下。

美國國防部（Department of Defense，DoD）已進入現代戰爭時代，戰場既存在于數字世界，也存在于物理世界。數據和我們隨時處理數據的能力是確保任務成功的關鍵因素。云計算是全球基礎設施的基本組成部分，它將賦予作戰人員數據能力，對保持我軍的技術優勢至關重要。(美國國防部云戰略）。

美國國防部必須使決策者能夠以相關的速度使用人工智能和機器學習（ML）等現代數據分析技術，在戰場上迅速做出時間緊迫的決策，以支持殺傷力和提高作戰效率。(美國國防部云戰略》，第 5 頁）

美國國防部云戰略確定了實施 "從本土到全球戰術邊緣的可擴展、安全的云環境，以及快速獲取計算和存儲容量的能力，以相關速度應對作戰挑戰 "的指導原則（國防部云戰略第 7 頁）。與可行的 T&E BDA-KM 實施特別相關的原則如下：

利用商業行業最佳實踐： 最大限度地擴大競爭，確保美國國防部獲得最佳技術和價值；利用行業開放標準和最佳實踐，避免鎖定，并為未來的云計算進步提供最大的靈活性。(美國國防部云戰略》，第 8 頁）

聯合企業防御合同是美國國防部云戰略的重要組成部分，雖然該合同已被取消，取而代之的是聯合作戰云能力，但美國國防部云戰略的指導原則仍然具有現實意義。

2.2 《美國國防部人工智能戰略》（DoD Artificial Intelligence Strategy）

《2018年國防部人工智能戰略摘要》指出以下幾點。

AI [人工智能]正在迅速改變廣泛的企業和行業。它還將改變未來戰場的特征和我們必須面對的威脅的速度。我們將利用人工智能的潛力，積極轉變國防部的所有職能，從而支持和保護美國軍人，保護美國公民，保衛盟友和合作伙伴，并提高我們行動的經濟性、有效性和速度。美國武裝部隊中的男女官兵仍然是我們持久的力量源泉；我們將利用人工智能化的信息、工具和系統來增強而不是取代服役人員的能力。(2018年摘要，第4頁）

與可行的 T&E BDA-KM 實施特別相關的重點領域如下。

與開源社區合作。開源社區是一個充滿活力的全球孵化器，匯聚了才華橫溢的個人和變革性的想法。我們將向該社區貢獻我們的數據、挑戰、研究和技術，并參與開源生態系統，將其作為吸引人才、識別和推進可改變國防的新人工智能技術以及擴大我們可獲得的技術基礎的載體"。(2018年摘要，第12頁）

2.3 《美國國防部數字現代化戰略》（DoD Digital Modernization Strategy）

《美國國防部數字化現代化戰略》指出：

美國國防部的大數據平臺（BDP）是一個安全、可擴展、可升級、靈活和開放的基礎設施平臺，旨在提供分布式計算解決方案。BDP 基于 DISA 開發的開源技術，能夠攝取、存儲和可視化多 PB 數據。它作為一個通用平臺，可為美國國防部的各種賽博空間任務和組織提供支持。BDP 能夠對來自支持 NIPRNET 和 SIPRNET 環境的各種系統和傳感器的結構化和非結構化數據進行匯總、關聯、歷史趨勢分析和取證分析。DODIN 行動和 DCO 任務需要一種能力，能夠將企業規模的數據轉化為簡單、動態的可視化信息，描述事件關系并滿足領導者的信息需求。(第 42 頁）

美國國防部的大數據分析方法基于大數據平臺 (BDP)，這是一個安全、可擴展、可伸縮、靈 活和開放的基礎設施平臺，旨在提供分布式計算解決方案。BDP 實例能夠從各種來源（如移動設備、航空（遠程）傳感、軟件日志、攝像頭、麥克風、射頻識別（RFID）閱讀器和無線傳感器網絡）獲取、存儲和可視化多 PB 數據。(第 44 頁）

大數據分析應用可對大量結構化數據以及其他形式的數據（半結構化和非結構化）進行分析，而傳統的商業智能 (BI) 和分析程序往往無法利用這些數據。數據挖掘工具可以篩選數據集，尋找數據的模式和關系，從而對數據進行匯總、關聯、歷史趨勢分析和取證分析。機器學習算法可以分析大型數據集，并執行深度學習，這是機器學習的更高級分支，可支持預測行為和其他未來發展的預測分析。(第 45 頁）

2.4 《美國國防部數據戰略》（DoD Data Strategy）

《美國國防部數據戰略》規定如下。

各級作戰人員都需要經過測試、安全、無縫地訪問網絡、支持性基礎設施和武器系統直至戰術邊緣的數據。美國國防部數字化現代化計劃提供的先進能力取決于企業數據管理政策、標準和實踐。所有領域的傳感器和平臺在設計、采購和使用時都必須將開放數據標準作為一項關鍵要求。在現代戰場上的生存將取決于利用不同來源的數據并將其連接起來，利用分析工具實現卓越的態勢感知，以及協調信息以達到分類精確的效果。(美國國防部數據戰略》，第 1 頁）

與可行的 T&E BDA-KM 實施特別相關的能力如下。

該戰略強調數據訪問以及隨著技術和數據源的變化而調整需求的能力。由企業云和其他開放式架構能力支持的美國國防部架構必須能夠以比對手更快的速度調整數據。快速、持續地開發和部署輕量級應用程序以支持用戶需求的能力徹底改變了美國國防部使用數據的方式，并帶來了戰略優勢。敏捷架構方法通過平衡突發設計和有意架構，實現了遞增價值。這種敏捷方法允許數據和系統（即使是大型解決方案）的架構隨著時間的推移而發展，同時支持當前用戶的需求。(美國國防部數據戰略》，第 5 頁）

美國國防部采用了一系列標準，其中不僅包括公認的數據資產管理和利用方法，還包括經過驗證的成功數據表示和共享方法。鑒于美國國防部系統的多樣性，這些標準應在數據生命周期的最早實際應用點加以應用，并應在任何實際可行的地方使用開放數據架構的行業標準。標準本身并不是目的，而是在使數據和信息能夠隨時安全地使用和交換時提供價值。此外，數據交換規范的物理編碼將允許在擁擠和有爭議的環境中運行。此外，美國國防部 CDO 將與作戰測試與評估（DOT&E）主任合作，確保對與數據相關的材料能力進行測試和評估，以便了解技術的有效性和適用性。(美國國防部數據戰略》，第 5 頁）

與可行的 T&E BDA-KM 實施特別相關的目標如下。

數據可訪問性的目標使授權用戶能夠在需要時獲取所需數據，包括將數據自動推送給感興趣的授權用戶。數據可訪問性必須符合公法（P.L. 115-435），即《2018 年循證決策基礎法案》。美國國防部正在向授權用戶開放數據，包括作戰、情報和業務數據。可訪問性要求為經認證的用戶建立保護機制（如安全控制），以確保根據法律、法規和政策允許訪問。

當出現以下情況時，美國國防部就會知道自己在數據可訪問性方面取得了進展：

目標 1：可通過記錄在案的標準應用編程接口（API）訪問數據。

目標 2：通用平臺和服務可創建、檢索、共享、利用和管理數據。

目標 3：通過可重復使用的 API 控制數據訪問和共享。

2.5 《美國國防部企業級 DevSecOps 戰略指南》（DoD Enterprise DevSecOps Strategy Guide）

美國國防部企業 DevSecOps 戰略指南》闡述如下。

美國國防部首席信息官和負責采辦和維護的國防部副部長辦公室（OUSD A&S）認識到，迫切需要通過利用商業部門的新方法和最佳實踐來重新思考我們的軟件開發實踐和文化。DevSecOps 就是這樣一種最佳實踐，因為它能夠以相關的速度交付彈性軟件能力，這也是整個美國國防部軟件現代化的核心主題。DevSecOps 是一種行之有效的方法，被商業行業廣泛采用，并在多個美國國防部探路者中成功實施。DevSecOps 是軟件現代化、技術轉型和推進組織的軟件開發生態系統以提高其彈性的核心要素，同時確保網絡安全和指標/反饋至關重要。(第 1 頁）

與可行的 T&E BDA-KM 實施特別相關的原則如下。

在軟件工廠結構中堅持不懈地追求敏捷原則和文化。敏捷宣言捕捉到了定義功能關系的核心能力，每個 DevSecOps 團隊都應重視這些能力：

• 個人和互動勝過流程和工具
• 工作軟件優于綜合文檔
• 客戶合作勝于合同談判
• 應對變化勝于按計劃行事

第一項核心能力強調了個人協同工作的價值和重要性，但不應將其理解為流程和工具無關緊要。其他核心能力也是如此；文檔仍然需要，但不能以工作軟件為代價；敏捷團隊仍然要制定沖刺計劃等（第 11-12 頁）

采用云智能和數據智能架構主題。有一種樂觀的觀點認為，云能提供無窮無盡的計算能力、有保障的可用性和較低的運營成本。但現實情況是，架構不當的應用程序在云環境中仍會像在區域數據中心中一樣脆弱。如果不重新架構，實際上可能更不可靠，運營成本更高。在向云計算轉變的同時，必須采用新的架構設計模式，并優先考慮在現有企業服務的基礎上進行構建，而不是重新創造重復的功能。此外，數據的生成、傳輸和消費沒有任何減弱的跡象。軟件架構必須有意識地認識到這一點，采用更智能的應用編程接口（API）設計、緩存策略和數據標記/標簽。(第 13 頁）

2.6 《美國國防部企業級 DevSecOps 指南》（DoD Enterprise DevSecOps Playbook）

《美國國防部企業級 DevSecOps 指南》指出以下幾點。

模塊化開放系統方法（MOSA）是一種采購和設計策略，由采用開放標準的技術架構組成，支持模塊化、松散耦合和高度內聚的系統結構。《美國法典》第 10 篇第 2446a 節和美國國防部指令 5000.02 要求采用 MOSA。容器是一個輕量級、獨立、可執行的軟件包，其中包括除操作系統外運行業務服務所需的一切；代碼、運行時、系統工具、系統庫和設置。

容器是一個輕量級、獨立、可執行的軟件包，包括除操作系統外運行業務服務所需的一切；代碼、運行時、系統工具、系統庫和設置。容器在相互隔離的進程中運行，因此多個容器可以在同一主機操作系統中運行，而不會相互沖突。所有容器都必須符合開放容器倡議。美國國防部 DevSecOps 戰略要求使用 CNCF 認證的 Kubernetes 集群進行容器協調。

微服務架構是一種應用程序開發方法，它將離散的模塊化業務服務捆綁在軟件容器內。然后使用輕量級協議對這些業務服務進行松散耦合和快速組合。如果執行得當，這種方法的主要功能優勢在于，每個服務都能獨立于其他服務向前發展。此外，還有許多非功能性優勢，包括在根據需求進行擴展時更加靈活、有多種不會影響用戶群的升級選項、在每個服務級別進行更精確的網絡加固，以及對故障和恢復的固有支持。(第 6 頁）

2.7 《美國國防部企業級 DevSecOps 參考設計》（DoD Enterprise DevSecOps Reference Design）

《美國國防部企業級 DevSecOps 參考設計： CNCF Kubernetes》 規定如下。

本《美國國防部企業級 DevSecOps 參考設計》專門針對云原生計算基金會（CNCF）[13] 認證的 Kubernetes[14] 實現。這使得 DevSecOps 軟件工廠可以在任何地方實現與云無關的彈性實例化： 云、預置、嵌入式系統、邊緣計算。(第 1 頁）。

Kubernetes 是一種容器編排器，可在多個節點上管理符合開放容器倡議（OCI）[15] 的容器的調度和執行......OCI 是一種開放式治理結構，用于圍繞容器格式和運行時創建開放式行業標準。容器是本參考設計中的標準部署單元。在此參考設計中，容器可實現軟件生產自動化，還可實現操作和安全流程協調。(第 6 頁）

采用 Kubernetes 的好處與可行的 T&E BDAKM 實施特別相關，具體如下。

多模式環境： 受益于 K8s [Kubernetes] API 抽象，代碼在多種計算環境中運行同樣出色。

彈性： 自我修復不穩定或崩潰的容器。

適應性： 容器化的微服務可創建高度可組合的生態系統。可擴展性： 應用彈性，可適當擴展并滿足服務需求。

采用 K8s [Kubernetes]和兼容 OCI 的容器是實現真正的微服務重用的具體步驟，為國防部提供了在一系列計劃中追求更高水平代碼重用的強大能力。(美國國防部......CNCF Kubernetes，第 7 頁）

與可行的 T&E BDA-KM 實施特別相關的假設如下。

不要求特定的 Kubernetes 實施，但所選的 Kubernetes 實施必須已提交一致性測試結果，供 CNCF 審查和認證。

通過強制要求采用經過認證的 Kubernetes 實施，避免了廠商鎖定；但公開承認產品鎖定到 Kubernetes API 及其整體生態系統。

采用加固容器作為不可變基礎設施的一種形式，可實現通用基礎設施組件的標準化，從而實現一致和可預測的結果。(第 4 頁）

2.8 《美國國防部軟件開發和開源軟件》（DoD Software Development and Open Source Software）

《美國國防部軟件開發和開源軟件》指出：

該部必須遵循 "采用、購買、創建 "的軟件方法，在購買專有產品之前，優先采用現有的政府或開放源碼軟件解決方案，只有在現成解決方案無法滿足需要時，才創建新的非商業軟件。

開放源碼軟件符合 "商業計算機軟件 "的定義，因此，根據《美國法典》第 10 篇第 2377 節的規定，應與專有商業產品同等對待。

根據 FAR 13.104，僅以軟件為開放源碼而拒絕考慮所有開放源碼軟件可能有悖于法律法規對商業產品的偏好，并會不必要地限制競爭。開放源碼軟件應在最大程度上予以考慮。(第 3 頁）

開放源碼軟件與可行的 T&E BDA-KM 實施特別相關的優勢如下。

公開源代碼可進行持續和廣泛的同行評審，通過識別和消除核心開發團隊可能無法發現的缺陷，支持軟件的可靠性和安全性。

修改軟件源代碼的能力不受限制，使該部能夠更迅速地應對不斷變化的情況、任務和未來威脅。

使用開放源碼軟件可減少因專有限制而對特定軟件開發商或供應商的依賴（"鎖定供應商"），因為開放源碼軟件可由多個供應商運營和維護，從而更容易隨著技術和任務需求的變化更換和升級組件。盡管使用了開放源碼軟件，但在某種程度上，由于產品、結構或平臺的限制，鎖定的可能性還是存在的。

由于開放源碼軟件通常沒有按座位計算的許可成本，因此在可能需要許多軟件拷貝的情況下，開放源碼軟件可以提供成本優勢，在可能無法事先知道用戶總數的情況下，開放源碼軟件可以降低許可成本增長的風險。(第 3-4 頁）

2.9 《美國國防部軟件現代化戰略》（DoD Software Modernization Strategy）

《美國國防部軟件現代化戰略》闡述如下。

軟件現代化的愿景很簡單--以切合實際的速度提供彈性軟件能力。彈性意味著軟件的質量高、安全性好，能夠在具有挑戰性的條件下承受和恢復。相關性速度意味著需要加快交付速度，以保持競爭優勢。這種方法是切實可行的--統一整個美國國防部的努力，并與行業領先的軟件機構合作，以產生一個由美國國防部流程支持的一流軟件能力組合。(第 2 頁）

與可行的 T&E BDA-KM 實施特別相關的目標如下。

加速美國國防部企業云環境。美國國防部企業云環境是軟件現代化的基礎。多云、多供應商方法仍然適用。從企業到戰術邊緣，所有分類領域對云的要求仍然有效。從分散的云工作過渡到結構化、集成化和具有成本效益的云組合仍然是該部的意圖。隨著國防部在技術上的發展，與商業云服務提供商合作仍然至關重要。美國國防部和商業云服務提供商必須共同努力，快速、安全地部署云服務，并確保網絡安全活動的透明度，以保持對國防部數據的保護。(第 6 頁）

建立整個部的軟件工廠生態系統。如前所述，軟件越來越多地定義了軍事能力；因此，美國國防部必須擴大其快速生產安全、彈性軟件的能力，以保持競爭優勢。該戰略認識到，實現這一目標所需的現代方法和工具以及技術人才并非沒有成本。該部必須采取一種全企業范圍的方法，建立一個軟件工廠生態系統，利用各軍種已進行的投資（如：空軍 Platform One、海軍 Overmarket）、 美國國防部必須為合理數量的經批準的企業供應商制定要求，以有效擴展軟件工廠，最大限度地減少不必要的平臺重復，并推進 DevSecOps。(第 7 頁）

3 軟件的五大關鍵特性

本節根據上一節確定的聯邦指南，指出了可行的 T&E BDAKM 軟件實施的五大高級關鍵特征。

只考察前五個關鍵特征的理由是為候選的 T&E BDA-KM 解決方案提供快速方向檢查，而不是提供深入分析。

3.1 采用模塊化開放系統方法

利用支持快速演進和獨立替換特定服務和組件的 MOSA。更具體地說，利用松散耦合服務的微服務軟件架構方法，這些服務相互獨立，并通過開放接口標準進行交互。這樣就能在多個平臺上共享數據和分析結果。

3.2 盡量減少專有組件

盡可能使用自由和開源軟件（FOSS）組件，FOSS 的定義是公開源代碼和無限制許可。如果沒有其他選擇，則使用專有軟件。這樣既能最大限度地提高靈活性，又能最大限度地減輕維護和支持負擔。

3.3 利用可擴展的服務

設計并實施可快速擴展的服務架構。使用分布式計算技術（如 Apache Hadoop、Apache Spark）實現 "擴展 "性能（即通過使用更多的 CPU 而不是更快的 CPU 來提高性能），使用大數據優化存儲技術（如 Apache Parquet、Apache Cassandra）實現 "擴展 "存儲容量。

3.4 優先考慮便攜式解決方案

設計和實施可在企業內部、企業外部或兩者混合的情況下輕松部署的解決方案。這些解決方案應可部署在與供應商無關的硬件和商品硬件上，以最大限度地提高可負擔性。優先使用符合 OCI 標準的容器和 CNCF 認證的 Kubernetes 來協調和管理容器。

3.5 采用敏捷和 DevSecOps 開發方法

除 DevSecOps 軟件開發原則和方法外，設計和實施的解決方案還應遵循敏捷軟件開發原則和方法。

4 軟件實施記分卡

本節根據可行的 T&E BDA-KM 軟件實施的關鍵特征提供了一個實施記分卡。

從 20 世紀 70 年代開始，軍事理論家們開始預測，高精度常規武器與先進傳感器網絡的結合將徹底改變未來戰爭的特點，使快速精確的攻擊能夠迅速壓倒對手，為取得決定性的軍事勝利創造機會。幾十年后的今天，這一愿景的重要部分似乎已經實現；越來越精確的常規武器和大型傳感器網絡使美國等大國能夠在快速軍事行動中戰勝武器裝備較差的對手，如伊拉克、塞爾維亞、阿富汗和利比亞。盡管大多數人都承認，這些軍事勝利的政治結果遠沒有那么具有決定性，但許多分析家仍然預測，未來精確常規武器將繼續推動更具決定性的常規戰爭，讓采用并最好地利用這種武器的一方戰勝對手。

美國精確武器在戰場上取得的巨大成功是不可否認的，但它們并不能為未來的精確武器沖突提供特別好的指導。美國的成功反映了不成熟的精確軍事革命，在這場革命中，美國享有擁有此類武器的巨大優勢，而對手卻沒有。然而，隨著我們深入 21 世紀，精確常規革命的早期階段正迅速讓位于更加成熟的階段，在這一階段中，此類武器的擴散和廣泛采用將出現與美國早期軍事成功基本無關的新動態。未來大國之間的戰爭很可能會趨向于時間更長、曠日持久的沖突，因為超級大國會尋求在不升級到核戰爭的情況下脅迫對方。大量的精確常規武器非但不會緩解這種困境，反而可能會加劇常規軍事僵局，雙方都會削弱對方的力量投射能力。今天，我們很可能正在烏克蘭看到這種僵持沖突的一個版本。

在探索精確制導戰爭的未來時，軍事分析家們最好考慮一下以往軍事革命的歷史模式，在這些革命中，早期采用者的最初主導地位經常讓位于能力擴散的成熟制衡。以往的此類革命起初似乎為長期存在的軍事困境提供了獨特的技術解決方案，但隨著這些技術被更廣泛地采用，作戰人員一再重新認識到，在戰勝擁有類似武裝的對手時，在制造大規模武器和投射力量方面的基本軍事優勢與以往一樣重要。美國與其為追求神話般的精確 "銀彈 "而削弱其整體兵力，不如考慮如何使精確打擊武器最好地支持所需的平衡兵力，以威懾未來的短期或長期常規戰爭，并在必要時取得勝利。

軍事革命，過去和現在

幾個世紀以來，新技術周期性地以戲劇性的方式改變著戰爭的特征，這一過程通常被稱為軍事革命。長期以來，歷史學家一直在研究新興技術對戰爭的影響，而以政策為導向的軍事革命研究則起源較晚。20 世紀 70 年代，美國軍事改革者在反思國家最近在越南的失敗后，開始實施提高美國常規兵力殺傷力和反應能力的計劃，更加強調利用由先進傳感器精確制導的彈藥在戰場上擾亂和擊敗對手。幾十年來，各國軍隊一直在努力提高武器的精確度，而美國軍事改革者則首先通過 "突擊突破 "等計劃和 "空地作戰 "等新條令發展，系統地尋求利用精確武器和網絡化傳感器的優勢。到 20 世紀 70 年代末，蘇聯元帥尼古拉-奧加爾科夫（Nikolay V. Ogarkov）用劃時代的語言將美國的軍事改革描述為一場軍事技術革命，這場革命不僅將改變歐洲常規兵力的平衡，還將從根本上重塑未來戰爭的特征，使技術優勢的作戰者能夠迅速、果斷地解除對手的武裝并擊敗對手。

伊拉克軍隊在 1991 年的 "沙漠風暴 "行動中被迅速摧毀，表明蘇聯對軍事革命的這種預測很可能是有先見之明的。就在蘇聯解體的同時，美國的戰略家們也在借鑒奧加爾科夫的理論來探索軍事技術發展的未來，以求對新出現的安全環境有所了解。到 20 世紀 90 年代中期，軍事技術革命或軍事事務革命（RMA）的概念已成為美國國防政策分析的主要內容。從那時起，通過精確制導武器、先進傳感器和網絡化指揮控制（C2）能力的結合來追求決定性的軍事優勢，推動了美國的許多軍事創新和條令。

然而，1991 年波斯灣戰爭后，美國并非唯一對精確制導 RMA 的可能性印象深刻的國家。雖然美國戰略家們試圖擴大他們在海灣戰爭中獲得的優勢，但俄羅斯等的理論家們卻集中研究先進精確制導武器的效用。將傳感器、網絡和遠程精確火力結合起來，建立了一個反介入/區域封鎖系統，以威懾美軍，并在必要時阻止美軍在周邊集結以發動決定性攻擊。當代戰略家們撰文指出，有必要效仿美國在使用精確制導武器方面的成功經驗，破壞對手的軍事系統，迅速取得決定性勝利。俄羅斯軍事思想家也認識到遠程精確火力和先進的電子戰與網絡戰能力對威懾和破壞北約沿其邊境干預的重要性，盡管在烏克蘭的糟糕表現讓人懷疑俄羅斯軍方對這種能力的追求有多有效。盡管如此，考慮重返戰略競爭的美國戰略家們面對的對手在廣泛的技術能力、作戰概念和制勝理論上都有相似之處。

精確打擊軍事革命已進入托馬斯-馬亨肯（Thomas G. Mahnken）所說的 "成熟階段"。在這一階段，早期創新在國際體系中擴散，并被大規模復制。重要的是，軍事革命的成熟往往與早期采用者迅速喪失優勢有關。

早期的非對稱優勢隨后走向成熟，對稱性不斷增強，這種模式在歷史上屢試不爽。近代早期的西班牙軍隊利用火器、聯合武器戰術和財政軍事國家建設稱霸歐洲戰場--直到他們的眾多對手復制并超越了他們的成就。拿破侖的軍隊在作戰組織和社會動員方面也享有類似的優勢，直到他的對手通過采用法國的創新技術來適應。普魯士利用鐵路和電報進行大規模動員，建立了德意志帝國，但在第一次世界大戰中，德國面對同樣組織嚴密的對手時卻無法復制這一成功。第二次世界大戰初期，德國在裝甲戰中迅速取得了成功，但在戰爭的最后幾年，盟軍同樣對其進行了改造。

核革命

早期開發、隨后迅速適應的軍事革命進程在核武器的發展中也很明顯。美國在第二次世界大戰的最后幾天率先生產出第一批核武器。美國領導人希望核武器能在美國重建國際秩序的同時威懾并在必要時擊敗未來的侵略。然而，蘇聯和英國領導人也很快決心發展核武庫，以確保自身的安全和地位。

雖然美國領導人很快就掌握了核武器的革命性政治潛力，但美國軍事戰略家們卻在如何利用這種新武器實現戰時目標的問題上苦苦掙扎。至少在最初，美國軍事領導人將核武器視為戰時轟炸計劃的延伸。在未來的戰爭中，美國將利用其小型核武庫摧毀對手的工業戰爭制造能力。如果對手不屈服，美國將調動其龐大的常規軍事資源，在戰場上擊敗癱瘓的對手，就像當年對付軸心國一樣。因此，美國軍事領導人在戰后初期一直專注于與遠距離運載核武器相關的技術和作戰問題，特別是通過組織美國空軍。通過投資核武器，美國政治領導人希望抵消蘇聯在常備常規兵力方面的優勢，遏制蘇聯的影響力，同時避免國內經濟和社會成本的癱瘓。

1949 年 8 月蘇聯的核武器試驗本身并沒有從根本上改變美國核戰略的輪廓。雖然蘇聯核打擊的威脅具有至高無上的政治重要性，但在未來的戰爭中，即使相互使用核武器是否能起到決定性作用也并不明確。杜魯門政府的 NSC-68 報告認真對待了蘇聯發展核武器的問題，但同時也指出，核交換的結果難以預測，因此美國不僅需要龐大的核武庫，還需要打贏一場長期常規戰爭的能力。

在 1952 年的《國防白皮書》中，英國領導人更進一步描述了在所謂的斷后戰爭中，新興核武庫與常規作戰能力之間的概念互動。現在，超級大國戰爭的早期階段將由載人轟炸機投送核武器，雙方都試圖穿透對方的防空系統。此時，雙方都會動員起來進行常規消耗戰。在早期核交換中表現較好的一方將在隨后的常規戰爭階段占據優勢，但核打擊力量需要與防空、常規常備兵力和工業動員能力等優先事項相平衡。

今天看來，超級大國在核交換后發動一場斷后常規戰爭的想法難以置信，但在 20 世紀 50 年代初的政治和軍事背景下，這一想法并沒有后來看起來那么牽強。在這一時期，美國的核武庫規模仍然相對較小，用轟炸機將核彈投送到蘇聯的防御陣地以打擊不確定的目標仍然是一個不穩定的計劃。蘇聯的 "核武庫 "狀況更糟，幾乎沒有能用的彈頭或轟炸機。在這種情況下，全面核交換可能不會立即產生戰略決策的猜測并非不切實際，超級大國繼續以剩余常規能力作戰的可能性也并非不切實際。

無論 1952 年的 "斷后戰爭 "核戰略理論有什么優點，但隨著核武器數量和規模的急劇增長，它很快就黯然失色了。哈里-S-杜魯門總統針對蘇聯的核試驗，授權開發威力更大的聚變武器或 "氫 "武器，其破壞力比早期的裂變裝置高出數個數量級。威力更大的武器庫越來越多地不僅部署在轟炸機上，而且部署在遠程彈道導彈上，這些導彈能夠繞過現有的防空系統，在數分鐘而不是數小時甚至數天的飛行時間內打擊目標。

高速導彈上攜帶的大量氫彈使得在核戰爭后重新組織常規戰爭的想法變得越來越天方夜譚。隨著蘇聯研制出自己的氫彈，到 20 世紀 50 年代中期，美國的核規劃越來越強調對蘇聯核兵力進行先發制人的攻擊，以限制對美國社會造成的破壞。到 20 世紀 50 年代末，核火力的持續擴張甚至使這一限制損失的使命也受到質疑，因為即使只有幾枚導彈在第一次打擊中幸存下來，也會對侵略者造成無法接受的嚴重報復性損失。

為持久常規戰爭做好準備的呼吁在實施過程中也面臨著巨大的政治和社會障礙。在政治上，西方領導人對準備大規模核戰爭和艱苦的常規消耗戰的財政成本表示反對。盡管杜魯門的 NSC-68 號文件呼吁進行廣泛的經濟動員，但艾森豪威爾政府的 "新視野 "政策卻尋求加強核能力以達到威懾目的，同時不再強調常規戰爭。到 20 世紀 60 年代初，肯尼迪政府試圖重振常規能力，不是為了發動一場艱苦的常規消耗戰，而是為了在更有限的沖突和危機中恢復機動靈活性。約翰-肯尼迪總統和國防部長羅伯特-麥克納馬拉（Robert S. McNamara）削減國防開支的愿望促使他們采納了 "確保摧毀 "框架，在此框架下，美國的核兵力任務是通過生存和報復而非先發制人的自衛來威懾蘇聯。為攻擊后動員（甚至是攻擊后生存）做準備的定期嘗試也沒有受到公眾的熱烈歡迎。

斷后戰爭理論的消亡對未來的國防規劃產生了深遠的影響。美國領導人和軍事戰略家越來越多地預測，未來的大國戰爭將是短平快的。盡管從 20 世紀 60 年代中期開始，美國的宣示政策就一直強調 "戰略穩定"，但在實踐中，美國仍在尋求各種方法來限制核攻擊對自身造成的損害，包括發展先發制人的攻擊能力，以破壞對手的指揮系統，并在敵方核兵力仍在地面或水下時將其摧毀。即使美國的戰略家們在努力解決核威懾的悖論，許多人仍然認為，一旦發生核戰爭，無論經濟潛力或常規軍事力量如何平衡，先發制人的一方都將享有重大優勢。

現代技術將賦予進攻方壓倒性優勢的信念不僅影響了核戰略，也影響了對精確制導常規武器的思考。到了 20 世紀 80 年代，精確制導武器的支持者同樣認為，盡早積極地使用這類武器將使美國能夠擾亂并擊敗對手，而不論其經濟或常規軍事潛力如何。20 世紀 90 年代和隨后 10 年初的短兵相接的戰爭似乎證實了這種打擊敵對國家的潛力。

畢竟，20 世紀 50 年代和 60 年代的核戰略家們認為，即使在核武器技術廣泛擴散的 "成熟 "革命背景下，核武器也具有決定性作用。問題仍然存在： 在成熟的精確打擊能力體系下，我們對未來沖突的預期會是什么？

成熟的精確打擊

試圖設想未來核戰爭的戰略家們面臨著一個巨大的障礙，那就是從未發生過這樣的戰爭。因此，對這一不可思議的現象進行思考需要相當豐富的想象力，以確定關鍵因素并推斷重要趨勢。在想象成熟的精確打擊革命下的沖突時，我們享有一些優勢，包括在過去幾十年中發生的幾場沖突中，戰斗人員都使用了精確制導的常規武器。然而，一個共同的實證挑戰依然存在，因為在我們最近的案例中，很少（如果有的話）能被認為是 "成熟 "的，即雙方都能用精確常規打擊摧毀對方。在美國主導的戰爭中使用精確制導武器與 1945 年對日本使用核武器類似：都是早期革命階段的產物，可作為未來分析的試金石，但其具體特征不太可能在成熟、擴散的體系中重現。俄羅斯對烏克蘭的入侵提供了一些暗示，說明即使在精確武裝的戰場上也可能存在那種常規僵局，盡管迄今為止雙方都沒有實現精確軍事革命支持者所設想的那種對敵方作戰系統的系統性、遠程破壞。因此，探索一個成熟的精確常規體系的動態也需要豐富的想象力。

精確制導武器無疑激發了人們的想象力。從 1991 年海灣戰爭開始，通過發布大量精確制導武器工作的視頻記錄，國際受眾得以在前排觀看精確制導武器的使用。它們突然襲擊并摧毀特定目標的能力主導了公眾的討論。從視頻中較難發現的是這種精確打擊系統的更大 "后端"，包括監視對手的傳感器、將傳感器數據轉化為可行動目標的情報過程、向這些目標運送彈藥的飛機和導彈、協調這些活動的指揮系統以及將整個過程聯系在一起的網絡。

破壞的首要地位

在離散物體爆炸的戲劇性視頻中完全看不到精確制導武器使用的思想基礎，即不把對手視為需要推翻的單一兵力，而是將其視為需要破壞的系統。在這一框架下，精確制導武器不是針對敵方的大部分兵力，而是針對其軍事系統中的關鍵節點：傳感器、分析人員、指揮官以及使敵方軍隊得以運作的網絡。無論是美國的 "全球公域進入與機動聯合概念"、俄羅斯的 "主動防御"，還是中國的 "系統對抗"，有針對性地破壞對手的系統都是當今主要軍事力量準備精確制導戰爭的核心。通過利用精確制導武器的獨特能力打擊對手系統中的脆弱節點，這些主要國家的軍隊都在尋求瓦解對手的抵抗能力。總體而言，這是一種明智的方法，從伊拉克和塞爾維亞到也門和亞美尼亞，各國軍隊在精確制導武器的攻擊下都經歷了巨大的破壞，這也驗證了這種方法的正確性。

至于這種破壞在未來戰爭中是否同樣有效，就不那么確定了。在未來裝備精良的平等國家之間的沖突中，并非對手軍事系統的所有要素都同樣容易受到精確常規攻擊的破壞。通常情況下，敵方體系中的大型固定節點在精確攻擊面前的脆弱程度要明顯高于那些規模較小、機動性較強或更容易隱藏的要素。這一觀察結果具有重要意義。一旦其他精確武器分散在卡車、飛機或艦船上，精確武器就不可能非常有效地摧毀這些武器。當然，精確武器依賴于指揮設施，而指揮設施本身也容易受到攻擊。破壞指揮系統將進一步削弱對手打擊小型、機動和隱蔽目標的能力。但破壞大型指揮系統并不能輕易阻止對類似的大型知名目標的攻擊，因為這些目標可以提前定位，并在極少的外部支持下發動攻擊。因此，擁有遠程精確攻擊能力的交戰方將很難限制對手的類似系統對自己的固定、高價值目標造成的破壞。移動式和分散式精確攻擊系統之間的相互作用將微乎其微；相反，面對指揮系統的破壞，每一方都可能將自己的破壞性攻擊主要指向對方的固定、高價值目標。

除主要 C2 設施外，另一類可能的高價值目標是主要后勤樞紐。港口、機場、火車站、橋梁、燃料儲存地、發電廠、大宗儲存設施和數據中心只是主要軍事力量賴以投射力量和維持作戰行動的固定設施中的一小部分。摧毀這些目標或使其癱瘓，將極大地削弱對手向特定戰區投送力量或在戰區內機動的能力。與大型指揮設施一樣，這些固定的后勤資產也是一組目標，可在沖突前加以發展，并在相對較少的支持下用遠程導彈進行攻擊。

說到在大規模戰爭中擾亂對手兵力，最后一組關鍵目標將是主要的海上資產，如航空母艦和兩棲作戰群。如果主要海上資產在港口被發現，它們與其他固定目標幾乎沒有區別，可以相對容易地受到攻擊。在海上攻擊軍艦則是另一個問題。在敵方基地附近行動的軍艦很可能會面臨反艦導彈群的巨大威脅，盡管這種攻擊對遠海軍艦的數量會有所下降。隨著指揮控制功能的崩潰，在任何距離上瞄準海上戰艦都可能變得更加困難。在未來的沖突中，我們可能會看到在港口和敵對海域的主要戰艦會在早期階段被突然摧毀，隨后隨著主要戰艦尋求避免在海上被發現以及 C2 功能的崩潰，精確打擊能力會顯著下降。

因此，在成熟和擴散的精確打擊機制下發生的沖突與近期的沖突既有相似之處，也有不同之處。龐大的精確遠程常規武器庫仍將對對手的行動造成重大破壞。然而，當雙方都擁有類似水平的精確打擊能力時，新出現的沖突就不太可能像近幾十年來那樣一邊倒。雖然精確制導武器的早期交換可能會摧毀大型戰艦等關鍵移動資產，但雙方都不可能完全摧毀對方分散的移動精確攻擊能力。因此，雙方都有可能轉而攻擊固定的高價值目標，如 C2 設施和后勤樞紐，以進一步破壞軍事行動。相互攻擊易受攻擊的 C2 系統將形成一個自我強化的循環，不斷降低攻擊動態、移動目標的能力。在軍事行動層面，成熟精確打擊系統之間的沖突很可能會產生一種相互干擾。

脅迫的挑戰

盡管精確武器具有破壞潛力，但它并未改變將戰場勝利與更大的政治目標聯系起來的戰略挑戰。成熟的精確革命所面臨的根本問題將是如何利用戰時破壞來實現更大的戰略效果和政治目標。在成熟的精確革命下，利用對手的混亂將難上加難，因為自己的主要兵力也同樣受到了干擾。我們應該懷疑，在成熟的精確革命下，常規沖突將面臨拖延和消耗的高風險。

鑒于目前圍繞精確武器的 "神秘感 "及其快速、決定性地贏得戰爭的所謂能力，很少有人會預測精確常規沖突會陷入僵局。這種 "神秘感 "是幾十年來使用精確武器對付武器裝備較差的對手所建立起來的，它可能是精確打擊機制的最大戰略資產。自 1991 年海灣戰爭以來，通過精確打擊進行壓倒性破壞的威脅對常規沖突產生了強大的威懾作用。

如今，俄羅斯等發展自己的精確攻擊能力，使人們對美國的力量投射能力產生了嚴重懷疑，這表明對手潛在的常規精確攻擊的威懾力依然強大。我們可以期待，精確常規攻擊的潛在威脅將繼續制約未來的大國戰爭。因此，加強精確打擊能力以強化常規威懾是一項明智的政策。

不過，如果威懾失敗，精確打擊的神秘感也會迅速消退，因為精確打擊能力并沒有解決在戰時脅迫對手的難題。各國偶爾也會依靠 "兵力 "來奪取自己想要的東西，但在大多數情況下，戰爭的終結需要脅迫對手做出政治讓步，即威脅對手的價值觀，使其同意自己的要求。這種強制脅迫的理論要求是眾所周知的；脅迫者必須將傷害對手的能力與傷害對手的意愿結合起來，然后以一種令人信服的方式向對手傳達這種能力和可信度。在實踐中，戰時卓越是很難實現的。作戰人員很難發現并攻擊對手所重視的東西。對手采取的反制措施會削弱脅迫工具的效力。可信度更是難以衡量。政治領導人會限制兵力的使用，以避免事態升級或國內反彈。領導人和公眾對暴力的反應是憤怒，這使得評估政治利害關系的 "理性 "價值變得更加復雜。溝通也并非易事。領導人的不同世界觀使他們難以進行有效溝通。領導人有強烈的動機避免戰時討價還價，因為他們害怕進一步鼓勵對手。這些阻礙有效 "卓越 "的因素意味著，國家往往難以將其破壞性的戰場能力與快速的政治成功聯系起來。

精確打擊能力幾乎無法緩解這些戰時脅迫的障礙。精確打擊能力確實能提高快速摧毀一組特定目標的能力，但它們并不能提供更多關于應打擊哪些目標的洞察力，也不能削弱對手通過加固、隱蔽或分散來采取反制措施的能力。精確打擊能力對改變特定政治問題上的利益平衡作用甚微，在邊際上，由于公眾習慣了以極低附帶損害為特點的沖突，精確打擊能力可能會削弱公眾對傷亡的容忍度，從而使可信的威脅變得更加復雜。精確打擊對避免誤解或鼓勵早期和平談判的作用不大，特別是如果對手的領導層和通信受到破壞，就更難進行迅速談判。

早期的精確常規革命證實了在戰時迫使對手的持續挑戰。1991 年，美國的精確攻擊不足以迫使薩達姆-侯賽因撤出科威特；只有在美國地面部隊與伊拉克對應部隊交戰之后，侯賽因才下令撤出被占領土。1999 年，美國對塞爾維亞的脅迫性攻擊確實產生了效果，但這是在經過多個月的轟炸以及塞爾維亞在外交和經濟上日益孤立之后才取得的。美國分別于 2001 年和 2003 年入侵阿富汗和伊拉克，其目標不是威懾，而是通過地面入侵實現政權更迭。2006 年，以色列竭力脅迫真主黨。北約在 2011 年脅迫利比亞，結果卻摧毀了卡扎菲政權。沙特領導的空襲未能迫使也門胡塞武裝投降。俄羅斯正在進行的打擊烏克蘭能源基礎設施的行動尚未取得更好的結果。

最近的歷史還表明，在未來戰爭中，常規精確打擊還存在其他一些限制。首先，防御者可以修復已損壞的目標，因此需要反復進行再攻擊，以確保這些目標無法繼續運作。其次，用多種武器攻擊每個目標意味著常規精確打擊需要許多精確武器。85 第二，用多種武器攻擊每個目標意味著精確的常規打擊需要許多精確武器。即使是在寬松環境下作戰的兵力也曾多次出現關鍵精確武器不足的情況。第三，未來的沖突很可能更重視超遠距離的常規攻擊，以更好地迅速瓦解對手的指揮和后勤能力。然而，由于遠程武器比短程武器昂貴得多，武器的射程和火力之間仍然存在著巨大的機會成本。綜合考慮，作戰節奏的加快和遠程打擊資產的稀缺性表明，精確打擊系統的威懾能力將在最初的暴力沖突之后隨著彈夾的耗盡和損害的修復而急劇下降。然而，在強制理論中，正是未來暴力的前景迫使對手屈服。雖然最初的精確常規武器交換會造成巨大的破壞，但精確攻擊的收益會迅速減少，這對有效的脅迫構成了進一步的障礙。

如果脅迫仍然困難重重，那么國家將如何利用其破壞性精確攻擊來實現特定的戰時目標呢？在成熟的精確打擊體制下，未來沖突的關鍵變量將是時間。破壞性精確打擊能力將是一種浪費資產。彈夾將迅速耗盡，指揮和控制能力將迅速退化，對手將采取更有效的反制和維修措施。未來精確常規沖突的關鍵戰略問題將是如何利用這種初期爆發的破壞力來支持實現軍事和政治目標的其他努力。

一個可能的答案是 "既成事實"，在這種沖突情況下，一方利用其常規攻擊能力擾亂對手的反應，同時通過無需脅迫的 "兵力攻擊 "實際奪取一塊關鍵領土。一旦占領新領土，侵略者就可以設法阻止對手反擊。既成事實 "概念為整合遠程精確火力以實現更大的政治軍事目標提供了路線圖，其優點在于強調精確打擊在破壞和威懾方面的優勢，同時避免對通過轟炸迅速迫使對手投降的可疑依賴。

然而，使用精確常規火力支持既成事實戰略也會帶來嚴重風險。首先，它假定侵略者能夠在足夠長的時間內干擾防御者以實現其兵力目標。這種破壞性攻擊不太可能阻止擁有類似武器的對手以自己的破壞性精確攻擊進行報復。在精確攻擊能力成熟、擴散的世界里，侵略者不僅必須破壞防御者，還必須在防御者的報復性破壞面前投射自己的力量奪取地形--這是一個困難的命題。一些旨在擊敗既成事實戰略的作戰概念強調，防御方必須采取自己的破壞性攻擊。例如，美國的 "空海一體戰 "概念試圖在沖突開始時對對手兵力發動縱深破壞性打擊來應對對手的反介入能力。

既成事實方法面臨的第二個挑戰是需要克服地方防御，而精確打擊能力將增強地方防御。雖然遠程武器仍然少之又少，但短程精確火炮和火箭彈的數量將大大增加。侵略者的兵力也需要在這種日益危險的近距離戰斗中取得勝利。因此，其他分析家建議通過加強 "鈍兵力 "來應對既成事實，而對手必須克服這些鈍兵力才能完成野蠻攫取。2022 年初，俄羅斯兵力在試圖奪取基輔時遇到了重重困難，其最初攻勢被烏克蘭無人機和便攜式反坦克火力擊潰，這就是這一挑戰的生動體現。如果侵略者無法克服當地的防御，那么其既成事實就會失敗。

最后，既成事實戰略還必須阻止防御方在初期破壞消失后發動更大規模的反擊。大規模常規攻擊（包括破壞性精確打擊）將使威懾難以重建。首先，一旦遭到攻擊，防御方很可能會憤怒反擊，這可能會使立即討價還價變得困難。其次，防御方有強烈的動機避免立即談判，以免 "獎勵 "進一步的侵略。第三，常規精確兵力一旦使用，很可能會失去一些威懾性的神秘感，尤其是當防御方從最初一波打擊中恢復并重組兵力時。第四，防御方可能會橫向升級沖突，包括進行間接攻擊--例如，在遙遠的戰區發動攻擊或進行遠距離封鎖。一些分析家建議采用此類間接方案，以便在未來沖突中實現橫向升級，從而擊敗既成事實。所有這些都假定侵略者最初的破壞和力量投射進展順利；如果防御者能夠挫敗侵略者奪取領土的企圖，那么重建威懾將更加困難。

在精確打擊能力成熟且不斷擴散的今天，即使是既成事實的戰略也可能難以奏效。這種戰役的決定性因素不是精確武器本身，而是侵略者或防御者以常規方式投射力量奪取或保衛領土的能力。精確常規武器的廣泛擴散將大大增加雙方投射力量的難度。雖然在精確打擊系統方面擁有優勢是有益的，但真正起決定性作用的能力仍將是超越和對抗對手精確能力的力量投射能力。

例如，雖然阿塞拜疆在 2020 年 9 月與亞美尼亞的沖突中因使用精確常規武器而備受關注，但事實上，阿塞拜疆的勝利來自于其不斷增強的奪取地形的能力，即使面對亞美尼亞的猛烈反擊。只有當阿塞拜疆兵力包圍該地區首府舒沙時，亞美尼亞領導人才被迫讓出有爭議的地形。精確火力是阿塞拜疆取得成功的關鍵因素，但事實證明，不顧亞美尼亞的抵抗而投射火力的能力是決定性的。同樣，盡管俄羅斯兵力在 2022 年春季艱難地抵達基輔，但到了當年秋季，烏克蘭兵力通過相當傳統但卻非常有效的聯合兵種機動，從俄羅斯人手中奪回了領土。盡管精確常規武器日益擴散，但軍隊仍然對傳統作戰能力的持續相關性感到 "震驚"。

隨著精確常規武器的擴散，實現政治目標和結束相對較小的沖突將變得更加困難。成熟的精確常規武器革命的世界很可能以軍事僵局為標志，這與早期的決定性戰爭的愿景相去甚遠。精確革命的真正受益者不一定是那些擁有最精確武器的國家，而是那些最有能力在對手轟炸下繼續作戰的國家。

新的斷后場景

在精密常規武器成熟的時代，兩個裝備精良的對手之間的持久沖突會是什么樣子？最近在納戈爾諾-卡拉巴赫和烏克蘭發生的戰爭提供了一些線索，盡管由于俄羅斯軍隊在烏克蘭的表現出人意料地不盡如人意，這些線索可能比預期的要少。然而，任何人都不能從俄羅斯的失敗中得出結論，認為未來的沖突對其他國家，甚至是美國來說會更容易。成熟的精確打擊機制之間的真正沖突仍在未來。

成熟的精確打擊戰可能會出現的一種情況是未來中美之間的大規模沖突。雖然對這種戰爭的想象必然是推測性的，但它也為我們提供了一個機會，以確定成熟精確打擊革命中未被充分研究的要素，并對其進行進一步分析。冷戰初期的 "斷后戰爭 "理論在這里發揮了最大作用。為了特別關注常規能力，我們還將暫時假設雙方都沒有迅速使用核武器或經濟崩潰。這樣一場曠日持久的常規戰爭會是怎樣的呢？

這在很大程度上取決于沖突的具體政治途徑，也許是臺灣問題，但就目的而言，中美之間的大規模戰爭很可能會迅速升級為可預見的大規模精確常規交火模式。中美兩國目前都在宣揚強調早期大規模使用破壞性攻擊的作戰條令。然而，這種大規模交火不太可能具有決定性意義。雙方都無法阻止對方發動毀滅性的破壞性攻擊。因此，雙方的指揮和后勤能力都將受到嚴重削弱。戰區內的中美海軍兵力，尤其是航空母艦和大型兩棲艦艇等大型平臺，可能會接二連三地被擊沉。然而，這些毀滅性和破壞性攻擊本身并不會結束沖突。

如果雙方都無法迫使對方接受條件，接下來會發生什么呢？這種曠日持久的沖突可能會經歷幾個階段。在這種大規模精確火力交火之后，持續的戰斗將不得不由殘余的 "現役兵力"--那些在初始交火中并非優先目標的傳統常規系統--來打。小型水面作戰艦艇、幸存的潛艇以及攜帶短程炸彈和導彈的殘存戰術飛機將是近期的首選平臺，因為它們至少具有短距離投射力量的能力。鑒于中國擁有龐大的小型戰斗機艦隊，且許多空軍基地距離臺灣島近在咫尺，因此中國可能會在這種攻擊后的周邊環境中享有戰術和作戰優勢。大陸可能會對臺灣采取封鎖和轟炸的脅迫戰略，而美國將難以應對。然而，鑒于以往脅迫行動所面臨的挑戰，拼湊起來的脅迫方式似乎也不太可能使臺灣迅速投降。

由于戰區內的剩余兵力不足以取得勝利，預計雙方都會向沖突地區增派主力部隊。例如，戰爭開始時，并非每艘美國航空母艦都在西太平洋；即使戰區內的每艘航空母艦都在中國的首次打擊中被摧毀，美國仍有戰略儲備。中國也有未參加行動的海軍兵力。其他力量投送能力也是如此，包括總部單位、傳感器系統、油輪和兩棲運輸艦。隨著指揮系統的退化和彈藥庫的耗盡，這些兵力甚至可能在以后更大規模、更常規的戰斗中相遇。在短期內，這一 "重組 "階段很可能對美國有利，因為美國在世界各地部署的力量仍有很大的縱深可供利用。然而，戰區內的兵力平衡可能會出現非常難以預料的搖擺，就像 1943 年美國新型戰艦抵達之前第二次世界大戰太平洋海上對抗中的情況一樣。

隨著后方的常規能力從戰區外向前推進，每一方都將面臨盡快重建其精確常規能力的巨大壓力。在指揮網絡和傳感器系統相對完好的情況下，遠程導彈的價值將不如沖突開始時那么大，但這類武器在可用的時候和可用的地方仍然具有強大的威力。隨著新的主力兵力向前推進，他們的行動將以對關鍵指揮和動力投射系統的定期 "外科手術式 "精確攻擊為間歇。如果一方能夠以明顯高于另一方的速度生產新型遠程導彈，那么它將在持久的常規戰爭中占據微弱但重要的優勢。然而，繼續 "狙擊 "主要的動力投射資產很可能不會產生多少優勢，反而會進一步延長沖突。

如果常規沖突真的曠日持久，預計參戰各方的后勤能力將面臨巨大考驗。例如，會認為中國會利用其短程戰術飛機在當地的直接優勢，對臺灣進行持續的常規轟炸，希望迫使臺灣投降。然而，這樣的空襲行動將帶來挑戰，即在機組人員和裝備日益疲勞的情況下維持高出動率。在對抗性環境中，雙方都將難以在海上和空中長時間維持高強度的作戰行動。鑒于美國在海外高強度作戰方面擁有更豐富的經驗，因此可能在兵力持久性方面享有一些優勢。然而，從長遠來看，最終結果可能是一場 "中等強度 "的沖突，在這種沖突中，部隊重組的時間較長，而突然爆發的高強度戰斗則會使剩余兵力在遠離本土的情況下掙扎著進行打擊和物質維持。

之后，如果不發生大規模核戰爭或經濟突然崩潰，預計雙方都會開始調動更強的工業能力來重新制造戰爭物資。雖然無法知道這些物資會是什么樣子，但可以推測，雙方都會尋求迅速迭代沖突本身產生的新戰術和程序，就像盟軍在部署 B-24 戰斗機時，將其與無線電測向站結合起來對付德國 U 型潛艇，以及將主要水面戰斗機重新用作防空平臺，以增強對神風特攻隊的防御火力一樣。或許可以猜測，在沖突中快速生產和迭代的那些東西看起來更像是可攻擊的機器人，而不是像杰拉爾德-R-福特號（CVN 78）這樣的大型平臺。未來這場曠日持久的常規戰爭很可能會刺激大規模自主機器人戰爭的發展，就像第二次世界大戰改變和增強了有人駕駛的軍事航空一樣。同樣不清楚的是，這種新出現的激進能力是否以及如何使交戰雙方能夠投射力量、相互脅迫并最終結束沖突，不過，如果這種創新能夠實現更低成本的遠程精確常規攻擊，那么即使不使用核武器，也會對雙方造成巨大的經濟和社會破壞。

上述情況雖然必然是推測性的，但卻能想象在成熟的常規精確打擊革命下持久沖突的輪廓。從這個思想實驗中，可以得出一些一般性結論。首先，不應指望在未來大國間的主要戰爭中出現銀彈。強大的遠程精確打擊綜合體是美國追求的重要工具，但不損害傳統的軍事能力。在未來的常規戰爭中，無論導彈或傳感器變得多么先進，艦艇、飛機和士兵的數量仍然非常重要。即使對于航母和加油機等 "脆弱 "系統來說也是如此，因為足夠數量的航母和加油機將能夠吸收遠程火力，同時仍能支持較為溫和的作戰行動。雖然精確打擊系統對常規威懾做出了重要貢獻，但美國也需要對在攻擊后環境中作戰和取勝所需的常規兵力進行大量均衡投資。擁有繼續作戰的能力，首先就能提高啟動精確打擊系統的威脅的可信度。

其次，在精確反擊戰中繼續作戰的能力不僅取決于武器系統，還取決于靈活的指揮和控制。鑒于美國及其對手都非常重視擾亂敵方的決策，應該預料到，指揮與控制目標將成為裝備精良的精確常規武器的大國之間未來沖突的主要焦點。在常規武器的早期交鋒中贏得優勢的重點，引導人們關注提高軍事決策速度的必要性，以便更好地在自己被打亂之前打亂對手。然而，在一個擁有大量精確常規武器的世界里，沒有理由認為攻擊敵人的速度稍微快一點，就能使自己的指揮和控制更安全地免遭反擊。雖然決策速度仍很重要，但它必須與必要的應變能力和靈活性相平衡，以便在曠日持久的常規沖突中既能承受兵力和網絡的打擊，又能繼續戰斗。

第三，核武器仍然非常重要。由于精確常規武器不太可能迅速結束未來有核國家之間的戰爭，需要認真對待大規模持久常規戰爭的可能性。然而，正如上文所描述的曠日持久的戰爭場景中日益絕望的階段所充分表明的那樣，這種戰爭具有核升級的重大風險。強大的核威懾作為防止對手破壞性升級的后盾變得更加重要。此外，在未來的沖突中，無論是否使用戰略核武器進行打擊，戰略核武器的優勢都將提供額外的強制影響力。即使在追求先進的精確常規武器的同時，美國也會盡可能保持戰略核優勢。將兵力現代化與軍備限制相結合的有效競爭戰略會維持美國的戰略核優勢，從而加強核威懾與常規威懾。

第四，盟友非常重要。為簡單起見，上述方案有意忽略了安全合作伙伴。然而，盟友在這樣的沖突中非常重要。只要盟國擁有自己的精確打擊系統，就能在初期較長時間內干擾對手的行動。即使沒有自己的精確打擊系統，盟國的傳統常規兵力在攻擊后的環境中仍然非常重要，在這種環境中，小型水面戰斗艦和戰術飛機的價值將迅速增加。在曠日持久的沖突中，即使是姍姍來遲的盟國也能提供寶貴的資源來維持戰斗，包括正常運轉的指揮和傳感器能力，以及避免了最初重大精確打擊交換的作戰兵力。最后，盟友或合作伙伴即使根本不參戰，也能提供重要的脅迫手段。在攻擊后的環境中，美國和中國都必須迅速做出決定，在其他地方抽調兵力，將其調入主戰場。其他戰區伙伴兵力的存在，無論是印度兵力還是俄羅斯兵力，都會給兩國帶來越來越大的壓力，迫使他們減少損失，在常規或核全面破壞之前找到一些退路。

第五，應著眼于國防工業基礎，而不僅僅是為了長期競爭。需要激增彈藥生產以滿足未來安全需求并不是什么新觀點，但常規戰爭的終結方案如此之少的事實突出表明，既需要大量儲存短程彈藥，也需要在發射后盡快重建遠程兵力的能力。烏克蘭戰爭凸顯了這一問題，因為美國正在削減短程精確武器庫存以支持烏克蘭兵力；未來的高強度精確沖突將對遠程巡航導彈等更加稀缺的資源提出更高的要求。同樣，美國可能會更多地考慮在未來斷后的常規環境中，主要的力量投射能力已經失效，但武裝沖突仍在繼續，在這種情況下，什么樣的廉價、長腿能力可能最有用。一些不適合高強度沖突初期階段的系統--例如速度較慢、非隱形的無人機--可能會在高端傳感器退化、彈倉空虛后變得更加有用。在這種情況下，盟國和合作伙伴也可能成為重要的物資來源，包括在長期作戰行動中提供彈藥。如果兵力的規模在戰斗中仍然重要，那么大規模工業（無論如何構想）仍然是戰場規模的重要推動力。

熱核武器壓倒性的火力使人們不再認為成熟的核革命可能會迅速引發斷后戰爭。隨著美蘇兩國核武器規模和數量的增加，任何一個超級大國在核沖突的最初幾天甚至幾小時之后就會動員起來的想法變得越來越難以接受。因此，人們放棄了在大規模核破壞后進行曠日持久的常規沖突的想法，轉而強調先發制人的限制性攻擊和可生存的二次打擊兵力的重要性。

雖然 "后發制人 "的想法與成熟的核革命并不相稱，但如果將其與日益成熟的精確常規武器革命相比較，則會產生巨大的共鳴。與之前的核武器一樣，精確常規系統為攻擊和破壞對手的行動提供了無與倫比的機會。然而，與核武器不同，精確常規武器缺乏摧毀整個社會的壓倒性火力。因此，隨著精確常規武器的成熟和擴散，我們很可能會看到以相互精確干擾和暴力僵局為特點的沖突再次爆發，在這種情況下，作戰雙方都在努力積累軍事資源，以便在曠日持久的常規沖突中取得勝利。斷后戰爭理論預測，在這種情況下，最初交換 "革命性 "軍事武器的決定性作用要小于交換武器后繼續進行常規戰爭的更大結構性能力。烏克蘭戰爭可能就是這種持久沖突的預演。

精確常規武器提供了一種新的重要軍事工具，應竭盡所能在這一關鍵能力上領先于對手。但追求精確制導的優勢不能以犧牲更大的常規和核軍事能力為代價，這些能力是遏制與同級競爭對手的沖突，并在必要時在沖突中取得勝利所必需的。精確常規打擊本身并不能贏得戰爭。在精確打擊占主導地位的時代，它們并不能贏得戰爭，而在精確打擊系統廣泛擴散的未來，它們更不可能贏得戰爭。未來沖突的關鍵問題仍然是如何利用精確常規武器的優勢，同時保持在短期或長期常規沖突中作戰并取得勝利的能力。在新的戰略競爭時代，通過整合多種不同能力來打贏重大戰爭的深厚能力將成為最強大的常規威懾力量。

現代戰爭越來越多地在信息環境中進行，通過開源媒體使用欺騙和影響技術。北約國家的政府、學術界和工業界已經通過開發各種創新的計算方法，從大量的媒體內容中提取、處理、分析和可視化有意義的信息來做出回應。然而，目前仍不清楚哪些（組合）工具能滿足軍事分析人員和操作人員的要求，以及是否有些要求仍未得到滿足。為此，加拿大DRDC和荷蘭TNO啟動了一項合作，以開發一個標準化和多方位的媒體分析需求圖。本文介紹了該合作的第一階段所完成的工作。具體來說， (1) 開發了一個可能的媒體分析工具功能框架；(2) 收集了CAN和NLD利益相關者的當前用戶需求；以及(3) 分析了差距，以顯示哪些用戶需求可以通過哪些功能來滿足。這個項目直接建立在SAS-142的基礎上，通過使用互聯網開發科學和技術評估框架（FIESTA）。本文說明了FIESTA在兩個突出的媒體分析能力中的應用：（1）情緒分析和（2）敘事分析。研究結果表明，盡管這些能力有一些獨特的功能，但它們有非常多的共同功能。因此，研究和開發工作可以通過專注于獨特（新穎）的功能，同時回收多用途的功能而得到優化。通過將FIESTA應用于多種媒體分析能力并與多個北約國家合作，這些效率的提高可以成倍增加。

圖4. 人工智能對目標定位的增強：人工智能可以通過搜索目標并在發現后發出警報來增強動態目標定位周期。

開發和使用新的軍事技術是一個軍事專業人員工作的一部分。事實上，軍事歷史在很大程度上是一個技術革新的故事，士兵需要學習如何操作新系統。因此，關于整合人工智能的很多東西并不新鮮。就像坦克、飛機甚至弩一樣，隨著時間的推移，士兵們學會了使用和運用技術，工業界學會了以足夠的數量和質量生產技術，高級領導人學會了運用技術來實現戰略效果。如前所述，人工智能技術與它們的顛覆性“前輩”之間的區別在于，前者有能力改善廣泛的軍事武器、系統和應用。由于這種潛在的普遍性，幾乎所有的士兵都必須在某種程度上變得熟練，才能有效地和道德地運用AI技術。隨著這項技術在應用上的擴展，戰爭將像管理暴力一樣管理數據。

這種普遍性也提出了關于人類發展和人才管理的問題。盡管培訓計劃最終會培養出更多的知識型士兵，人事系統也會提高管理士兵的能力，但軍警人員能夠獲得知識和技能的限制仍然存在，特別是在作戰層面。盡管討論的目的不是要建立嚴格的指導方針，但討論確定了士兵需要獲得的許多知識。例如，士兵將需要知道如何策劃和培訓數據庫，而該數據庫對他們正在執行的任務有著重要作用。這樣做需要確保數據的準確、完整、一致和及時。使用這些數據需要熟練應用推薦模型卡中描述的條件，而熟練的操作有助于確保算法以有效和道德的方式執行。

當然，信任不能僅靠政策和程序來保證。指揮官、參謀員和操作員需要知道他們被信任做什么，以及他們信任系統做什么。指揮官、參謀員和操作員信任人工智能系統來識別合法目標，并避免識別非法目標。參與這一過程的人必須在使用這些信息時，既需要擊敗敵人，又必須避免友軍和非戰斗人員的傷亡。要找到這種平衡，就需要判斷人應該承擔多大的風險。

只要參與流程的人類能夠與系統進行有效的互動，由人工智能賦能的系統就能促進找到這種平衡。在將人類控制整合到機器流程中時，人們經常被迫在控制和速度之間做出選擇：強加的人類控制越多，系統的運行速度就越慢。但本研究發現這種兩難的局面是錯誤的。盡管在某些情況下，在人的控制和速度之間進行平衡可能是必要的，但如果系統要最佳地運作，人的輸入是必要的。

實現最佳性能首先要求指揮官確保參謀和操作人員了解模型能力，理解數據質量的重要性，以及洞悉模型在作戰環境中的表現。盡管它可能不會使系統更加精確或準確，但實現這些任務可使系統能夠更好地對輸出進行概率分配。第二，指揮官需要確定對任務、友軍戰斗人員和敵方非戰斗人員的風險有多大才合適。這一決定很復雜，其中關鍵任務可能是需要容忍更多的友軍和非戰斗人員傷亡。同樣，如果非戰斗人員的密度較低，即使任務不那么緊急，也可以容忍較高的風險。尋找這種平衡將是人類的工作。

但在前面描述的模糊邏輯控制器的幫助下，指揮官可以更好地確定什么時候可以信任一個人工智能系統在沒有人類監督的情況下執行一些目標定位步驟。此外，可以通過構建交互的邏輯，以找到多種不同的人機互動配置，確保系統的最佳使用，同時避免不必要的傷害。在LSCO期間，讓指揮官在需要時選擇智能和負責任地加快目標定位過程將是至關重要的，本報告中提出的設計實現了這一目標。這一成就在未來尤其重要，因為為了保護部隊并實現任務目標，指揮官將面臨大量時間敏感目標，及面臨承擔更多風險的操作條件。

在培養具有正確技能的足夠數量士兵以充分利用人工智能技術方面，仍有大量的工作。目前的人才管理計劃尚未達到管理這一挑戰的要求，盡管多個有前途的計劃準備最終滿足需求。然而，在大多數情況下，這些計劃都是為了滿足機構層面的要求，在機構層面上做出全軍采買人工智能和相關技術的決策。但是，這些技能將如何滲透到作戰陸軍，尚不清楚。

盡管人工智能在目標定位中的使用并不違反當前的戰爭法，但它確實引起了一些道德倫理問題。在所討論的目標定位系統背景下，這些倫理問題中最主要的是問責制差距和自動化偏見。第一個問題對于回答核心問題至關重要，“指揮官在什么基礎上可以信任人工智能系統，從而使指揮官可以對這些系統的使用負責？”自動化偏見和數據衛生與問責制差距有關，因為當這些問題存在時，它們會破壞指揮官可能希望實施的有意義的人類控制措施。指揮官可以通過以下方式縮小問責差距：首先，確保人員受到適當的教育、技能和培訓，以整理相關數據；其次，確保指揮官允許的風險，準確地反映完成任務與保護友軍士兵和非戰斗人員之間的平衡需求。指揮官還可以通過在機器需要更多監督時向參與該過程的人類發出信號來減少自動化偏見的機會及其潛在影響。

作為一個專業人員，不僅僅意味著要提供服務，還要在出問題時承擔責任。專業人員還必須了解各種利益相關者，包括公眾和政府及私營部門實體，如何與本行業互動和競爭。鑒于這些技術的潛力，軍事專業人員必須首先學會在技術及其應用的發展中管理預期。由于這種演變影響到專業工作的特點，軍事專業人員還必須注意專業以外的人如何重視、獎勵和支持這項工作。因此，隨著美軍繼續將人工智能和數據技術整合到各種行動中，對其專業性的考驗將在于擁有專業知識的能力，以及建立能夠繼續發展、維護和認證這種專業知識的機構，這些機構既能滿足美國人民的國防需求，又能反映他們的價值觀。

在過去的幾年里，人工智能（AI）系統的能力急劇增加，同時帶來了新的風險和潛在利益。在軍事方面，這些被討論為新一代 "自主"武器系統的助推器以及未來 "超戰爭 "的相關概念。特別是在德國，這些想法在社會和政治中面臨著有爭議的討論。由于人工智能在世界范圍內越來越多地應用于一些敏感領域，如國防領域，因此在這個問題上的國際禁令或具有法律約束力的文書是不現實的。

在決定具體政策之前，必須對這項技術的風險和好處有一個共同的理解，包括重申基本的道德和原則。致命力量的應用必須由人指揮和控制，因為只有人可以負責任。德國聯邦國防軍意識到需要應對這些發展，以便能夠履行其憲法規定的使命，即在未來的所有情況下保衛國家，并對抗采用這種系統的對手，按照其發展計劃行事。因此，迫切需要制定概念和具有法律約束力的法規，以便在獲得利益的同時控制風險。

本立場文件解釋了弗勞恩霍夫VVS對當前技術狀況的看法，探討了利益和風險，并提出了一個可解釋和可控制的人工智能的框架概念。確定并討論了實施所提出的概念所需的部分研究課題，概述了通往可信賴的人工智能和未來負責任地使用這些系統的途徑。遵循參考架構的概念和規定的實施是基于人工智能的武器系統可接受性的關鍵推動因素，是接受的前提條件。

軍事網絡戰的前景正在發生變化，這是因為數據生成和可訪問性的發展、持續的技術進步及其（公共）可用性、技術和人類（相互）聯系的增加，以及參與其規劃、執行和評估階段的專家活力、需求、不同性質、觀點和技能。這種行動每天都在進行，最近被人工智能賦予了更多能力，以達到或保護他們的目標，并處理產生的意外影響。然而，這些行動受到不同的不確定性水平制約和包圍，例如，預期效果的預測，有效替代方案的考慮，以及對可能的（戰略）未來新層面的理解。因此，應確保這些行動的合法性和道德性；特別是在攻擊性軍事網絡戰（OMCO）中，參與其設計/部署的智能體應考慮、開發和提出適當的（智能）措施/方法。這種機制可以通過像數字孿生這樣的新型系統，在硬件、軟件和通信數據以及專家知識的基礎上嵌入智能技術。雖然數字孿生在軍事、網絡和人工智能的學術研究和討論中處于起步階段，但它們已經開始在不同的行業應用中展示其建模和仿真潛力以及有效的實時決策支持。然而，本研究旨在（i）理解數字孿生在OMCO背景下的意義，同時嵌入可解釋人工智能和負責任人工智能的觀點，以及（ii）捕捉其發展的挑戰和益處。因此，通過對相關領域的廣泛審查，考慮采取多學科的立場，將其包裝在一個設計框架中，以協助參與其開發和部署的智能體。

在攻擊性軍事網絡戰中定義數字孿生

盡管數字孿生被認為是在工業4.0的數字化轉型過程中引入的一項關鍵技術，但它們有二十年的歷史，甚至更早的基礎。其起源是Michael Grieves的鏡像空間模型，以及他與John Vickers在NASA宇航和航空航天領域項目中的進一步研究（Grieves & Vickers，2017），將數字孿生定義為 "物理產品的虛擬代表"，融合了物理和虛擬世界的優勢，它包含三個組成部分：物理產品、物理產品的虛擬代表，以及從物理產品到虛擬代表的雙向數據連接，以及從虛擬代表到物理產品的信息和流程（Jones等人，2020）。

對數字孿生概念的理解有不同的角度和方式，其含義可以根據應用領域進行調整（Vielberth等人，2021）。考慮到與數字模型或數字影子等相關主題存在誤解和混淆，以及數字孿生不存在一致的定義（Hribernik等人，2021；Fuller等人，2020），為了確保其在攻擊性軍事網絡戰（OMCO）中的正確設計、開發和部署，采用了系統性觀點，并提出以下定義：

攻擊性軍事網絡戰（OMCO）中的數字孿生子 = 一個技術系統，在其現實環境中嵌入物理系統，及物理系統的網絡抽象、表示和鏡像，以及它們在OMCO中的相應數據和通信流。

這個定義的要素是：

• 技術系統：包含其物理、網絡以及數據和通信元素的整個實體。
• 網絡抽象化、表示和鏡像：系統的網絡/虛擬/數字組件。
• 物理系統：系統的物理元素包含和虛擬化。
• 數據和通信流：網絡和物理組件之間傳輸的數據，以及它們相應的通信基礎設施。

換句話說，OMCO中的數字孿生是一個先進的（智能）系統，它嵌入了OMCO系統/實體的虛擬、物理以及數據和通信元素。鑒于此，在圖2中提出了以下對訓練、演習和實際行動有用的OMCO數字孿生架構，其中連續的箭頭描述了行動中目標階段之間的信息和結果交流，帶點的箭頭描述了集成部件和其他部件之間的信息和結果。該架構應該是模塊化和可配置的（Silvera等人，2020），并包含兩個組件：

• 數字孿生層，即三個數字孿生模塊和一個集成模塊或四個獨立的數字孿生模塊，其中集成DT與其他三個獨立的數字孿生模塊通信并獲取結果。

• 數字孿生層，即整個數字孿生或四個集成數字孿生的物理、數據和通信以及網絡組件。

此外，認識到系統將具有分析、預測或模擬功能，以支持不同的軍事網絡決策過程，軍事指揮官及其團隊有責任如何解釋和使用數字孿生所呈現的結果，因此，有必要從設計階段就將XAI和RAI方法嵌入其中。RAI必須尊重并納入社會道德規范和價值觀，XAI在整個過程中以及在呈現最終結果時，必須尊重軍事技術和社會法律道德要求、規范和價值觀（Arrieta等人，2009, 2020；Agarwal和Mishra，2021；Maathuis，2022a；Maathuis，2022b）。這些措施保證了負責任的OMCO發展和部署。

為了進行示范，OMCO的開發、部署和評估是在架構左側所示的階段進行的，其中集成DT的最終結果可以作為經驗教訓或對未來行動、網絡或其他行動的投入而進一步使用。例如，在設計和開發階段，選擇目標，確定其核心弱點，并進一步在智能網絡武器中建立一個漏洞，可以預測（非）預期效果的水平和概率，并對目標交戰進行負責任和可解釋的比例評估；此外，效果評估與定義的目標和依賴性有關。在這里，一個原型將通過定義和部署系統的多個實例來實現，這些實例將被匯總，同時考慮到要求以及與物理和網絡環境的相互作用（Grieves, M., & Vickers; Jones等人，2020）。

在攻擊性軍事網絡戰中建立數字孿生時面臨的挑戰和機遇

作為數字化轉型過程的一部分，并與若干數字和智能技術緊密相連，與其他類型的技術一樣，數字孿生帶來了挑戰和機遇。

挑戰：

• 考慮多利益相關者視角的標準化、管理和監管（Talkhestani等人，2019年；Singh等人，2021年；Flamigni等人，2021年）：由于這些系統是在多利益相關者參與開發和部署的，在匹配所定義的目標和功能時應考慮適當的標準、管理和監管機制。

• 數據和算法（Jones等人，2020；Qian等人，2022；Song等人，2022）：這類系統對數據敏感，依賴于相關的高保真表示和數據添加到正確構建和部署的人工智能模型中，例如，相關數據應該被收集、分析、使用，并在系統的各個層面和層次之間共享。

• 安全、安保、隱私和可靠性（Glaessgen & Stargel, 2012; Vielberth et al., 2021; Chockalingam & Maathuis, 2022）和可靠性問題：如果管理不當，并且通過其在數字孿生的設計階段就沒有整合到所有層面和層次，這些有可能通過改變系統的行為來打開意外和有意的網絡安全和安保事件的大門，產生大規模的影響。例如，這樣的行動可能無法區分軍事和民用目標，從而在民用方面產生大量的附帶損害，因此系統在行動中是不可靠的。

機遇：

• 認識和理解、決策支持和教育（Mendi, Erol & Dogan, 2021; Talkhestani et al., 2019）：這些系統有利于理解系統的行為，支持具體的決策過程，并產生/增強不同的學習活動。例如，這些系統不僅可以對當前的行動產生情報，而且還可以通過對未來行動的評估產生情報。

• 建模和仿真，例如現場生命周期測試、監測、優化（Steinmetz等人，2018；Jones等人，2020；Hribernik等人，2021）：通過其性質，數字孿生對不同的系統和過程進行建模和仿真，例如，允許鏡像和測試雙重用途目標的行動執行，以避免預期產生的意外影響；或允許使用不同的優化技術對智能網絡武器實施的路徑和行動進行現場監測。

• 可訪問性和成本降低（Barricelli, Casiraghi & Fogli, 2019；Jones等人，2020；Aheleroff等人，2021）：通過其設計界面，此類系統可被用戶直接訪問，有利于普遍降低實施和部署的成本。

軍隊正在研究改善其多域作戰（MDO）中的通信和敏捷性的方法。物聯網（IoT）的流行在公共和政府領域獲得了吸引力。它在MDO中的應用可能會徹底改變未來的戰局，并可能帶來戰略優勢。雖然這項技術給軍事能力帶來了好處，但它也帶來了挑戰，其中之一就是不確定性和相關風險。一個關鍵問題是如何解決這些不確定性。最近發表的研究成果提出了信息偽裝，將信息從一個數據域轉化為另一個數據域。由于這是一個相對較新的方法，我們研究了這種轉換的挑戰，以及如何檢測和解決這些相關的不確定性，特別是未知-未知因素，以改善決策。

背景

現代世界受到了技術和全球連接的基礎設施動態的重大影響。隨著這種新環境的出現，許多領域的決策過程面臨更大的挑戰。領導者和決策者必須考慮各種因素的影響，包括那些屬于已知和未知的數據來源[9]。

雖然這不是一個新的概念，但在一些論文中已經提出了對已知和未知因素進行分類的定義。當條件是"已知-已知"（Known-Knowns）：那么條件是有我們知道和理解的知識，已知-未知（known-Unknowns）：條件是有我們不知道但不理解的知識，未知-已知（Unknown-knowns）：條件是有我們理解但不知道的知識，以及"未知-未知"（Unknown-Unknowns）：條件是有我們不理解也不知道的知識[6]。在圖1中，對知識的已知和未知分區的討論是圍繞一個問題展開的。圖中所選的是與對風險的認識和理解有關的。

在這四種情況中，"已知-已知"是最明顯的一種，人們可以對一個特定的問題有完整的了解，而 "未知-未知"則完全相反，也是最具挑戰性的一種。因此，重點應該是制定策略，以發現可能的未知數，從而將其轉換為已知數的數據。然而，在許多情況下，這可能不是小事，這可能需要應急計劃和適應性技能來應對不可預見的情況。

已知-未知的任務計劃需要被徹底觀察。然而，由于已知的部分，只要有足夠的時間和資源投入，就可以找到一個合理的方案。最后，為了處理未知數[11,22,23]，人類是最著名的直覺模型，具有很強的預知能力[5]。因此，包括來自個人或團體的建議可以幫助對那些被遺漏的數據進行分類，從而被機器學習模型認為是未知的。

我們在圖2中提供了上述與我們的 "已知 "和 "未知"知識相關的不確定性區域的可視化表示。在這項研究中，我們將未知數視為圖像數據中未見或未檢測到的對象類別，通過應用第3.1節所述的圖像-音頻編碼方案，這些對象可以被發現或重新歸類為已知數。

圖2：我們提出的方法的可視化表示，說明了已知和未知對的前提。當我們離開綠色區域外的中心，踏入其他顏色的區域時，人類知識的邊界變得模糊和混亂。"？"代表需要探索的區域。紅色區域的點狀周長表示該區域的無界性，因為對該區域及其存在缺乏任何知識。向內的點狀箭頭表示目標應該是將這個紅色區域匯聚到任何可能的黃色、藍色或綠色區域。按照這個順序，理想情況下，每一個包絡區域都應該被收斂到它所包絡的區域。

動機與挑戰

任何決策都會受到風險存在的嚴重影響，任何能夠幫助識別和了解已知和未知的過程都是理想的。此外，對未知數據的識別和檢測可以使風險最小化。然而，面對先驗知識并不奢侈，只有少數數據樣本可供分析的情況很常見。軍事決策者，如指揮官，在做出關鍵決定時可能沒有什么選擇，最終可能完全依賴于他們的專業知識和新數據的輸入。他們可能會利用以前的經驗來分析傳來的信息，并捕捉可能的未知數據，以盡量減少風險。這種方法可能仍然不能涵蓋所有的未知因素。

本文工作的動機是決策中的主要挑戰，即我們完全依靠有意義的和足夠的數據來支持決策。另外，決策者必須對用于提供數據支持決策的技術的性能和結果有信心。因此，我們研究了當深度學習模型的性能由于缺乏豐富的數據樣本而受到限制時，如何提高決策過程中的信任水平。我們關注一個訓練有素的模型如何能夠高精度地檢測和識別未知（未檢測到的）物體；該模型區分新的觀察是屬于已知還是未知類別的能力。

這項工作背后的動力來自于美國陸軍的IoBT CRA項目中的一個問題，該項目將設備分為：紅色（敵人）、灰色（中立）、藍色（朋友）資產。類的屬性和行為是非常不確定的，與前面提到的第1.1節中的已知或未知的挑戰有關，因為要么來自友好來源的數據可能被破壞，要么敵人有可能被欺騙成友好數據來源[1,2,3,4]。因此，以較高的置信度對這些資產進行分類是一項具有挑戰性的任務。應對這一挑戰的最初步驟是，從這些設備中獲取數據，例如圖像、文本或音頻，并調查未知數據是否可以被分類為已知數據。

提出的方法

我們的方法包括選擇圖像數據和建立一個深度學習框架來解決分類的挑戰。圖像類被特別選擇來代表類似于軍事行動中常用的地形景觀。

因此，我們的框架由兩個獨立的部分組成；對從原始數據集獲得的圖像進行分類，以及對使用圖像-音頻編碼方案從圖像獲得的音頻信號進行分類（第3.1節）。

由于編碼將數據從一個數據域（圖像）轉換到另一個數據域（音頻），預計會有信息損失。為了解決上述轉換后的數據樣本的挑戰，我們提出了以下問題：當數據被編碼方案轉換后，我們能否提高模型的性能，從而將未知數轉換成已知數？我們怎樣才能彌補模型的低性能，從而使以前的未知數據能夠用于提高決策過程中的可信度？在模型的性能和正確分類數據以支持決策之間的權衡是什么？

人工智能是有望改變未來幾年戰爭面貌的眾多熱門技術之一。描述其可能性并警告那些在人工智能競賽中落后的人的文章比比皆是。美國防部已經創建了聯合人工智能中心，希望能在人工智能的戰斗中獲勝。人工智能的愿景是使自主系統能夠執行任務、實現傳感器融合、自動化任務以及做出比人類更好、更快的決策。人工智能正在迅速改進，在未來的某一天，這些目標可能會被實現。在此期間，人工智能的影響將體現在我們軍隊在無爭議的環境中執行的更平凡、枯燥和單調的任務上。

人工智能是一種快速發展的能力。學術界和工業界的廣泛研究正在縮短系統訓練時間并獲得越來越好的結果。人工智能在某些任務上很有效，例如圖像識別、推薦系統和語言翻譯。許多為這些任務設計的系統今天已經投入使用，并產生了非常好的結果。在其他領域，人工智能非常缺乏人類水平的成就。其中一些領域包括處理人工智能以前從未見過的場景；理解文本的上下文（理解諷刺，例如）和對象；和多任務處理（即能夠解決多種類型的問題）。今天的大多數人工智能系統都被訓練來完成一項任務，并且只在非常特定的情況下這樣做。與人類不同，它們不能很好地適應新環境和新任務。

人工智能模型每天都在改進，并在許多應用中顯示出它們的價值。這些系統的性能可以使它們在信息戰中展示出非凡的能力，諸如在衛星圖像中識別 T-90 主戰坦克、使用面部識別識別人群中的高價值目標、為開源情報翻譯文本以及文本生成等任務。人工智能最成功的應用領域是那些有大量標記數據的領域，如 Imagenet、谷歌翻譯和文本生成。 AI 在推薦系統、異常檢測、預測系統和競技游戲等領域也非常有能力。這些領域的人工智能系統可以幫助軍方在其承包服務中進行欺詐檢測，預測武器系統何時因維護問題而失效，或在沖突模擬中制定制勝策略。所有這些應用程序以及更多應用程序都可以成為日常操作和下一次沖突中的力量倍增器。

人工智能在軍事應用方面的不足

當軍方希望將人工智能在這些任務中的成功經驗納入其系統時，必須承認一些挑戰。首先是開發人員需要獲得數據。許多人工智能系統是使用由一些專家系統（例如，對包括防空炮臺的場景進行標注），通常是人類標注的數據進行訓練。大型數據集通常由采用人工方法的公司進行標注。獲得這種數據并分享它是一個挑戰，特別是對于一個喜歡對數據進行分類并限制其訪問的組織來說。一個軍事數據集的例子可能是由熱成像系統產生的圖像，并由專家進行標注，以描述圖像中發現的武器系統（如果有的話）。如果不與預處理器和開發人員共享，就無法創建有效使用該數據集的人工智能。人工智能系統也很容易變得非常大（因此很慢），并因此容易受到 "維度問題 "的影響。例如，訓練一個系統來識別現有的每一個可能的武器系統的圖像將涉及成千上萬的類別。這樣的系統將需要大量的計算能力和在這些資源上的大量專用時間。而且由于我們正在訓練一個模型，最好的模型需要無限量的這些圖像才能完全準確。這是我們無法實現的。此外，當我們訓練這些人工智能系統時，我們經常試圖強迫它們遵循 "人類 "的規則，如語法規則。然而，人類經常忽視這些規則，這使得開發成功的人工智能系統在情感分析和語音識別等方面具有挑戰性。最后，人工智能系統在沒有爭議的、受控的領域可以很好地工作。然而，研究表明，在對抗性條件下，人工智能系統很容易被愚弄，導致錯誤。當然，許多國防部的人工智能應用將在有爭議的空間運作，如網絡領域，因此，我們應該對其結果保持警惕。

忽略敵人在人工智能系統方面的努力，其靠此擊敗我們，因為這些看似超人類的模型也有局限性。人工智能的圖像處理能力在給定不同于其訓練集的圖像時并不十分強大--例如，照明條件差、角度不對或部分被遮擋的圖像。除非這些類型的圖像在訓練集中，否則模型可能難以（或無法）準確識別內容。幫助我們信息戰任務的聊天機器人僅限于數百個字，因此不能完全取代一次可以寫幾頁的人類。預測系統，如IBM的Watson天氣預測工具，由于它們試圖模擬的系統復雜性，在維度問題和輸入數據的可用性方面很困難。研究可能會解決其中的一些問題，但很少有問題會像預測或期望的那樣迅速得到解決。

人工智能系統的另一個弱點是他們沒有能力進行多任務處理。人類有能力識別敵方車輛，決定對其采用何種武器系統，預測其路徑，然后與目標交戰。這套相當簡單的任務目前對人工智能系統來說是不可能完成的。充其量，可以構建一個人工智能的組合，將個別任務交給不同的模型。這種類型的解決方案，即使是可行的，也會帶來巨大的傳感和計算能力的成本，更不用說系統的訓練和測試了。許多人工智能系統甚至沒有能力在同一領域內轉移他們的學習。例如，一個被訓練來識別T-90坦克的系統很可能無法識別中國的99式坦克，盡管它們都是坦克，而且都是圖像識別任務。許多研究人員正在努力使系統能夠轉移他們的學習，但這樣的系統離實際應用還有長久的時間。

人工智能系統在理解輸入和輸入中的背景方面也非常差。人工智能識別系統并不理解圖像是什么，它們只是學習圖像像素的紋理和梯度。給予具有這些相同梯度的場景，人工智能很容易錯誤地識別圖片的一部分。這種缺乏理解的情況可能會導致作出錯誤分類，例如將湖面上的一艘船識別為BMP，但人類缺不會。

這導致了這些系統的另一個弱點--無法解釋它們是如何做出決定的。人工智能系統內部發生的大部分事情都是一個黑盒，人類幾乎無法理解系統是如何做出決定的。這對于高風險的系統來說是一個關鍵問題，比如那些做出參與決定的系統，或者其輸出可能被用于關鍵決策過程的系統。對一個系統進行審計并了解其犯錯原因的能力在法律上和道德上都很重要。此外，在涉及人工智能的情況下，我們如何評估責任的問題是一個公開研究點。最近，新聞中出現了許多例子，人工智能系統在貸款審批和假釋決定等領域基于隱藏的偏見做出了糟糕的決定。不幸的是，關于可解釋的人工智能的工作多年來一直沒有取得成果。

人工智能系統也很難區分相關性和因果關系。經常用來說明兩者區別的臭名昭著的例子是溺水死亡和冰激凌銷售之間的相關性。一個人工智能系統得到了關于這兩個項目的統計數據，卻不知道這兩個模式之所以相關，只是因為兩者都是天氣變暖的結果，并可能得出結論，為了防止溺水死亡，我們應該限制冰淇淋的銷售。這類問題可能表現在一個軍事欺詐預防系統中，該系統被告知按月采購的數據。這樣一個系統可能會錯誤地得出結論，認為9月份的欺詐行為會隨著支出的增加而增加，而實際上這只是年終消費習慣的一個結果。

即使沒有這些人工智能的弱點，軍方目前應該關注的主要領域是對抗性攻擊。我們必須假設，潛在的對手將試圖愚弄或破解我們使用的任何可獲得的人工智能系統。將試圖愚弄圖像識別引擎和傳感器；網絡攻擊將試圖躲避入侵檢測系統；后勤系統將被輸入篡改的數據，用虛假的需求堵塞供應線。

對抗性攻擊可分為四類：規避、推理、中毒和提取。事實證明，這些類型的攻擊很容易完成，通常不需要計算技能。逃避攻擊試圖愚弄人工智能引擎，往往是希望避免被發現--例如，隱藏網絡攻擊，或說服傳感器相信一輛坦克是一輛校車。未來的主要生存技能可能是躲避人工智能傳感器的能力。因此，軍方可能需要開發一種新型的人工智能偽裝，以擊敗人工智能系統，因為事實證明，簡單的混淆技術，如戰略性的膠帶放置，可以愚弄人工智能。逃避攻擊通常是通過推理攻擊進行的，推理攻擊可以獲得關于人工智能系統的信息，這些信息可以用來實現逃避攻擊。中毒攻擊的目標是訓練期間的人工智能系統，以實現其惡意的意圖。這里的威脅將是敵人獲得用于訓練我們工具的數據集。可能會插入誤標的車輛圖像以愚弄目標系統，或篡改維護數據，旨在將即將發生的系統故障歸類為正常操作。考慮到我們的供應鏈的脆弱性，這將不是不可想象的，而且很難發現。提取攻擊利用對人工智能界面的訪問來了解人工智能的運行情況，從而創建一個系統的平行模型。如果我們的人工智能不被未經授權的用戶所保護，那么這些用戶可以預測我們的系統所做的決定，并利用這些預測為自己服務。人們可以設想對手預測人工智能控制的無人系統將如何應對某些視覺和電磁刺激，從而影響其路線和行為。

軍事人工智能應用的發展之路

人工智能在未來的軍事應用中肯定會有作用。它有許多應用領域，它將提高工作效率，減少用戶的工作量，并比人類更迅速地運作。正在進行的研究將繼續提高其能力、可解釋性和復原力。軍隊不能忽視這項技術。即使我們不擁有它，但我們的對手肯定會發展AI，我們必須有能力攻擊和擊敗他們的AI。然而，我們必須抵制這種重新崛起的技術誘惑。將脆弱的人工智能系統放置在有爭議的領域，并讓它們負責關鍵的決策，這將為災難性的結果打開了機會。在這個時候，人類必須繼續負責關鍵決策。

鑒于我們暴露的人工智能系統被攻擊的概率很高，以及目前人工智能技術缺乏彈性，投資軍事人工智能的最佳領域是那些在沒有爭議的領域運作的人工智能。由人類專家密切監督或具有安全輸入和輸出的人工智能工具可以為軍隊提供價值，同時減輕對漏洞的擔憂。這類系統的例子有醫學成像診斷工具、維修故障預測應用和欺詐檢測程序。所有這些都可以為軍隊提供價值，同時限制來自對抗性攻擊、有偏見的數據、背景誤解等等的風險。這些并不是由世界上的人工智能推銷員贊助的超級工具，但卻是最有可能在短期內獲得成功的工具。

作者信息

保羅-麥克斯韋中校（退役）是美國軍事學院陸軍網絡研究所的計算機工程網絡研究員。他在服役的24年中曾是網絡和裝甲部隊的軍官。他擁有科羅拉多州立大學的電子工程博士學位。

所表達的觀點僅代表作者本人，不反映美國軍事學院、陸軍部或國防部的官方立場。