国防科普加油站(18)影响人类战争的科技创新(下)

进入21世纪以来，全球科技创新进入空前密集活跃的时期，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构。有人因而将当今时代称为“深度科技化”时代。军事领域是对科技变革最为敏感的领域。当前，一些重大颠覆性技术不断涌现，呈现出交叉融合、群体跃进之势，其军事应用将可能产生突变性、革命性后果，甚至引发战争形态的全面改变。

人工智能：叩开智能化战争之门

人工智能诞生于1956年，它的实质是模拟人的思维过程，即让机器像人一样理解、思考和学习，形成经验，并产生一系列相应的判断与处理方式。近10年来，随着大数据、神经网络、深度学习等新理论新技术不断发展，人工智能像是按下了“快进键”，开始飞速发展并给人类社会各领域带来根本改变。2016年人工智能程序“阿尔法狗”战胜了世界围棋冠军李世石，而到2020年，最新的算法程序甚至不需要被告知游戏规则，就能够“自学成才”地掌握围棋、国际象棋等技艺。

作为引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，人工智能在军事领域的应用，使战争形态加速由信息化向智能化转变，这一转变将是全维度、全图谱的，涉及军事链条几乎所有环节，最突出的影响可能包括几个方面：

一是助力无人作战。人工智能的快速发展将极大提升各类无人作战系统的协同作战、自主作战能力，这将推动作战力量组成发生结构性变化，无人化作战模式可能逐步成为战争“主旋律”。在2020年8月的一场模拟对抗中，美国国防高级研究计划局资助的智能系统操纵战机，完胜经验丰富的空军飞行员，无人作战趋势似乎愈发势不可挡。

二是重塑指挥控制。由人工智能支撑的复杂自适应系统，如蜂群系统，将具备越来越强的自组织能力，从而打破传统的严格层级的指挥体制，孵化出全新的指挥控制模式。由成千上万个无人系统组成的蜂群，其行动控制将由智能高效的算法系统完成，能够实现高度去中心化与动态聚合，展现出群体智能作战的新理念。

三是实现智能决策。也就是产生智能化的评估和辅助决策能力，实现作战方案计划的自动生成、动态优化、即时调整，使作战筹划灵活适应任务环境变化和战场的不确定性。当前，新一代人工智能技术正处在蓬勃兴起阶段，新的技术突破仍将会持续出现，上述方面或许还只是未来智能化战争的“冰山一角”。

量子技术：在“纠缠”中书写制胜密码

量子是最小的、不可再分割的能量单位。量子科技最大特点在于，它可以突破现有信息技术的物理极限，在信息处理速度、信息容量、信息安全、信息检测精度等方面均能发挥极大作用，进而显著提升人类获取、传输和处理信息的能力，为未来信息社会的演进和发展提供强劲动力。

量子理论从诞生至今，已走过百余年发展历程，量子科技的发展直接催生了现代信息技术，核能、半导体晶体管、激光、核磁共振、高温超导材料等纷纷问世，改变了人类的生产生活。近年来，随着量子力学与信息技术不断结合，推动着这一技术迅猛发展，将开启一场新的量子科技革命，成为一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术革新。

相对于宏观物理世界，量子有很多奇妙特性，最有代表性的莫过于量子的“叠加”与“纠缠”。量子叠加意味着量子可以同时处于不同状态，而且可以处于这些状态的叠加态，形象的比喻就是物理学家薛定谔设想的处于“既死又活”状态的猫。量子纠缠则意味着相互独立的粒子可以完全“纠缠”在一起，无论相隔多么遥远，当一个量子的状态发生变化，另一个就会“心灵感应”般发生相应变化。

量子的这些特殊性质蕴藏着极大的军事潜能，在量子探测、量子通信、量子成像、量子计算等方面正逐渐展示出巨大的军事应用价值，如利用量子态叠加与未知量子态不能精确复制等特点，可以研发出无法破译的量子密码。因为，一旦有人试图截获并破译量子密码，就意味着对量子态的测量，测量意味着干扰，量子瞬间就改变了原来的状态。同样，利用量子纠缠效应进行通信，其使用量子密钥分发技术，同样能使加密内容变得不可破译，确保通信网络绝对安全。今年1月，我国科研团队成功实现了星地之间跨越4600公里的量子密钥分发，被《自然》杂志评价为“最大、最先进的量子密钥分发网络”，为构建高度保密的量子通信网络打下了重要基础。此外，根据量子的纠缠特性，利用两个有共同来源的微观粒子高度关联性，将纠缠的光子作为光源实现量子成像，可极大提高成像的分辨率和抗干扰性。

基因技术：可以“编辑”的新武器

基因是控制生物各种特征的遗传信息，被誉为是生物体各种生命活动的“总开关”。基因编辑就相当于一把基因“剪刀”，通过它可精确地实现对生物体特定目标基因的插入、移除、替换等基因“修饰”，从而实现对生物遗传信息的控制。2012年，美国和瑞典的研究人员找到了一把十分有效的基因“剪刀”，也就是使用CRISPR/Cas9系统可以在任何想要的地方切割任何基因组。此后，基因编辑技术获得了前所未有的加速度，实现了对果蝇、鼠、猪、羊，以及水稻、小麦等各类生物的基因编辑，也为包括肿瘤、艾滋病、地中海贫血等在内的许多疾病提供了新的治疗手段。

基因技术在逐渐破解生命奥秘的同时，也可能引发难以预料的军事安全问题。例如，如果将基因编辑运用到生物武器的开发上，那么就意味着开发者可以根据自己的需要，修改基因获得新的致病微生物，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战剂，甚至人工设计与合成自然界本不存在的新型病毒，这些都可能产生人类无法预防和控制的新的生物武器，甚至利用基因技术的精准性，使得攻击更具针对性。例如针对某一个种族或群体，进行选择性传播和侵害。有资料显示，西方某大国已将基因编辑技术列为潜在的大规模杀伤性武器，对此，必须未雨绸缪，有所防备，确保人类生物安全。

脑科学：走向“制脑”战场

人的大脑是一个高度复杂的信息处理系统，它由数十亿的神经元通过相互连接来进行信息交流，以整体协调的方式来完成各种各样的认知任务。大脑复杂的神经信息处理与认知，即便是超级计算机也相形见绌。因此，脑科学研究被视为自然科学研究的“终极疆域”，国际脑研究组织认为21世纪是“脑科学时代”。

近年来，世界主要国家纷纷宣布启动脑科学研究计划。随着新型成像技术、汇聚技术以及基于计算和信息通信技术平台的出现，脑科学研究在神经环路、类脑智能、脑机接口等领域不断取得新突破。

作为认知科学的一个分支，“脑机接口”技术诞生于20世纪70年代。它通过采集大脑皮层神经系统活动产生的脑电信号，经过放大、滤波等方法将其转化为可以被计算机识别的信号，让外部设备读懂大脑的神经信号，从中辨别出人的真实意图，实现对外部物理设备的有效控制，即由人脑思维执行某项操作，而不需要通过肢体来完成。

脑机接口技术作为一种新型的人机交互方式，为武器装备操控提供了全新的智能化发展方向。实现人脑对武器装备的直接控制，赋予武器装备“随心所动”的智能化特征，正成为西方军事强国追求的目标。2013年，美国防部披露了一项名为“阿凡达”的研究项目，计划在未来实现能够通过意念进行远程操控“机器战士”，以代替士兵在战场上作战，遂行各种战斗任务。

如果把上述研究视为“脑控”，那么，利用“脑机接口”等技术手段对人的神经活动、思维能力等进行干扰、破坏甚至控制，就是所谓“控脑”。如使用电磁波和声波等对人脑细胞正常活动产生影响，甚至把建议和命令直接“投射”到人脑中。2018年3月，某西方国家提出“下一代非侵入性神经技术（N3）”计划，开发新一代非侵入式双向脑机接口，进一步提高士兵与武器装备的高水平交互能力。未来，脑科学的快速发展将催生以大脑为中心的认知域作战新模式，“控脑”也将成为认知域争夺的一个新阵地。

当前，新一轮科技革命、军事革命正处在“质变期”，科技从来没有像今天这样深刻影响国家安全和军事战略全局。面对迅猛发展的科学技术，必须大力增强科技认知力和敏锐性，努力抢占科技制高点，谋取军事竞争优势，掌握未来战争的主动权。正如军事家杜黑早已指出的那样，“胜利只向那些能预见战争特性变化的人微笑，而不是向那些等待变化发生才去适应的人微笑。”（作者：王握文、刘杨钺 来源：国防科技大学科普中国共建基地）

图注：“墨子号”量子科学实验卫星与阿里量子隐形传态实验平台建立天地链路（2016年12月9日摄）

图注：即将到来的无人机蜂群

图注：基因编辑（来源：新华网）

图注：脑机接口技术（来源：新华网）

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