美国国会研究服务部(CRS):六大新兴军事技术发展对比与建议

发布时间:2020-10-04 聚合阅读:
原标题:美国国会研究服务部(CRS):六大新兴军事技术发展对比与建议来源:科技咨询频道作者:唐璐张志强2020年8月4日,美国国会研究服务部(CRS)发布提交美...

原标题:美国国会研究服务部(CRS):六大新兴军事技术发展对比与建议

来源:科技咨询频道

作者:唐璐 张志强

2020年8月4日,美国国会研究服务部(CRS)发布提交美国国会的报告《新兴军事技术:背景与呈国会问题》(Emerging Military Technologies: Background andIssues for Congress),评估了美国及其竞争对手(特指中国和俄罗斯)在人工智能、致命性自主武器系统、高超音速武器、定向能武器、生物技术、量子技术等六大新兴军事技术领域的发展现状,及上述新兴技术对战争的潜在影响。报告还向国会概述了新兴技术带来的相关问题,可能会对国会的授权、拨款、监督和条约制定产生影响。

1、新型军事技术发展背景

美国国会、五角大楼与军方长期注重新兴军事技术的研发,以加强美国国家安全、紧跟竞争对手的步伐、确保在冲突中的主导地位。近年来,商业部门的进步极大地推动了技术的迅速发展和扩散,已威胁到美国传统的军事优势来源。对此,美国国防部(DOD)于2014年推出“第三补偿战略”(Third Offset Strategy),旨在利用新兴技术实现军事和安全目的,并发展相应的战略、战术和作战概念。

此外,2018年《美国国防战略报告》指出美国国家安全很可能受新兴技术的进步和战争性质变化的影响。美国向来是开发这些技术的领头羊,但中国和俄罗斯等主要战略竞争对手正在稳步研发先进军事技术。这些技术被逐步整合、部署到国内外军事力量中,可能对未来国际安全产生重大影响,国会也应将其作为经费投入和项目监督的重要关注点。

2、六大新兴军事技术概述与对比

(1)人工智能(AI)

美国政府没有对人工智能进行官方定义,通常认为人工智能指具有人类认知能力的计算机系统。人工智能分为狭义人工智能(narrow AI)和通用人工智能(general AI)。狭义人工智能系统只能执行其被训练的特定任务,而通用人工智能系统则能够执行广泛的任务,包括其未经专门训练的任务。

目前,美国及其竞争对手正将狭义人工智能纳入众多军事应用之中,如情报、监视和侦察(ISR)、后勤、网络战、指挥和控制、半自主和自主车辆等领域,从而:①增强或取代人工操作员,使其能够执行复杂程度与认知要求更高的工作;②应对与分析呈指数级增长的数据量、实现更快的响应速度及新的操作概念(如无人机群),压制对手的防御系统、占据作战优势。

狭义人工智能也可能带来许多挑战:①人工智能系统可能受其训练数据影响而导致算法产生偏差。②狭义人工智能算法会产生不可预测、非常规的结果,在军事系统中的应用可能引发意外事件。③人工智能技术可用于生成照片、音频和视频的“深度伪造”(deep fakes)赝品,可作为信息战的一部分,用于在“灰色地带”冲突中制造虚假新闻报道,影响公众言论、侵蚀公众信任、勒索政府官员(表1)。

(2)致命性自主武器系统(Lethal Autonomous Weapon Systems, LAWS)

根据美国国防部相关指令,致命性自主武器系统指能够独立识别目标,并在无需人工控制的情况下使用机载武器打击并摧毁目标的武器系统,即“人脱离决策循环”(human out of the loop)的“完全自主”(fullautonomy)的武器系统。与此相关的另外两个概念分别是:①人类操作员可以监控与阻止武器与目标交战的、“人在决策循环中”(human on the loop)的自主武器系统;②只与人类操作员选定的单个或特定目标进行交战的“人部分在决策循环中”的“人机回圈”(human in the loop)半自主武器系统。相较于其他两类系统,LAWS的计算机算法和传感器套件可以判定敌方目标、做出交战决策,并引导武器瞄准目标,因而可以在通信降级或拒止环境中运行(表2)。

目前,专家对LAWS的态度不一。一些专家认为,LAWS可以实现精准打击、降低附带损伤或平民伤亡风险。但近30个国家和165个非政府组织出于伦理道德考虑,认为应对LAWS施加禁令。此外,黑客攻击、敌方行为操纵、与环境的意外交互、简单的故障或软件错误等可能为LAWS带来潜在作战风险,可能导致规模更大、后果更严重的自相残杀、平民伤亡或其他意外后果。

(3)高超音速武器(Hypersonic Weapons)

高超音速武器的飞行速度至少为5马赫,即声速的5倍。高超声速武器分为两类:①由火箭发射、滑翔至目标的高超音速滑翔飞行器(Hypersonic glide vehicles);②整个飞行过程中均由高速发动机提供动力的高超音速巡航导弹(Hypersonic cruise missiles)。与弹道导弹(ballistic missiles)相比,高超音速武器不遵循抛物线弹道轨迹,可以机动制导,显著增大对手的防御难度。

目前,专家对高超音速武器的战略意义持不同意见。一些专家认为高超音速武器可能从两方面对战略稳定形势产生重大影响:①武器飞行时间短,压缩了响应时间;②飞行路径不可预测,导致预定目标存在不确定性,增加误判或冲突意外升级的风险。其他专家则认为,高超音速武器的战略影响微乎其微:①中俄等竞争对手已具备洲际弹道导弹打击能力,这类导弹一旦发射升空,即会压制美国的导弹防御系统;②高超音速武器依然适用传统的威慑原则,即意图或实际使用这一武器对付美国明显会带来毁灭性后果,因此真实发生的可能性不大(表3)。

(4)定向能武器(Directed-Energy Weapons)

美国国防部将定向能(DE)武器定义为使用集中的电磁能而非动能的武器,以使敌方装备、设施和人员丧失能力、损坏、瘫痪或摧毁。地面部队可利用定向能武器开展短程防空(SHORAD)、反无人机系统(C-UAS)或反火箭、火炮及迫击炮(C-RAM)任务。与现有的常规系统相比,定向能武器的射击成本极低、弹匣近乎无限,且可以有效防御导弹齐射或无人机群。从理论上讲,鉴于其以光速飞行,定向能武器也可用于导弹助推段拦截,但专家们对此应用的可负担性、技术可行性和实用性存在分歧(表4)。

高功率微波(HPM)武器是定向能武器的一种,可作为一种非动能手段用于使电子设备、通信系统和简易爆炸装置失灵,也可作为一种非致命性“热射线”(heatray)系统用于控制人群。

(5)生物技术(Biotechnology)

生物技术是指利用生命科学进行技术应用。生物技术的发展对美国军事和国际安全具有潜在影响。据美国相关机构评估:①低成本的基因编辑工具CRISPR等生物技术可能被用于提升或降低军事人员的作战能力,基因组编辑技术已被列为潜在的大规模杀伤性武器;②合成生物学的扩散可能使更多行为体能够制造化学和生物武器;③生物技术还可用于制造自适应伪装、隐形装置,或更轻便、更强化、有可能自我修复的人体与车辆装甲。部分人士担忧美国的竞争对手在生物技术的研究和应用方面可能持有不同的伦理道德标准(表5)。

(6)量子技术(Quantum Technology)

量子技术将量子物理学的原理转化为技术应用。整体而言,量子技术尚未发展成熟,但它对未来的军事通信、加密和隐形技术将产生重大影响:①量子通信可以使敌方开发出美国人员无法拦截或解密的安全通信,同时可以使敌方解密信息,从而瞄准美国人员和军事行动。②量子雷达系统可以比传统雷达系统更为精准地识别目标的性能特征,增强敌方对美国低可观测或隐形飞机、潜艇等的追踪和瞄准能力。但量子技术的军事应用受脆弱的量子态的限制,极易被运动、温度或其他环境因素的变化影响,因此,量子技术的大规模应用需依赖材料科学与制造技术的进步(表6)。

3、新兴军事技术对战争的潜在影响

新兴技术对战争和战略稳定的影响很难预测。其中涉及众多因素,包括美国和竞争对手的技术进步速度、新兴技术融入现有军事力量和战争概念的方式、新兴技术之间的相互作用,以及国家政策和国际法对新兴技术的研发、集成和应用的支持或抑制态度与程度等。尽管如此,许多新兴技术已表现出可能影响未来战争性质的特点。

(1)人工智能、大数据分析和致命性自主武器等技术的发展,可以降低或消除对人类操作员的需求,提高战争效率、加快战争速度,也可能破坏稳定局面。

(2)低成本无人机、定向能武器等新兴技术可能在未来数十年间数次改变质与量、攻与防之间的平衡。如无人机群可以以量取胜、压制防御系统,而定向能武器又可以对其进行压制。

(3)新兴技术之间的相互作用可以增强现有军事能力或催生新的能力,对战争和战略稳定产生不可预见的后果。①人工智能等使能技术与量子计算相结合而生成的机器学习技术,或可改进图像识别和目标识别技术、催生更为复杂的自主武器;②人工智能与5G通信技术相结合,可实现虚拟训练环境;③人工智能与脑机接口生物技术相结合,可增强人类认知能力、假肢控制或机器人系统控制。

(4)以人工智能或致命性自主武器系统等复杂系统为首的新兴军事技术,如果不能按预期运行,可能引发从系统故障到违反武装冲突法等众多意外后果,导致大规模自相残杀或平民伤亡事件。对此,部分人士呼吁对致命性自主武器系统施加先发制人的禁令。

(5)新兴军事技术可能引发一系列伦理问题。分析人士就致命性自主武器系统的使用、涉及人体测试或改造的生物技术应用、生物技术的武器化等议题进行了辩论与探讨。

4. 美国国会应考虑的问题

在开展新兴军事技术相关的具体活动之前,美国国会已经开始考虑对其的监管问题。国会除继续审查五角大楼的新兴军事技术计划之外,也可能考虑资金、管理、人事等众多因素。

(1)资金

过去几年间,由于技术投资优先级的分配、对某项技术可行性或成熟度的质疑等因素,美国对一些新兴军事技术(包括高超音速武器和定向能武器)的投资有所波动,对供应商造成了负面影响。另外,2021财年,联邦政府的研发预算请求总额减少了9%。由于无法预判下一个“技术惊喜”(technology surprise)会从何而来,降低研发经费总额的做法可能存在风险。

(2)管理

由于所涉专业知识不同,国防部对各项新兴军事技术实行单独管理、制定独立的技术路线图。有必要采取整体性方法对投资组合进行管理,以促进这些技术的结合与集成。此外,国防部应采取技术战略,以设定长期稳定的资助优先次序,避免因高层领导人意见不一造成的频繁变动。

(3)人事

国防部和国防工业在研究经费、薪资、工作理念等方面难以与商业公司抗衡,很难招募和留住新兴技术专业人才。建议增加军事院校的技术教育机会、加强国防部和研究型高校之间的伙伴关系、设立政府奖学金、创建针对技术工人的晋升快速通道、提高人力资源团队的技术素养。

(4)技术采办

国防部可能需要继续调整其技术采办过程,以适应人工智能等快速发展的军民两用技术。国防部门的技术交付周期过长、国防技术采办过程复杂,阻碍了新兴技术的集成与应用、影响了商业公司与国防部门开展合作的意向。对此,国防部已采取多种措施,简化技术采办模型与流程,以快速而持续地集成和交付能力。

(5)知识产权

知识产权与数据权利问题是阻碍商业技术公司与国防部门合作的一大因素。为解决这一矛盾,国防部为知识产权的获取、许可与管理制定政策、分配责任、设置程序,并指派国防部知识产权专员,向技术采办人员提供专业建议与协助。

(6)供应链安全

近期的一些报告引发了对美国新兴军事技术供应链安全性的担忧。如中国“可能通过工业间谍活动、技术转让或供应不可靠部件等方式,危害美国高超音速飞行技术的发展”。另外,美国缺乏能够生产、集成、组装和测试微电子技术的国内设施,迫使美国依赖外国制造的产品和复杂的全球供应链。

(7)技术保护

据估计,美国产业界每年因技术盗窃和转移而损失超过6000亿美元,包括新兴军事技术和相关知识产权。对此,美国外国投资委员会(CFIUS)就涉及新兴技术与基础技术的外国投资进行审查;国防部关键技术保护工作组致力于保护高校、实验室与国防工业基地的涉密信息、受控非涉密信息及关键数据不被盗窃。

(8)治理与监管

曾任国家情报局局长的丹尼尔·科茨(Daniel Coats)曾指出,“技术发展速度……很可能会超过监管(完善的速度),可能催生违背美国利益的国际准则、增加技术惊喜的可能性”。对此,专家认为,美国应该进行广泛、持续的外交互动,加强在新兴技术、规范和标准制定等方面的合作。

(9)监督

在国会对新兴军事技术进行监督时,其独立开展评估以及评估多个复杂技术学科的能力可能会受到挑战。1972年,国会成立了技术评估办公室(OTA),为国会决策和立法活动提供专家评估、背景文件、技术备忘录、案例研究和研讨会会议录。1995年,为缩减政府规模,该机构被撤销。自此,国会一直就是否需要OTA或类似的技术评估组织展开讨论。