芻議智能無人作戰(zhàn)集群：從E-HCPS視角到信息物理熵減的理論探討

一 前 言

發(fā)軔于第二次世界大戰(zhàn)的無人作戰(zhàn)裝備，包括自動化無人平臺和制導武器，在冷戰(zhàn)兩極軍備競賽和局部戰(zhàn)爭需求的牽引推動下，取得了快速發(fā)展。其中的尖端代表，人造地球衛(wèi)星、洲際戰(zhàn)略核武器，重新定義了恐怖核均勢和核威懾下高技術(shù)局部戰(zhàn)爭的現(xiàn)代戰(zhàn)爭底層邏輯。在冷戰(zhàn)期間的多場局部戰(zhàn)爭實踐中，各類戰(zhàn)術(shù)導彈大放異彩，功能型無人平臺也取得了實戰(zhàn)成果。

上世紀六七十年代，越南戰(zhàn)爭中無人艇首次用于掃雷取得實戰(zhàn)效果，出動了數(shù)千架次的FireBee無人機大規(guī)模用于戰(zhàn)役戰(zhàn)場非實時偵察。同期，集成電路、數(shù)據(jù)鏈等C3技術(shù)迅猛發(fā)展，支撐無人作戰(zhàn)裝備向著高效能適應(yīng)更復雜任務(wù)的方向，發(fā)展察打一體、自主作戰(zhàn)、戰(zhàn)術(shù)協(xié)同、集群化運用等能力。

圖1 世界首個實戰(zhàn)應(yīng)用型無人艇（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

德國為應(yīng)對東歐裝甲洪流一體化大縱深穿插，開發(fā)反輻射無人機集群技術(shù)，后將其轉(zhuǎn)讓給以色列，成就了傳奇的“哈比”反輻射無人機集群作戰(zhàn)系統(tǒng)。1982年，貝卡谷地之戰(zhàn)，以色列首次使用數(shù)百架電子戰(zhàn)無人機集群協(xié)同搭載反輻射導彈的戰(zhàn)斗機，僅用數(shù)小時就摧毀了敘利亞在蘇聯(lián)支持下多年重金建設(shè)的防空導彈陣地群。

圖2 “哈比”反輻射無人機集群發(fā)射控制車（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

冷戰(zhàn)結(jié)束，“一超獨霸”格局驟成，局部戰(zhàn)爭由相對均勢轉(zhuǎn)為戰(zhàn)略非對稱。通過海灣、科索沃等多次戰(zhàn)爭，超級大國充分展示在戰(zhàn)略投送能力和天基信息保障等戰(zhàn)略能力優(yōu)勢下，其?；鶎﹃懷埠綄?、海陸航空平臺、精確制導炸彈和電子信息戰(zhàn)裝備等常規(guī)戰(zhàn)術(shù)裝備的暴力美學，達成了震懾全球、鞏固超級霸權(quán)地位的國家戰(zhàn)略目的。在實力高度非對稱和“殺雞故意使用牛刀”戰(zhàn)略企圖下，無人裝備和集群反而退出了戰(zhàn)爭舞臺中心。以至于，在九十年代的以色列周邊戰(zhàn)爭中，常常在沖突中嶄露頭角的纖維增強塑料復合材料為標志特征的低成本中大型中空長航時無人機，主要以單機出動，僅作為輔助力量出現(xiàn)在低烈度戰(zhàn)場；在此時期，以色列將大量“哈比”無人機和集群發(fā)射控制車用于出口創(chuàng)匯。

圖3 海灣戰(zhàn)爭戰(zhàn)場實況經(jīng)典拍照（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

新世紀以911開局，反恐戰(zhàn)爭成為時代主題，局部戰(zhàn)爭多發(fā)生在內(nèi)陸山地，非對稱戰(zhàn)爭弱勢的一方甚至不再是傳統(tǒng)的國家實體。在軍事需求牽引下，具備察打一體斬首能力的低成本中空長航時無人機一時炙手可熱，向大型化、重載化發(fā)展；低成本、高出動、全天時續(xù)航的高空長航時戰(zhàn)略無人偵察機，也在實戰(zhàn)中充分展現(xiàn)了應(yīng)用價值。期間，超級大國空軍還演示了輕型無人直升機、無人預警系留飛艇等無人裝備，奇跡般的大規(guī)模復活了齊柏林時代的航空器；超級大國陸軍在阿富汗山區(qū)牽著毛驢四處追趕恐怖分子，發(fā)現(xiàn)山地作戰(zhàn)補給困難，向工業(yè)界提出了全地形多足機器人需求，造成現(xiàn)在機器狗幾成泛濫；超級大國海軍則一方面提出“面向能力設(shè)計”理念，將艦船型號研發(fā)重點轉(zhuǎn)向DDG1000、LCS等科技創(chuàng)新前沿，另一方面發(fā)現(xiàn)使用數(shù)百萬美元一枚的巡航導彈打擊價值兩百美金的帳篷固然浪漫，但不可細水長流，進而提出了低成本艦載無人機打擊瀕海1000英里的TERN項目需求，牽引出“側(cè)臂”特種裝置和“燕鷗”無人機等演示驗證項目。

圖4 TERN項目“燕鷗”無人機概念（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

二十年反恐戰(zhàn)爭，未曾成出現(xiàn)傳統(tǒng)軍事學意義上的“戰(zhàn)役作戰(zhàn)”，無人裝備在實戰(zhàn)中幾乎全部采用單機出動的運用模式，無人作戰(zhàn)集群則甚至未作為概念在反恐作戰(zhàn)中引起過注意或討論。

冷戰(zhàn)結(jié)束至今三十年，河東河西，滄海桑田。近幾年，隨著全球多極化進程加深，超級大國的國家自信下降而國際地位焦慮抬升，進而炒熱了“大國競爭”的話題。大量冷戰(zhàn)期間的作戰(zhàn)概念和裝備形態(tài)死灰復燃，如戰(zhàn)略核威懾和有限戰(zhàn)爭理論、逐步升級理論、高端一體化作戰(zhàn)（聯(lián)合作戰(zhàn)）、混合戰(zhàn)爭、重回制海、高邊疆太空戰(zhàn)、前沿威懾與大規(guī)模低成本智能無人集群抵近作戰(zhàn)等，改頭換面，粉墨登場，竟都能再次成為熱點。

由于這三十年來，超大規(guī)模集成電路、無線通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理算法等技術(shù)科學和工程技術(shù)取得了長足進步，使得數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化在人類生產(chǎn)和戰(zhàn)爭領(lǐng)域迅猛發(fā)展，還廣泛滲透日常生活為大眾普遍體驗，近年來一經(jīng)結(jié)合無人作戰(zhàn)集群，出現(xiàn)了“智能無人作戰(zhàn)集群”的新質(zhì)概念，包括空中智能無人機/巡飛彈蜂群、陸上智能無人車蟻群和海上智能無人艇集群、智能無人潛航器集群、跨域智能無人作戰(zhàn)集群等。隨著低成本固定翼無人機/巡飛彈技術(shù)擴散，在近幾年的數(shù)場低烈度局部沖突中，尚不具備高級智能程度的無人機/巡飛彈集群也取得了一些戰(zhàn)果，使得智能化無人作戰(zhàn)集群的概念足以引起充分想象，已然成為軍事科技前沿熱點。

當前，智能無人作戰(zhàn)集群裝備概念也是超級大國的關(guān)注重點，其內(nèi)涵體現(xiàn)在“空海一體戰(zhàn)”、“海上分布式作戰(zhàn)”、“馬賽克戰(zhàn)”、“決策中心戰(zhàn)”等花樣繁多的作戰(zhàn)運用概念之中。由于關(guān)聯(lián)人工智能主題、畫面動態(tài)新穎、故事創(chuàng)作空間充分，該概念還成為了好萊塢電影、大眾傳媒和自媒體的熱點。

本文不能免俗，將圍繞這一熱點嘗試展開幾點探討。水平有限，掛一漏萬，唯望拋磚引玉，可引出更多真知灼見。

二 實用價值是評估一切裝備的唯一標準人，自然進化而來。眼、耳、口、鼻、皮膚、大腦、小腦、肌肉和骨骼等生理系統(tǒng)的復雜構(gòu)造組成，決定了人基于身體所固有的感知、決策和行動、控制等功能類型、性能極限和相互協(xié)同能力。

圖5 HPS人機混合增強V1.0（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

人，從自然進化中脫穎而出成為高級動物，分野于創(chuàng)造工具裝備，并將工具裝備用于生產(chǎn)和戰(zhàn)爭。一切工具裝備，本質(zhì)上都是人為了突破個體生理和群體協(xié)同的能力極限，實現(xiàn)增強和延伸而進行的創(chuàng)造。因此，實用價值是評估一切裝備的唯一標準，實戰(zhàn)應(yīng)用價值是評估一切作戰(zhàn)裝備的唯一標準。

農(nóng)耕漁牧自然經(jīng)濟時代的戰(zhàn)爭。刀槍劍戟、斧鉞鉤叉，十八般冷兵器決定十八般武藝，般般都是對拳腳的增強和延伸；調(diào)戲諸侯的烽火，原本用于組織大規(guī)模協(xié)同防御。由于馬鐙的發(fā)明，出現(xiàn)的基于戰(zhàn)馬生物力增強人力的大規(guī)模騎射軍團，實現(xiàn)了古代科技水平下戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)機動、戰(zhàn)術(shù)打擊、通信協(xié)同等作戰(zhàn)能力的最優(yōu)，進而成為了世界島中心的決定性軍事力量。其巔峰，從庫頁島橫掃至多瑙河畔，雖然先因四川釣魚城不屈的農(nóng)民抵抗而分裂瓦解，再因只識彎弓射大雕而被各地文明、宗教所同化和湮滅，卻不影響其在人類戰(zhàn)爭史上如超新星爆發(fā)般的璀璨和浪漫。

文藝復興和大航海時代的戰(zhàn)爭。遠洋木質(zhì)風帆戰(zhàn)艦這種先進的外二相流體無限續(xù)航機械的發(fā)明，顛覆了人類主要通過腿在陸上進行機動的作戰(zhàn)樣式，其上搭載的六分儀、指南針用于海上定位導航，搭載的風帆用于永續(xù)獲取戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)機動的航行能量，搭載的黑火藥槍炮用于戰(zhàn)術(shù)打擊，設(shè)計的舷墻甲板用于戰(zhàn)術(shù)防御，桅桿頂端用于瞭望探測感知和旗語通信協(xié)同。木質(zhì)風帆戰(zhàn)艦時代，以特拉法爾加海戰(zhàn)為高潮和終曲，納爾遜勛爵率領(lǐng)的27艘戰(zhàn)艦集群全勝拿破侖皇帝麾下的33艘戰(zhàn)艦集群。此戰(zhàn)，在制勝機理層面以法西上萬名海軍將士的鮮血生命，提前證明了多層舷側(cè)艦炮集火時，蘭開斯特戰(zhàn)斗方程平方律的威力；在戰(zhàn)役組織層面顯示了前工業(yè)化時代，國防生產(chǎn)能力和旗語通信保障所能支持的艦隊兵力規(guī)模極限；在地緣政治層面，讓陸上強權(quán)與海上強權(quán)劇烈碰撞，劃分出清晰的權(quán)力可達界限。

圖6 特拉法爾加海戰(zhàn)作戰(zhàn)圖（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

歷經(jīng)實戰(zhàn)檢驗，在實戰(zhàn)中持續(xù)演進。騎射軍團成為了自然經(jīng)濟時代的決定性軍事力量，木質(zhì)風帆艦隊成為了大航海時代的決定性軍事力量；工業(yè)革命至一戰(zhàn)、二戰(zhàn)期間，化石能源驅(qū)動的機槍、坦克、飛機、艦船等機械化裝備高度成熟，結(jié)合萌芽狀態(tài)的無線電、機械或電子自控儀、噴氣動力等新興技術(shù)，成為了核時代以前的決定性軍事裝備。

類似黑火藥槍炮未能成為自然經(jīng)濟時代的決定性武器、鐵甲艦未能成為木質(zhì)風帆戰(zhàn)艦時代的決定性武器、坦克未能成為一戰(zhàn)的陸上決定性武器，在二戰(zhàn)末期走向戰(zhàn)場的彈道導彈、巡航導彈、噴氣式飛機、原子彈等先進武器也均未成為戰(zhàn)爭決定性軍事裝備。綜合以上現(xiàn)象，T.N.杜普伊等前人總結(jié)武器與戰(zhàn)爭發(fā)展史，發(fā)現(xiàn)了“次先進武器決定戰(zhàn)爭”的基本規(guī)律。

同時，導彈、原子彈等先進武器在二戰(zhàn)末期所展現(xiàn)的威力，支撐其在戰(zhàn)后快速演進為大國全面戰(zhàn)爭決定性軍事力量——洲際熱核導彈武器，即大國戰(zhàn)略基石。這個決定性地位至今未曾改變，只因其具備在數(shù)個小時內(nèi)物理性消滅敵方數(shù)億計人口的高效能實用性。廣義而言，數(shù)百上千枚齊射的洲際熱核武器是自動化武器集群，也屬于無人作戰(zhàn)集群，其物理性的高效能使其無需“+智能”、“+復雜信息系統(tǒng)”亦不影響其大國戰(zhàn)略基石地位。

近年來出現(xiàn)的智能無人作戰(zhàn)集群，包括空中智能無人機/巡飛彈蜂群、陸上智能無人車蟻群和海上智能無人艇集群、智能無人潛航器集群、跨域智能無人作戰(zhàn)集群，強調(diào)無人平臺裝備組成集群，強調(diào)平臺和集群的智能自主化、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化作戰(zhàn)能力，強調(diào)在預先任務(wù)籌劃層協(xié)同基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)行動層、目指殺傷層乃至信號相參層的實時協(xié)同。其技術(shù)先進性，毋庸置疑。但歸根到底，智能無人作戰(zhàn)集群，作為一種新質(zhì)高技術(shù)作戰(zhàn)裝備，仍然是人的作戰(zhàn)能力的增強和延伸，其唯一評估標準仍須是在人類實際戰(zhàn)爭當中的應(yīng)用價值。

三 基于E-HCPS視角理解裝備實戰(zhàn)應(yīng)用價值

人類的文明史，也是戰(zhàn)爭史，大致可分為冷兵器時代、機械化時代和信息化戰(zhàn)爭時代。什么是戰(zhàn)爭？軍事學一般認為：戰(zhàn)爭是以奪取、占領(lǐng)和控制為目的，以暴力活動為主要手段，以一方失去或放棄暴力活動為標志的人類激烈對抗活動。戰(zhàn)爭，是參戰(zhàn)者的機動能力、打擊能力、防御能力、感知能力和組織能力的綜合博弈，策略在于正確有效的組織，充分的運用有限的感知、機動、打擊和防御資源，在戰(zhàn)場的局部時空聚集信息和能量優(yōu)勢。

圖7 軍事學意義上的作戰(zhàn)活動理論架構(gòu)圖

3.1

實戰(zhàn)應(yīng)用價值的本質(zhì)

毛主席指示的“保存和發(fā)展自己，消滅和驅(qū)逐敵人”，是戰(zhàn)爭的基本原則，在戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役和戰(zhàn)略各個層次一致適用，是作戰(zhàn)對抗的直接目的，也是一切軍事行動的真諦。即便在戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役層次采取誘敵深入、放棄局部等策略，依然是為了在戰(zhàn)役、戰(zhàn)略層次實現(xiàn)對敵人的消滅和驅(qū)逐。

那么，“保存和發(fā)展自己，消滅和驅(qū)逐敵人”的本質(zhì)是什么？

首先的，“自己”與“敵人”的本質(zhì)是什么？對于這個問題的重要性，毛選開篇即教導“誰是我們的敵人，誰是我們的朋友”。

從生物科學和社會科學看來，人，自然進化而來，從自然進化中脫穎而出成為社會化高級動物，究其本質(zhì)無外乎道金斯所謂“自私的基因”和安德森、赫拉利所謂“想象的共同體”。與之對應(yīng)，前者的敵我之別所引發(fā)的戰(zhàn)爭即為人類生存資源爭奪戰(zhàn)爭，包括土地、水源、礦產(chǎn)、漁場等資源戰(zhàn)爭；后者的敵我之別所引發(fā)的戰(zhàn)爭即為共同體想象沖突戰(zhàn)爭，包括宗教戰(zhàn)爭、道義戰(zhàn)爭、民族國家戰(zhàn)爭、政治制度意識形態(tài)戰(zhàn)爭、文明戰(zhàn)爭等。敵我之別，無外乎生存資源矛盾與想象共同體矛盾。人類曾經(jīng)發(fā)生和正在發(fā)生的戰(zhàn)爭，往往兼具生存資源矛盾和共同體想象矛盾的雙重矛盾性質(zhì)。

超越生物科學和社會科學，向著更底層的物質(zhì)、能量、信息、認知等維度解構(gòu)，軍事學就來到了現(xiàn)代戰(zhàn)爭科學。

在這個底層，道金斯“自私的基因”可以歸結(jié)為具備哈肯“自組織協(xié)同”能力的普利戈金“耗散結(jié)構(gòu)”——“基因耗散結(jié)構(gòu)”——具備消耗開放環(huán)境中的信息物理熵，增加熵，而復制或創(chuàng)造“基因耗散結(jié)構(gòu)”形成局部的、意向性的熵減。對此，前人薛定諤在《從混沌到有序》中已做出了模糊的預言，而正是其預言啟迪了人類發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和基因。

在這個底層，人類生存資源爭奪戰(zhàn)爭不過是：相近的人類“基因耗散結(jié)構(gòu)”協(xié)同起來，與差異的人類“基因耗散結(jié)構(gòu)”之間為了爭奪開放環(huán)境中的信息物理熵，而展開的激烈的博弈、競爭和對抗。為此，“保存和發(fā)展自己”=我方“基因耗散結(jié)構(gòu)”在開放環(huán)境中消耗信息物理熵，實現(xiàn)我方“基因耗散結(jié)構(gòu)”的復制、變異、重組、演進；“消滅敵人”=我方“基因耗散結(jié)構(gòu)”在開放環(huán)境中消耗信息物理熵，聚合進攻性信息物理熵打亂敵方“基因耗散結(jié)構(gòu)”，使其歸于無序、熵；“驅(qū)逐敵人”=我方“基因耗散結(jié)構(gòu)”在開放環(huán)境中消耗信息物理熵，將敵方“基因耗散結(jié)構(gòu)”與指定開放環(huán)境絕緣，使敵方“基因耗散結(jié)構(gòu)”始因哥德爾不完備和熱力學第二定律不得發(fā)展，終因熱力學第二定律在環(huán)境中被耗散歸于無序、熵。達爾文說“物競天擇，適者生存”，現(xiàn)代生物學早已搞清，真正的適者乃是遺傳基因。

當然，上述“基因耗散結(jié)構(gòu)”并非只是DNA或RNA本身，因為它們本身并不能協(xié)同行動，而是需要在蛋白質(zhì)外殼、細胞的包裹下，在細胞的分化后，在器官組織的協(xié)作中，支撐起從病毒、單細胞生物、脊椎動物至智人的個體生命及其群體，才涌現(xiàn)出共生、競爭、捕食等協(xié)同行動的完整多尺度協(xié)同自組織運行體系。也就是說，“基因耗散結(jié)構(gòu)”是以基因為核心的、生命多尺度協(xié)同協(xié)同運行體系所形成的耗散結(jié)構(gòu)。另一方面，用于“消滅敵人”的打亂敵方“基因耗散結(jié)構(gòu)”，往往并非直接打擊敵人的DNA或RNA（核爆周邊的核輻射、等離子體蒸發(fā)等除外），而是直接打擊敵人的核心器官組織或者細胞，通過破擊體系從而間接毀滅其遺傳基因。

“想象的共同體”是人類社會化、超越生物基因的信息物理屬性，建構(gòu)在意識、情感、智慧等信息認知上的文明副產(chǎn)品，依然符合“自組織協(xié)同”和“耗散結(jié)構(gòu)”的基本規(guī)律。研究共同體想象沖突戰(zhàn)爭的“保存和發(fā)展自己，消滅和驅(qū)逐敵人”，依然可以統(tǒng)一納入自組織協(xié)同耗散結(jié)構(gòu)與信息物理熵減博弈的視角進行分析。美蘇冷戰(zhàn)，以東歐陣營解體告終，蘇聯(lián)“共同體想象”坍塌，完美的詮釋了近乎純粹的共同體想象沖突戰(zhàn)爭。

軍事裝備，是人類面向戰(zhàn)爭需求對個體和群體能力增強和延伸。在人類生存資源爭奪戰(zhàn)爭和共同體想象沖突戰(zhàn)爭中，軍事裝備是重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。在當下，混合戰(zhàn)爭、二次冷戰(zhàn)、超限戰(zhàn)等概念甚囂塵上，雖然孫子兵法說“不戰(zhàn)而屈人之兵，善之善者也”，但馬克思特別指出“批判的武器不能代替武器的批判”。因此，在傳統(tǒng)戰(zhàn)爭范疇探討底層邏輯和基本規(guī)律，研究軍事裝備實戰(zhàn)應(yīng)用價值的機理本質(zhì)，依然具有軍事理論和現(xiàn)實方面的重要意義。

3.2

基于E-HCPS視角的裝備實戰(zhàn)應(yīng)用價值

上世紀八十年代，隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，電子計算機連接傳感器、執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成獨立運行系統(tǒng)，且該系統(tǒng)具備了與外部開放或封閉的環(huán)境進行信息物理反饋式交互的能力。這種獨立運行系統(tǒng)，被稱為信息物理系統(tǒng)（CPS）。

同一時期，在軍事領(lǐng)域計算機、通信網(wǎng)絡(luò)被引入指控控制系統(tǒng)（C2）并結(jié)合物理平臺和武器被用于ISR和殺傷鏈閉環(huán)，從而構(gòu)成了C4KISR系統(tǒng)。對比以上兩個概念，可以大致認為C4KISR系統(tǒng)就是軍事領(lǐng)域的CPS，具備適應(yīng)戰(zhàn)場高度復雜多變環(huán)境、可執(zhí)行博弈對抗作戰(zhàn)行動的軍用CPS。

事實上，站在更為廣義的視角來看，集成電路時代之前的機械，從水力/風車磨坊、黃道婆的紡織機、瓦特的蒸汽機算起，至蒸汽火車、戰(zhàn)列艦、螺旋槳飛機、V-1/V2導彈，均可算作預編程信息物理系統(tǒng)。這類預編程信息物理系統(tǒng)通過機械機構(gòu)和電路設(shè)計、與人和環(huán)境交互，可具備比例、與非等基礎(chǔ)數(shù)理邏輯，從而具備PNT能力（如日晷、機械鐘表、指南針、六分儀）、復雜計算能力（算盤、恩尼格碼密碼機、機械式差分機）、自動控制能力（二戰(zhàn)期間的導彈、飛機投彈瞄準儀和自動駕駛儀等）。甚至，純粹的機械式計算機，就已經(jīng)具備了再編程計算能力——巴貝奇的機械式分析機能用多項式展開的方法計算對數(shù)和三角函數(shù)，具體的計算過程則是用打孔卡片輸入，完成類似匯編語言的程序指令。

圖8 機械式二號差分計算機（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

近年來，隨著機器人生活場景應(yīng)用、智能制造、穿戴式設(shè)備、增強人體技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)外有學者又提出了人-信息物理系統(tǒng)（HCPS）的概念。

研究作戰(zhàn)，講究“敵地我三情”和“人-機-環(huán)”。為此，根據(jù)錢學森開放復雜巨系統(tǒng)工程理論，分析智能無人作戰(zhàn)集群等新興信息化、智能化軍事裝備的實戰(zhàn)應(yīng)用價值，不妨按照“環(huán)境-人-信息物理系統(tǒng)”（E-HCPS）的框架，如圖9所示，按照“四域三維”對作戰(zhàn)OODA環(huán)分析交戰(zhàn)博弈對抗行為，四域包括物理域、感知域、認知域、意識域，三維包括手段性的機動作戰(zhàn)維、電磁/水聲等物理場維和目的性的信息熵增減維。

圖9 E-HCPS視角下交戰(zhàn)活動全維對抗的理論分析框架

機動作戰(zhàn)維的交戰(zhàn)對抗，主要是通過平臺機動至有利陣位再使用各種彈道武器，對敵方的平臺、偵察探測、指控控制設(shè)施進行打擊。例如，穿甲彈、反坦克導彈打擊坦克，反艦導彈、艦炮打擊敵方艦船，防空導彈、高射炮打擊敵方飛機，反輻射導彈、哈比無人巡飛彈打擊敵方雷達陣地，巡航導彈、隱身飛機空投精確制導炸彈打擊敵方指揮中心、斬首敵方軍政領(lǐng)導。本質(zhì)上，這些彈道武器都在開放環(huán)境中消耗信息物理熵，最終通過戰(zhàn)斗部破片、爆轟等物質(zhì)媒介聚合進攻性信息物理熵，在物理底層將敵方設(shè)施、裝備、武器、人員等有序的“耗散結(jié)構(gòu)”打亂，歸于物理性的無序和熵。

物理場維的交戰(zhàn)對抗，以電磁頻譜戰(zhàn)來說，包括高能微波武器打擊、電子戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)賽博攻擊。其中，高能微波武器打擊主要是向空間特點位置精確發(fā)射高場強電磁波，利用高能微波物理效應(yīng)對敵方射頻系統(tǒng)、武器乃至人員等有序的“耗散結(jié)構(gòu)”進行毀傷，歸于物理性的無序和熵。電子戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)賽博攻擊主要是將敵方作戰(zhàn)裝備歸于信息處理層面的無序和熵。

目標特性和作戰(zhàn)意圖隱偽欺騙、心理戰(zhàn)，其手段主要以物理場為媒介，其目的主要是將敵方人員等歸于信息認知層面的無序和熵。

四 智能無人作戰(zhàn)集群的實戰(zhàn)應(yīng)用價值

4.1

無人作戰(zhàn)集群的智能

前言已提到，隨著近年來數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化廣泛滲透人類生產(chǎn)和戰(zhàn)爭領(lǐng)域，以及“大國競爭”沉渣泛起，發(fā)軔于冷戰(zhàn)的無人作戰(zhàn)裝備集群也迎來了“+智能化”的黎明。

那么，什么是無人作戰(zhàn)集群的智能？

首先，什么是智能？

從古至今，關(guān)于智能的定義很多，近幾年人工智能的火熱更是將這個詞匯變成了學術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界、商業(yè)界乃至日常的高頻用詞。筆者傾向圣塔菲學派的主流觀點——智能就是使混沌變有序的能力，包括：觀察開放復雜世界后歸納出簡單本質(zhì)規(guī)律的認識世界智能（牛頓發(fā)現(xiàn)自然哲學的數(shù)學基礎(chǔ)、從相軌跡圖推非線性微分方程、撥開戰(zhàn)爭迷霧），在開放復雜環(huán)境中實現(xiàn)意向性自組織協(xié)同行動的改造世界智能（遷徙、捕食、生殖繁衍、贏得戰(zhàn)爭）。

如圖10所示，元胞自動機是圣塔菲學派設(shè)計的經(jīng)典機器智能體，其自組織變混沌為有序的能力，乃至實現(xiàn)自指、自復制的能力，無疑是即便初步依然智慧的能力。

圖10 元胞自動機的機器智能：從混沌到有序（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)）

霍蘭說：“為了適應(yīng)性，造就復雜性”。綜合以上對戰(zhàn)爭的理解、對武器裝備及其實戰(zhàn)價值的理解和對智能的理解，可以初步對無人作戰(zhàn)集群的智能定義如下：

人使用無人作戰(zhàn)集群裝備所組成的軍事HCPS，為適應(yīng)開放復雜戰(zhàn)場環(huán)境，以“保存和發(fā)展自己，消滅和驅(qū)逐敵人”為根本目的意向，圍繞典型作戰(zhàn)任務(wù)的偵探打評保全流程效能涌現(xiàn)，通過單體無人裝備復雜自適應(yīng)、無人集群復雜自組織和人機復雜交互增強等途徑及其協(xié)同運用，所演進發(fā)展的一種軍事能力。

其中，戰(zhàn)場環(huán)境的復雜性，包括自然環(huán)境復雜性（如云雨霧雪、風浪流、溫鹽密、地形地貌等，往往表現(xiàn)出非定常、隨機、非線性和相互耦合的復雜特點）和敵我人造環(huán)境復雜性（電磁頻譜環(huán)境、水聲環(huán)境、目標隱身偽裝機動等，我方人造環(huán)境往往呈現(xiàn)目的合作和資源競爭的特點，敵方人造環(huán)境往往呈現(xiàn)沖突對抗和同化吸收的特點）。

其中，作戰(zhàn)任務(wù)行動的目的意向根源在人，無人作戰(zhàn)集群裝備本質(zhì)上仍然是人個體和群體作戰(zhàn)能力的增強和延伸，無人作戰(zhàn)集群的智能需要人機復雜交互增強，為此須知：平臺中心、數(shù)據(jù)中心、知識中心、網(wǎng)絡(luò)中心、決策中心，概莫繞不開以戰(zhàn)爭以人為核心。

根據(jù)以上定義，結(jié)合作戰(zhàn)E-HCPS“四域三維”視角，易見實現(xiàn)無人作戰(zhàn)集群的智能化：

不只是軟件的，還是硬件的；

不只是學習訓練測試的，還是規(guī)劃設(shè)計、預編程的；

不只是算法的，還是網(wǎng)絡(luò)、軟件架構(gòu)、操作系統(tǒng)、指令集的；

不只是傳感器、信道、芯片的，還是材料、結(jié)構(gòu)、機構(gòu)、流體的；

不只是航行器平臺、武器的，還是聲、光、電、磁物理場的；

不只是裝備研制的，還是訓練演習、實戰(zhàn)應(yīng)用人機融合演進的。

4.2

智能無人作戰(zhàn)集群實戰(zhàn)應(yīng)用價值的理論探討

傳統(tǒng)的無人作戰(zhàn)集群，包括1982年貝卡谷地電子戰(zhàn)無人機集群、“哈比”反輻射無人機集群，采用預先籌劃進行任務(wù)協(xié)同，綜合利用低慢小無人機難以防御、功能定制高性能裝備、低成本大批量運用和蘭開斯特戰(zhàn)斗方程平方律等優(yōu)勢，形成面向特定任務(wù)的高效能作戰(zhàn)能力，從而在機理上具備了一定的實戰(zhàn)應(yīng)用價值。

近年來，隨著低成本無人技術(shù)擴散，傳統(tǒng)無人作戰(zhàn)集群被廣泛應(yīng)用于西亞中東等缺乏無人拒止環(huán)境的戰(zhàn)場，在低技術(shù)、中低烈度軍事行動中持續(xù)取得優(yōu)異的戰(zhàn)果：

2018年，俄羅斯駐敘空軍基地被13架自殺式無人機襲擊，造成重大損失；

2019年，沙特石油設(shè)施遭到也門胡賽武裝18架自殺式無人機襲擊，陷入癱瘓；

2019年，俄羅斯在敘利亞使用無人戰(zhàn)車集群突擊ISIS某高地，以人員0傷亡代價實現(xiàn)快速奪占；

2020年，阿塞拜疆戰(zhàn)役級持續(xù)大批量使用察打一體無人機、巡飛彈打擊亞美尼亞縱深目標，技術(shù)突襲支撐奪取納卡沖突勝利。

通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，理論上可使無人作戰(zhàn)集群在預先任務(wù)籌劃協(xié)同基礎(chǔ)上，進一步具備實時的分布式感知層、戰(zhàn)術(shù)行動層、目指殺傷層乃至信號相參層的協(xié)同能力，達成作戰(zhàn)HCPS的復雜自適應(yīng)、復雜自組織、復雜融合增強，從而具備適用于“高端戰(zhàn)爭”高技術(shù)、高烈度戰(zhàn)場復雜環(huán)境的前景。

例如，在國家戰(zhàn)略重回“大國對抗”背景下，美國海軍軍事戰(zhàn)略調(diào)整為“重回制?！?，重新采用“面向威脅設(shè)計”思路，重點針對大國戰(zhàn)役級海上“區(qū)域拒止/反介入”聯(lián)合作戰(zhàn)威脅，提出了“海上分布式作戰(zhàn)”的軍種頂層作戰(zhàn)概念。在“海上分布式作戰(zhàn)”頂層作戰(zhàn)概念指導下，美國海軍通過兵力結(jié)構(gòu)評估和造艦計劃重點強調(diào)了發(fā)展千噸級無人僚艦、百噸級反潛持續(xù)跟蹤艇、百噸級無人潛航器和重型艦載無人機等智能無人裝備。結(jié)合正在發(fā)展的智能化網(wǎng)信系統(tǒng)，“海上分布式作戰(zhàn)”提出其海上聯(lián)合作戰(zhàn)體系在2030年前后初步形成集群化運用智能無人裝備的實戰(zhàn)能力，進而使得美國海上力量形成在大國和平競爭期間的存在控制成本消耗優(yōu)勢，以及在大國高端沖突決戰(zhàn)決勝中的低人員傷亡、高效能殲敵優(yōu)勢。

由于恐怖核均勢依然有效，核威懾下高技術(shù)局部戰(zhàn)爭理論依然具有現(xiàn)實意義。在可預見的時期內(nèi)，本文談及的智能無人作戰(zhàn)集群裝備將不會成為大國全面戰(zhàn)爭的決定性武器，而將主要在混合戰(zhàn)爭、灰色沖突、有限局部戰(zhàn)爭的范疇內(nèi)使能。

同時，隨著無人裝備大量用于灰色沖突、前沿抵近行動，開火決心門檻正不斷被降低，例如，2019年伊朗使用山毛櫸導彈，擊落美國抵近偵察的MQ-4B戰(zhàn)略無人偵察機，一度引起海灣據(jù)實驟然緊張。在高效能的智能無人作戰(zhàn)集群戰(zhàn)爭時代來臨時，為了人類共同命運，如何規(guī)范使用智能無人作戰(zhàn)集群，如何管控危機事態(tài)，如何防止戰(zhàn)爭全面升級，將成為了世界主要核大國，需要暫時擱置矛盾，優(yōu)先開展合作，制定國際法、戰(zhàn)爭法的重要議題。

五 智能無人作戰(zhàn)集群的發(fā)展預見

從夸克到美洲豹，從獨木舟到航天飛機，自然的和人造的系統(tǒng)在去往復雜的道路上一路奔涌，不見盡頭，為著更好的、更確定的適應(yīng)更復雜的環(huán)境。目前尚處于概念發(fā)展階段的智能無人作戰(zhàn)集群，具有充分的軍事應(yīng)用需求、合理的作戰(zhàn)制勝機理、清晰的技術(shù)發(fā)展圖譜，未來必將在人類高技術(shù)局部戰(zhàn)爭中始終占據(jù)重要的一席之地。

開展智能無人作戰(zhàn)集群研制工程須知，越能適應(yīng)復雜戰(zhàn)場環(huán)境、承擔越復雜作戰(zhàn)任務(wù)的智能無人作戰(zhàn)集群，其系統(tǒng)復雜度將呈幾何級數(shù)般越是急遽增加。如何認知智能無人作戰(zhàn)集群系統(tǒng)復雜度、設(shè)計和駕馭智能無人作戰(zhàn)集群系統(tǒng)復雜度，將成為研制工程可行的關(guān)鍵因素。戰(zhàn)爭講究“武無第二”，比敵人更能適應(yīng)復雜戰(zhàn)場高烈度博弈的、也必是更為復雜的和先進的智能無人作戰(zhàn)集群，才能支撐打贏未來高技術(shù)局部戰(zhàn)爭。在工程可行性和復雜先進性天平的中間，參與研制的人及其輔助工具，必須以面向威脅的實戰(zhàn)應(yīng)用需求為基座，做好平衡支點。

美國近幾年的相關(guān)型號項目經(jīng)驗值得借鑒：XLUUV在平臺技術(shù)基本成熟情況下立項，利用深海突防通道投送水雷以盡量簡化環(huán)境和任務(wù)剖面，集群行動時主要應(yīng)用成熟的預先籌劃進行任務(wù)協(xié)同；MQ-25A基于成熟的總體氣動布局、發(fā)動機和出動回收技術(shù)進行集成，主要用于加油等非激烈對抗性質(zhì)的作戰(zhàn)輔助任務(wù)，集群行動時也主要依賴預先籌劃進行任務(wù)協(xié)同。

實戰(zhàn)應(yīng)用價值是評估智能無人作戰(zhàn)集群的唯一標準，而實戰(zhàn)評估每一代智能無人裝備集群的機會可能僅有一次。同時，以高昂的代價發(fā)展出的最先進的智能無人作戰(zhàn)集群，還需超越“次先進武器決定戰(zhàn)爭”的規(guī)律。為此，按照“設(shè)計裝備就是設(shè)計戰(zhàn)爭”的理念，需要采用數(shù)字化系統(tǒng)工程方法，面向數(shù)學物理級、系統(tǒng)信號級、交戰(zhàn)行為級、集群任務(wù)級的實裝和仿真測試需求，發(fā)展多尺度內(nèi)外聯(lián)合實時測試技術(shù)、基于模型修正確認技術(shù)的可驗證仿真模擬技術(shù)，構(gòu)建智能無人作戰(zhàn)集群研制訓練所需的“實裝-虛擬-構(gòu)造”（LVC）試驗環(huán)境。

智能無人作戰(zhàn)集群是戰(zhàn)爭裝備，主要用于殺戮和破壞。發(fā)展智能無人作戰(zhàn)集群科技，正如戰(zhàn)機之于民航、曼哈頓工程之于核能、ARPAnet之于互聯(lián)網(wǎng)，必將轉(zhuǎn)化應(yīng)用和服務(wù)于人類未來的生產(chǎn)生活。智能無人作戰(zhàn)集群需要著力突破的HCPS適應(yīng)開放復雜博弈環(huán)境、單體自主智能、多體協(xié)同智能、人機交互增強等關(guān)鍵瓶頸科技，將成為未來構(gòu)建更確定、更低耗的人類命運共同體的重要第一生產(chǎn)力。

——無人裝備發(fā)展中心

陳侯京，許 嘉