美军重视的六大关键新兴技术

　　根据美军和智库发布的报告，本文总结了美军确定的在未来一段时间可能对美国产生颠覆性影响的六大新兴关键技术和武器系统，具体包括人工智能（artificial intelligence）、致命性自主武器（lethal autonomous weapons）、高超音速武器（hypersonic weapons）、定向能武器（directed-energy weapons）、量子信息技术（quantum information technology）以及生物技术（biotechnology）。随着这些技术的不断成熟，它们可能会对作战理论和未来战争产生越来越重大的影响，值得高度重视。

　　人工智能（Artificial Intelligence）无疑是美军当前最为重视的技术之一。认识到人工智能在情报、监视和侦察、网络攻防、指挥和控制等领域的巨大应用潜力，美军正大力推进人工智能的军事应用。2019年2月12日，美国防部发布《2018国防部人工智能战略概要：利用人工智能促进安全与繁荣》（Summary of The 2018 Department Of Defense Artificial Intelligence Strategy），系统阐述了五角大楼对于人工智能的官方认知、战略目标及重点领域，旨在通过这一战略维持美军在人工智能时代的战略优势。该战略报告指出，美国要加快利用人工智能解决美军关键任务，通过支持分布式开发和试验的通用基础设施扩大人工智能在国防部的影响，培养人工智能领域的高级人才，强化与产业界、学术界和国际盟友的合作，以及引领军事伦理道德和人工智能安全。目前，人工智能正被纳入预测性维护、情报分析、无人作战等越来越多的军事应用，也有望使一些新的作战概念（如无人蜂群）成为可能。

　　此外，人工智能的快速发展还催生了“深度伪造”（deep fakes)及与之而来的相关问题。这一技术能进行越来越逼真的照片、音频和视频数字伪造，也引起了美军的高度关切。美国防部担心，对手可能会在“灰色地带”冲突中应用这种技术，作为其信息战的一部分。深度伪造技术可以被用来制造虚假新闻报道、影响公共话语、侵蚀公众信任、抹黑外交官等恶意行为。一种观点认为，人工智能还可以用来创建全新的数字“生活方式”（patterns-of-life)，创造关于军人、情报官员、政府官员和普通公民的虚假信息。与深度伪造类似，这些信息也可以被用于有针对性的影响行动或进行敲诈。

　　为了统合美国防部推进人工智能的工作，五角大楼于2018年6月在国防部首席信息官（Chief Information Officer）的领导下成立了联合人工智能中心(Joint Artificial Intelligence Center)。目前，该中心重点聚焦人工智能在情报感知、预测性维修、救灾和人道主义援助以及网络空间等方面的应用。2020年2月24日，美国防部还推出了美国防部运用人工智能系统的五大准则，强调军事人工智能系统应当是负责任的、公平的、可追溯、可靠的和可管理的。此外，美国还设立了人工智能委员会，以评估美国在人工智能领域的国际竞争力，并向国会提供建议。

　　致命性自主武器系统(LAWS)是指能够独立地识别目标并使用机载武器系统攻击和摧毁目标而不需要人工控制的武器系统，这一武器系统也引起了美军越来越多的重视。致命性自主武器系统能够通过计算机算法和传感器自主确认目标、做出作战决策并打击目标，能使系统能够在通信受干扰或拒止的环境中运行，而传统的武器系统可能无法在这种环境中运行。通常而言，完全自主的致命性自主武器系统目前还不存在，但自主武器系统相关问题已经引起了广泛争议。目前，围绕致命性自主武器系统这一议题，联合国、“禁止杀手机器人运动”“国际机器人军备控制委员会”等官方和非官方平台都在关注，也吸引了等埃隆·马斯克、未来生命研究所等行为体的热议。但是，当前致命性自主武器系统的军控仍然面临着概念不清、障碍、军事及问责困难等诸多问题，难以实质性推进。尤为值得注意的是，联合国《特定常规武器公约》自2014年来已经召开了多次正式和非正式专家会议。其中，约有25个国家出于伦理方面的考虑，呼吁对该系统实行先发制人的禁令，而其他国家则呼吁进行正式的监管。

　　此外，美国一些高级军事和国防已经表达了对部署此类系统的伦理担忧。例如，在2017年参议院军事委员会的听证会上，美国参谋长联席会议保罗·塞尔瓦(Paul Selva)表示，“我认为让机器人来决定人的生死是不合理的。”目前，没有任何国内或国际法律禁止致命性自主武器系统的研发和应用。值得注意的是，美国《国防部3000.09号指令》为美军研发和部署致命性自主武器系统建立了指导方针，以确保这些武器系统能够符合“战争法、适用条约、武器系统安全规则和适用交战规则”。该指令强调，自主和半自主武器系统应允许指挥官和操作员对武力使用进行适当的人类判断，授权使用、指挥使用或操作自主和半自主武器系统的人必须谨慎地遵守战争法、适用的条约、武器系统安全规则和适用的交战规则（ROE）。但同时这一指令也指出，自主武器系统可自主对目标施加非致命、非动能的攻击，如某些形式的电子攻击。

　　目前，包括美国在内的许多国家正在研发高超音速武器，这种武器的飞行速度至少为5马赫。目前，高超音速武器主要可以分为两类，分别是高超音速滑翔飞行器(HGV)和高超音速巡航导弹(HCM)。其中，高超音速滑翔飞行器是由载具首先发射到大气层外或边缘，后利用地心引力和自身发动机加速冲向地表，同时做出滑翔机动打击目标。而高超音速巡航导弹则是大气层内发射的常规导弹，采用类似于传统巡航导弹的飞行方式。与弹道导弹不同的是，高超音速武器不遵循弹道轨迹，可以在到达目的地的途中机动，这使得防御变得十分困难。目前，还没有能有效防御高超音速武器的系统存在，专家们对高超音速导弹防御方案的可承受性、技术可行性和实用性存在分歧。

　　《2018年国防战略》将高超音速武器确定为“确保美国能够打赢未来战争”的关键技术之一。目前，美国防部正在根据海军的常规快速打击计划及空军、陆军和DARPA的几个项目推进高超音速武器研发。美军方认为，高超音速武器可以增强威慑力，并为美军提供击败先进的空中和导弹防御系统能力。目前，美国国防部高级研究计划局正在与空军合作，“开发相关技术，使未来的空中发射、战术范围的高超音速助推滑翔系统成为可能。”此外，美国防部也在推进反高超声速武器的研究，具体的方法包括拦截导弹、超高速导弹、激光武器和电子攻击系统等。

　　目前，俄罗斯正在推进两个高超音速武器项目——“先锋”（Avangard）和“锆石”（Zircon）。据报道，俄罗斯在茹科夫斯基的中央空气动力研究所和新西伯利亚的赫里斯季安诺维奇理论和应用力学研究所进行了高超音速风洞试验，并在栋巴罗夫斯基空军基地、拜科努尔航天发射场和库拉靶场进行了高超音速武器测试。此外，法国、澳大利亚、印度、德国和日本等国目前也有高超音速武器的相关研究项目。

　　通常而言，定向能武器（directed-energy weapons）是指利用各种束能产生的强大杀伤力的武器。具体而言，这类武器系统可利用激光束、粒子束、微波束、等离子束、声波束等能量产生高温、电离、辐射、声波等综合效应，采取束而非面的形式向一定方向发射，以摧毁或损伤目标。依据被发射能量的载体不同，可以分为激光武器、粒子束武器和微波武器。美国防部将定向能武器定义为“使用集中的电磁能而非动能来使敌人的设备、设施和/或人员失能、损坏或失效”的武器。定向能武器通常也被称为“束能武器”（laser weapon），可以被地面部队用于反火箭、火炮和迫击炮(C-RAM)或短程防空(SHORAD)。理论上而言，定向能武器也可以用于助推段导弹的拦截。然而，就像高超音速导弹防御系统一样，专家们对这种应用的可承受性、技术可行性和实用性存在分歧。高能微波武器(High-powered microwave，HPM)属于定向能武器的一种，可以在发生冲突的情况下，通过非动能手段使电子、通信系统和临时爆炸装置失效。

　　美军将定向能武器作为重点发展的领域之一，目前，美军关于定向能武器的项目有“机动战术高能激光”（Mobile Tactical High Energy Laser , MTHEL)、“多任务高能激光”（Multi-Mission High Energy Laser，MMHEL)等。据报道，俄罗斯也正在开发一种能够摧毁载人和无人驾驶飞机上的制导和导航系统以及精确制导导弹的定向能武器。俄罗斯还声称，这种武器可以扰乱全球定位系统(GPS)导航信号，摧毁无线电通信设备和卫星。据称，这种武器可以安装在车辆、船只和飞机上。俄罗斯目前拥有用于飞机和直升机防御的激光系统，并计划在其第六代飞机上安装具有更强攻击能力的激光武器，这类飞机要到本世纪30年代末才可能投入使用。一些报道还称，俄罗斯计划用高能微波武器装备无人机，包括正在研发的高超音速无人机。据报道，以色列国防军(IDF)在1982年第一次黎巴嫩战争期间就首次使用激光指定目标和测距。以色列的“鹦鹉螺号”（Nautilus program）项目开始于1996年，旨在开发一种能够击落喀秋莎火箭、大炮和迫击炮弹的激光武器系统。2006年，当五角大楼取消了该计划后，以色列开始了“铁穹”项目（Iron Dome program），旨在使用导弹代替激光来击落来袭的火箭弹和炮弹等。据报道，以色列声称“铁穹”系统已经成功拦截了90%的攻击。2014年初，以色列拉斐尔先进防务系统公司(Rafael Advanced Defense Systems)在新加坡航展上展示了“铁梁”(Iron Beam)高能激光器系统(HEL)，该系统采用上千瓦时的固体激光，可在短程防御中击落火箭、迫击炮和无人机。

　　量子信息技术也是美军高度重视的关键技术之一。量子信息科学(Quantum Information Science，QIS)结合了数学、计算机科学、工程和物理科学的元素，有潜力提供远远超出当今最先进技术所能提供的能力。一般来说，量子科学是研究物质和能量的最小粒子的科学。量子信息科学建立在量子科学原理的基础上，以传统物理原理无法实现的方式获取和处理信息。量子信息科学的前提是信息科学依赖于物理中的量子效应。虽然目前运用量子物理学原理的量子技术尚未成熟，但它有望对传感、计算、通信、加密和隐身等领域的未来产生重大影响。美国政府问责办公室的报告称，美国防部、国务院、国土安全部和国家情报总监办公室通过评估认为，“量子通信可以使对手开发出美国无法拦截或解密的通信技术，而量子计算则可能使对手能解密敏感乃至机密的信息。”

　　量子技术还有其他方面的军事应用，例如量子雷达系统假设能够识别目标的性能特征(例如雷达截面、速度等)，比传统雷达系统具有更高的精度。这将大大简化对美国隐形战机的跟踪和定位，如F-22、F-35战斗机和B-2轰炸机。同样，量子传感技术的进步在理论上可以显著改善潜艇探测，使海洋变得“透明”，进而可能对海基核威慑的生存能力产生重大影响。

　　生物技术（biotechnology）是指是应用生物学、化学和工程学的基本原理，利用生物体（包括微生物、动物细胞和植物细胞）或其组成部分（细胞器和酶）来生产有用物质，或为人类提供某种服务的技术。生物技术的发展对于具有潜在的影响，这次在全球传播的新型冠状病毒也彰显了生物技术和生物安全的重要性。美军对这一技术也十分重视。美国政府问责办公室(GAO)2018年发布的报告指出，美国防部、国务院和国土安全部和国家情报总监办公室(ODNI)等部门一致认为，一些生物技术（如低成本CRISPR-Cas9基因编辑技术）有望通过改变基因或创建DNA来变革植物、动物和人类。未来，这种生物技术可以用来提高（或降低）军事人员的表现。而用于创造自然界不存在的基因序列的合成生物学的扩散，可能会给制造的行为体提供有效工具。