李耀东,肖兵,俞锦涛,吴俊杰,牛犇
(空军预警学院,湖北 武汉 430010)
作战体系不仅元素众多而且层次关系多样,是一种典型的复杂巨系统[1]。美军随着其作战概念的演化推进,依照着相关理念建设并强化着其作战体系能力。从作战体系的复杂程度和系统能力来说可由低到高依次分为平台中心战、网络中心战、马赛克战和系统战,针对这几种作战概念,本文从作战概念、发展需求、组成结构、系统能力4个方面横向对比分析,深入剖析其中的区别不同,为研究美国军队系统提供一个新的视角,也可为作战体系的发展提供借鉴。
平台中心战是指以机械化战争中的坦克、舰船、飞机等作战平台之间的对抗为中心展开的作战行动。其特点是依靠平台自身的探测传感器获得战场信息,提供平台自身使用,受限于通信技术的制约以及指挥架构的影响,平台之间和上下级之间的信息交流、信息传递、信息共享能力都十分有限[2]。
网络中心战是指利用发展逐步成熟的信息网络技术,使得作战体系中的探测单元、处理单元、决策单元和打击单元集成为一个统一高效的大系统,实现战场信息和作战资源的共享和利用,最大限度地把信息优势转变为决策优势和行动优势,充分发挥整体作战效能[3]。
马赛克战是一个发展中的概念,其核心是借鉴马赛克拼图简单多功能可快速拼接的特点,在复杂严酷的战场环境下,根据动态多变的作战任务,将许多低成本、复杂度低的模块或系统以灵活、自主、协同的方式链接在一起,形成一个按需集成、极具弹性的作战体系。能够有效防范他国对手打击并瘫痪关键信息网络节点,以及支撑与他国对手进行全方位的体系化作战。2020年2月,美国战略预算与评估中心建议将决策中心战的作战理念与马赛克战融合,着重强调要提高作战体系“OODA”作战环循环速度,从而使对手停滞在“OO”(探测-判断)环节[4]。
系统战的观点于2020年12月在文献[5]中提出,但只做了概略性的介绍,详细论述目前还未发表,根据该文献介绍的相关规则总结系统战内涵如下:
系统战是立足双方军事实力势均力敌的情况下,意图以人机协同作战网络发展为中心,将高强度算法融入其中,并以最大化发挥人机协同个作战网络为前提,重构作战体系架构、重组作战训练方式,帮助指导联合部队的理论和方案发展,以达到对抗敌对方作战体系的最理想效果。
作战概念的逐步发展,离不开对于前一作战概念系统性的总结分析。美军的作战概念乍一看去五花八门、纷繁复杂,但只要抓住平台中心战—网络中心战—马赛克战—系统战的这条主线,其他作战概念则是主线4个作战概念的支撑和衍生。美军作战概念关系图如图1所示。
图1 美军作战概念关系图
从18世纪的有限战争到19世纪的拿破仑战争,主流战争形式还是正面决战。随着科学技术水平的发展提高,坦克、飞机、舰船等在战场上发挥出的巨大优势让人们深刻认识到一个强大的战斗单元在战场上起到的决定性作用。由此,正面决战的战争形式在20世纪演化为基于火力的平台中心战。此外,情报流转、后勤保障、指挥控制方式的改变,都是以平台的性能作为核心诉求[6]。直至今日,许多国家依旧热衷于高端武器平台开发,比如第四代战斗机、新型舰艇等,作战平台集聚的功能愈发多样,平台能力也日益强大,这些武器平台的研发和设计依旧是平台中心战理念的一种延伸。
在平台中心战理论的指导下,不仅上下级之间的信息交流少而慢,平台与平台之间也只能通过有限的几种方法共享少量的信息,作战中的OODA环需要通过指挥员进行自上而下的协调,导致平台之间产生难以逾越的壁垒,形成了“孤岛”效应[7]。随着互联网技术的蓬勃发展,人们不满足于平台中心战单元的独立性规则,而希望系统中各类单元能打破壁垒,实现互联互通互操作,达到全域范围的态势共享,使作战力量做到密切协同配合,从而实现“1+1>2”的系统集成效应。1997年,美国海军作战部长杰伊·约翰逊正式提出网络中心战理论,“网络中心战”被认为是200年来军事领域最重要的变革。
网络中心战是19世纪末的概念,其目的是解决单元之间互联互通互操作的问题,强调的是在战场具有高度的透明性和控制力,但军事冲突中固有的“迷雾”会使网络中心战组建的作战体系陷入泥潭。此外,随着世界各国武器水平高速发展,美军发现想要继续在武器装备上拉开差距越来越难,且其费效比美军无法承受,需要在符合经济效益的条件下出台新的技术手段满足美军发展的需求[4]。马赛克战一方面通过自身的临机组合能力做到以“迷雾对抗迷雾”;另一方面,通过将一体化作战单元拆解为大量小规模、功能较少的单元,将大大降低经费支出,能够较好地解决降低经费、适应“迷雾”2种需求。
现代作战变化日趋多样,人工智能、大数据分析、高级计算、量子科学、支持人工智能的应用5G以及机器人和自主系统等技术等可以成为联合部队强化军事系统的机会。一边是新兴技术的发展,另一边是对以往作战的总结。美军发觉在以往的战争中,非对称作战的优势十分明显,但随着科技水平的接近,军事武器装备差距缩小,未来与对等对手或近等对手的战斗将主要是执行战役的系统之间的碰撞来确定。为此美国联合作战部队需要一个新的系统战争总体联合作战概念来应对这一新兴现实,系统战的相关理念也就应运而生。
3.1.1 复杂网络建模的原理
复杂网络理论作为一门新兴的交叉学科,在数理科学、生命科学、社会科学、管理科学、军事学、经济学等众多学科中都掀起了研究和应用的热潮。作战体系是由相互作用的众多子系统组成,当把子系统抽象成节点,把子系统之间的相互作用抽象成节点之间的边,则作战体系就可以抽象成一个复杂网络[8]。
3.1.2 复杂网络建模复杂性特点
复杂网络的复杂性通常体现在2个方面:第一,复杂网络常常包含海量的节点,即节点数量十分庞大;第二,复杂网络中节点之间的连接关系通常比较复杂,即不像规则网络具有完全确定的连接关系,也不像随机网络那样具有完全不确定的连接关系[9]。作战体系显而易见地具备大量且多样的单元,其次单元之间的连接关系遵循一定规则又不完全确定。因此,运用复杂网络方法能够较为准确地厘清各作战体系的结构特点。
3.1.3 OODA循环理论
OODA循环理论的基本观点是:武装冲突可以看做是敌对双方互相较量谁能更快更好地完成“探测—判断—决策—行动”的循环程序。在军事斗争中,OODA可拆分成具备不同属性的单元,探测单元、处理单元、决策单元和打击单元。各类作战体系均可以由这些基本单元构成[10]。
平台中心战的结构中,探测单元只有少数连接,探测单元和判断、决策单元之间采用烟囱式连接,行动单元网络化能力有限。结构如图2所示。
图2 平台中心战结构图
网络中心战注重各类单元的连接互通,使探测单元、处理单元、决策单元和打击单元集成为一个统一高效的大系统。其结构示意图如图3所示。
图3 网络中心战结构图
马赛克战结构是在网络中心战结构的基础上发展而来。区别于网络中心战情报全域共享,尽量实现全连接;马赛克战重在按任务分配,针对当前任务,合理搭配兵力,构成实现作战目标的杀伤网。任务过程中,如出现单元故障、损毁等情况,冗余单元可及时补充,持续保持方案的任务完成能力,直至作战任务完成。其结构图如图4所示。
图4 马赛克战结构图
系统战的结构类似于一个黑盒,它是围绕人机协同网络为中心建立的,在它的结构中不拘泥于平台中心战、网络中心战、马赛克战结构。马赛克战是针对某一项任务,在全域范围内调配兵力,达成当前作战目的。但作战终究是一个全局性的行为活动,局部的最优表现,并不一定能带来全局的获胜。系统战通过对人机协作网络的运用,形成全局最优解,同时使作战体系在敌方如同面临黑盒,无法找到重要节点,让作战体系实现从适应“迷雾”到破解“迷雾”的转变。其结构如图5所示。
图5 系统战结构图
从系统学角度来说,不同的结构决定了不同的系统能力,4类作战体系产生于不同的时代,对应了不同的战争特性,下面就其能力逐一分析。
平台中心战诞生的核心目的就是将某一项或多项领先技术融入平台,达成对抗中的不对等性,实现战场上的奇效,如飞机和隐身飞机的诞生,都是利用自身特性达到突破敌方防御、打击要害的目的。
从灵活性角度分析,在计划任务之初,根据各平台的功能属性,可以在制定行动方案和计划时合理搭配,灵活组织。但作战过程是一个强对抗过程,环境会随着任务进行而发生剧烈变化,又由于信息传递受限,作战计划无法在任务进行中及时顺应环境变化而调整,导致平台中心战在灵活性方面的短板暴露无遗。
从鲁棒性角度分析,假定一个航母编队在如此条件下参与作战,如果航母由于客观或者主观的原因,导致作战能力急剧受损,则以航母为中心的整个战斗群的作战能力将遭受重大损失,在航母恢复战斗力之前许多作战任务将无法展开。因此航母就是整个编队的核心节点,敌对方会在对抗中对其进行精确攻击,一旦成功就能达到破其一点、毁伤全局的战术目的。
从高效性角度分析,假定在作战对抗中,某一平台发现了攻击目标,但与其同质等效的友邻平台具备更好的打击环境,经过指挥员的上下协调和逐层传递,产生了大量时间延迟,在友邻平台接受到打击任务和目标信息时,可能目标早已脱离攻击范围。这样不仅造成了任务的失败,还导致资源的大量浪费,整体效能无法充分发挥,因此必须推行一种新型的方式,打破平台之间的壁垒,实现互联互通,网络中心战的思想萌芽开始出现。
网络中心战由于强大的信息网络的介入,在高效性方面有了质的飞跃,同时使系统的结构有了极大地改善。在灵活性方面,C4ISR的发展颠覆了各平台信息上“自给自足”的状态,探测网络把所有传感器获取的数据融合在一起,迅速形成对态势感知的统一感知,这样就使得任务行动的临机调整成为了可能,成为应对战场变化的一次巨大飞跃。
在鲁棒性方面,网络中心战作战体系由于各平台之间做到了互联互通,核心平台具备了一定的冗余能力,在体系中的关键性地位得到分解。
网络中心战在继承了网络化所带来的诸多优势的同时,也继承了网络系统固有的脆弱性。
一是网络成为了影响全局的关键核心,网络中心战可以视为以网络为平台的平台中心战,而且敌对势力可以经由网络对其军事系统进行攻击,网络的开放性将使得攻击的来源更广,潜在危险性也比普通的平台中心战更大。此外,为网络中心战服务的基础设施面临硬摧毁风险,如果其要害部位或重要节点遭到有效打击,将引起网络全面崩溃,导致系统的全面瘫痪。
二是网络攻击使传统作战界限模糊。攻击者可能不一定是敌对势力,任何有专长的个人或集团均可利用针对性的信息战武器,破解网络、自编攻击程序或从黑客网站上下载的网络攻击工具对网络进行攻击,而对于受攻击方,对攻击方的个体甄别、能力分析十分困难,难以判别是否为敌对方,这样的对抗使得作战界限变得十分模糊[11]。
三是无法发挥最大的连通效益。网络中心战重在解决互联互通互操作的问题,但局限于网络传输的带宽,全联通无法实现,特别是战场信息复杂度极高,收集什么样的信息、收集到什么程度、如何实现最佳连接结构是网络中心战所必须解决的问题。
由于马赛克战的各单元应当具备互联互通的基本要求,可将马赛克战视为网络中心战的衍生物,是各作战单元实现可互联互通后,如何通过结构调整进一步对系统能力进行优化的改良方案。
从灵活性角度分析,由于马赛克战将平台功能分散,以多种单一效能平台组合替代高度集成平台,且同类型平台具备一定的互冗余能力,从而极大地增加了系统的自组合性,嵌入优化算法后,能极大提升资源的利用率。在一定程度上也能解决美军预算不足限制军队发展的问题。
从高效性角度分析,马赛克战以决策中心战作为顶层理念,注重加快OODA作战环的响应速度,将人从OODA链路中解脱出来。首先在顶层先做好战略规划和设计,制定任务列表,然后将后续工作交给人工智能处理。通过优化算法计算出完成任务的最优作战单元组合,从而大大提升响应速度。此外,由于同质单元之间冗余互补特性,数条单线平行的杀伤链就构成了动态组合的杀伤网。
从鲁棒性角度分析,马赛克战是将许多低成本、复杂度低的模块或系统链接在一起。根据梅特卡夫法则,网络“能量”与网上节点数的平方成正比,马赛克战所做的系统单元拆解可大大提升系统抗毁能力。
但为了适应现已研发的高性能平台,更快地发挥马赛克战的优势,美军选择采用单一性能平台与高性能平台复合的形式组成作战体系。比如,本来需要由3艘驱逐舰完成的任务,在马赛克战理论指导下,通过一艘护卫舰和几艘无人水面舰可将其取代[4]。这样一来集中式结构转换成了分布式结构,实现了去中心化,不再存在致命的弱点可供打击。同时多样的组合能力使敌方难以判断真实意图,难以通过单点或少数几个单元的摧毁实现反制,从而有力强化了系统能力。
系统战是一个2020年底才初出襁褓的概念,其具体细节DARPA并未发布,我们根据其发布的简略概要评估其具备的能力。
从灵活性和有效性角度分析,加里·卡斯帕罗夫在人类、计算机以及人机协作小组下棋博弈后得出结论,弱者加机器加上更好的工艺,比强者单独使用计算机和强人加机器加低劣的工艺都优越。系统战中的人机协作这一核心观点就是遵循这个理论作为未来的发展方向,既具备人的判断优势,同时又综合了机器的大数据整理能力和计算优势。不仅在灵活性上具备了马赛克战的灵活性,同时在决策效率、协同效率、处理效率上也相比传统作战有了增强。
从鲁棒性角度分析,系统战注重发挥己方系统的高速运转的优势,通过快速转进的作战节奏和灵活的干扰隐蔽,扰乱地方的指挥体系,让对手始终停留在“OO(探测-判断)”上,而无法定下作战决心。在这样的作战现实下,系统战的作战体系对于对手来说是灰盒、甚至是黑盒一般的存在。而且在系统战基本原则中提到,具备遭受打击后摆脱并反击能力,这也显示出系统战作战体系的节点关键作用得到弱化,表现出极强的鲁棒性。
从平台中心战到网络中心战、马赛克战再到系统战,每一次理念的革新都是美国军事系统的一次思维观念上的革新、一次能力上的跃进。在分析过程还需要认识到,并不能把即将成为过去式的理论束之高阁,而是应当在其指导军队系统能力得到提升的方面多头发展、齐头并进。譬如,马赛克战虽然理论上对比传统作战具有压倒性优势,但其提出时间还短,关键技术能否突破、突破后能否真正达到预期效果,一切都尚未可知。而遵循平台中心战理论制造“撒手锏”平台,确是美国具备强大军事威慑力的重要原因。■