虚拟空间技术:道是无形却有形

来源:解放军报·解放军新闻传播中心融媒体

虚拟空间技术:道是无形却有形

随着全球互联网、移动通信的普及应用,人类社会逐渐从物理空间步入由网络信息组成的虚拟空间,几乎所有人和事都开始与虚拟空间发生关联。

在军事领域也不例外,虚拟空间技术已登上战争舞台,呈现出越来越快的发展趋势。伊拉克战争期间,美军通过电子邮件实施网络欺骗心理战,结果使很多伊军官兵丢弃装备,放弃了抵抗;俄罗斯黑客曾大规模攻击格鲁吉亚互联网,造成其交通、通信、银行等基础网络系统瘫痪;近年来,美军依托全球通信网络和人类行为计算模型,指挥无人机打击对手的重要目标和高级将领,实施点穴式攻击和精准“斩首”……

虚拟空间技术在作战体系中的地位作用逐步上升,并同物理空间深度融合、渐成一体。这种趋势意味着什么?请看——

信息化促成虚拟空间,从而引发军事领域变革

虚拟空间,是由人类构建的基于网络电磁的信息空间,狭义上主要指赛博空间(Cyberspace),广义上还包括各类相对封闭系统的信息环境等。

虚拟空间可以多视角反映人类社会和物质世界,同时可以超越客观世界的诸多限制来利用它。构建它的是信息域,连接它的是物理域,反映出的是社会域,利用它的是认知域。

虚拟空间具有人为设计、跨越时空、快速重构、成本低廉等特点,在现代战争中发挥着重要作用。

这主要体现在3个方面:一是通过网络信息系统,把分散的作战力量、作战要素连接为一个整体,形成网络化、体系化作战能力;二是成为网电、情报、舆情、心理、意识等认知对抗的主战场;三是依托虚拟空间,可以建立虚拟战场,开展作战实验,利用虚拟空间大量高仿真对抗的成果,形成对实体部队作战的指导能力。

上世纪50年代以来,随着计算机、互联网、移动通信、军用网络、数据链、C4ISR系统、综合电子信息系统、军用仿真对抗系统等技术的发展应用,虚拟空间从技术上能够人为实现和构建,并逐步形成以网络信息体系为核心的信息化作战能力,构筑起现代战争的灵魂中枢。

在网络信息体系构建的虚拟空间里,通过大量信息传输和数据交换,在体系和技术层面把各军兵种部队的作战力量真正融合为一个整体,实现各层次“从传感器到射手的无缝快速信息链接”,从而构成一体化联合、立体、精确打击能力,形成以体系对局部、集中对离散、以快制慢的作战优势。

例如,在利比亚战争末期,卡扎菲车队苏尔特城出逃从被美军侦察卫星发现到被攻击,前后不足半个小时,再到后来被抓捕击毙,总用时才一个多小时,实现了“体系对局部、发现即摧毁”的打击效果。这充分说明了基于天基信息体系作战能力快速反应的优势,也充分表明了由天基信息体系构建的网络虚拟空间的重要性。

以赛博空间为重点的虚拟世界,渐成认知对抗主战场

如今,随着支撑虚拟空间的网络技术逐步成熟,以虚拟世界为代表的赛博空间不再仅仅是一个网络通信系统,而是成为国家间战略博弈、慑战并重的新空间新领域,成为认知对抗的主战场。

赛博空间的权威定义是:信息环境中的全球域,其特征是利用电子和电磁频谱,通过信息通信技术构成相互依赖和互相连接的网络,用以创建、存储、修改、交换和利用信息。

其基本结构主要有“四域”:系统域,包括赛博空间的技术基础、基础设施及体系结构和相应的软硬件;内容与应用域,包括位于赛博空间的信息库以及访问和处理这些信息的机制等;人与社会域,包括人与人之间的交流、人与信息的交互等,商业、消费者、政治活动和社会运动都在这个域;治理域,覆盖赛博空间的各个方面,包括系统域的技术规范、内容与应用域的交换规定,还包括各类人群和社会域相关的法律体系等。

赛博空间作战主要包括网络信息利用、网络进攻、网络防御、电磁攻防、舆情影响与控制等内容,具有易攻难防、以软搏硬、平战一体、军民难分等特点。

其中,网络攻防是核心。目前基于网络的软件攻击已具备物理毁伤能力,军事大国的网络攻击已具备入侵、欺骗、干扰、破坏等作战能力。突尼斯的本·阿里、利比亚的卡扎菲、伊拉克的萨达姆都曾被美国的网络攻防和维基解密所影响,造成本国舆情转向、社会动荡,导致政权的迅速垮台。可以说,网络攻击对传统战争形态产生了颠覆性影响。

依托虚拟空间构建平行军事系统,开启虚实互动智权竞争

平行军事理论的核心是算法战,其基本原理是:建立一个虚拟的智能化军事人工系统,通过物理空间的实体部队与虚拟空间的软件定义部队相互映射、相互迭代,充分利用虚拟空间不受时空、地理限制等优势,开展作战实验、模拟训练和作战效能评估等,将不同战场环境、不同作战对手、不同作战样式的对抗结果和数据积累起来,通过不断优化迭代和完善,逐步形成一整套源于实践、高于实践、指导实践的平行系统和模型算法,从而把不同环境条件下的最优解决方案用于指导实体部队建设和作战。

平行理论最初来源于霍金的量子平行宇宙概念。有关学者在2004年提出了“平行系统方法与复杂系统的管理和控制”,11年后又提出了“平行时代的平行智能体系”。随着互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的快速发展,智能时代平行军事概念开始从理论走向实践。

平行军事系统主要包括:虚拟战场环境、平行士兵系统、平行装备系统、平行部队系统、虚拟参谋与指挥员等核心要素,大数据、云计算、机器学习、作战仿真、高速通信、复杂战场环境构建等核心技术,各种作战概念、作战规则、战略战术、战法理论与软件系统等。

平行军事系统的核心是虚实互动、以虚制胜。其制胜机理主要体现在以下几个方面:

知己知彼,未战先知。在蓝军数据和模型比较充足翔实的条件下,事先通过虚拟空间与不同对手大量的对抗,使实际作战还未开始,就可预知在不同条件下的胜负和可能的结果。

运筹帷幄,以劣胜优。在己方作战实力和手段不如对方情况下,通过虚拟空间仿真训练,可以寻找到局部的时间和空间窗口优势,从而以数量、速度、一技之长和局部优势取得胜利。全局虽处劣势,但局部存在或将营造优势。

虚实互动,以虚促实。通过虚拟空间与实体空间的关联映射、相互迭代、仿真训练,可以发现人员素质、装备性能、战法运用、条件支撑等与作战对手间的差距,从而开展针对性的训练和建设,以弥补自身短板。

虚实对决,以虚制胜。在硬件实力相差不多的情况下,如果对方只有实体部队,而没有虚拟平行作战功能,己方很容易以虚制实、打败对手。如果对手也具备虚拟平行作战能力,作战的胜败就取决于双方数字孪生系统水平的高低,特别是人工智能模型算法的多少、优劣,谁的人工智能更聪明、更高效,谁就拥有更多的战场主动权,胜算就更大。

战争从虚拟空间实验开始。据报道,美、俄等军事强国在近几场局部战争中,都事先在实验室里进行推演,然后进行实兵演习,最后才正式出兵展开军事行动。如俄罗斯出兵叙利亚之前,就在战争实验室里进行了作战预演,依据实验推演情况,制定了“中央-2015”战略演习计划,针对叙利亚作战演练了“在陌生区域的机动和可到达性”。

阿尔法星际(AlphaStar)是一种拥有先进卷积神经网络算法的人工智能系统,研发团队用职业玩家的录像训练它,然后借助对战模式,教它如何打败人类。2018年12月,它与人类职业选手在《星际争霸》赛中,以10:1取胜。其中,它只用了两周时间就完成了人类选手需要200年时间的训练量,展示了虚拟空间进行仿真对抗训练的巨大优势与前景。

上图为虚实互动的智能化战场生态系统示意图。

(解放军报·解放军新闻传播中心融媒体出品)

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