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首發(fā) | 穿透復雜性:基于追逃模型的馬賽克戰(zhàn)研究

 新用戶73286115 2021-11-02


      把簡單的事情考慮得很復雜,可以發(fā)現(xiàn)新領域;把復雜的現(xiàn)象看得很簡單,可以發(fā)現(xiàn)新規(guī)律。

——牛頓

     《三體》中羅輯從“兩個基本公理”(1.生存是文明的第一需要;2. 文明不斷增長和擴張,但宇宙中的物質總量保持不變)和“兩個重要概念”(1.猜疑鏈:雙方無法判斷對方是否為善意文明;2.技術爆炸:文明進步的速度和加速度不見得是一致的,弱小的文明很可能在短時間內超越強大的文明)出發(fā),推導出了宇宙的黑暗森林法則。

      本文嘗試從現(xiàn)實世界中最基本的追逃模型入手,分析馬賽克戰(zhàn)誕生的邏輯過程和其中蘊含的復雜性科學思想。并提出,為有效應對馬賽克戰(zhàn)這種復雜性科學支撐下的新作戰(zhàn)概念帶來的威脅挑戰(zhàn),需要從復雜性科學、系統(tǒng)科學角度出發(fā),開發(fā)能夠穿透系統(tǒng)復雜性、多樣性和不確定性的我方作戰(zhàn)概念。

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1. 追逃模型中的復雜性

追逃模型是現(xiàn)實世界中非常常見的模型。操場上的老鷹抓小雞游戲、森林中的獵人捕捉獵物、足球場上的足球比賽等,都可以抽象為一個(或一群)實體追逐另一個(或一群)實體。同樣,追逃模型也是所有軍事交戰(zhàn)過程中的基本模型,如導彈攔截來襲飛行物、反坦克彈追擊坦克、潛水艇躲避魚雷和空中戰(zhàn)機格斗等。
軍事行動中的追逃模型更多是三維的。為方便討論其中蘊含的復雜性,我們可以先從二維追逃模型開始。

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圖1  追逃模型
圖1描述的是最基本的追逃模型,追擊者的行動目標是追上并摧毀逃避者,逃避者的目標則是甩掉追擊者而存活下來。
現(xiàn)在,在知道逃避者位置的前提下,追擊者開始確定自己的追擊路徑。假設追擊者對逃避者有完整的視野,并準確知道逃避者的位置(在實際戰(zhàn)場中,這個假設往往很難實現(xiàn),后文將對此假設進行闡述,以引出OODA循環(huán)中“觀察”階段的重要性)。追擊者的位置用二維笛卡爾坐標(xp(t),yp(t))表示,時間t從追擊開始算起。
逃避者的目標與追擊者剛好相反:在知道追擊者位置的前提下,確定自己的逃避路徑。同樣假設逃避者對追擊者有完整的視野,并準確知道追擊者的位置。逃避者的位置用二維笛卡爾坐標(xe(t),ye(t))表示,時間t從追擊開始算起。下標e表示逃避者。
在假設時間段(長度為?t的區(qū)間)為離散事件模型的情況下,用n來表示模型中的時間步數(shù)。在時間t之后的一個小的時間段?t內,追擊者移動到一個新的位置,用(xp(t+?t),yp(t+?t))表示。將變量t的這兩個函數(shù)轉換為離散時間段n的離散函數(shù)。如果使用通用關系t=n?t,可以用xp(n)表示xp(t),用yp(n)表示yp(t),用xp(n+1)表示xp(t+?t),用yp(n+1)表示yp(t+?t)。逃避者的位置建模方法相同,只是改變了下標,即(xe(n),ye(n))和(xe(n+1),ye(n+1))。
回到給定追擊者知道逃避者的準確位置的情況下,確定追擊者在一個時間間隔內的運動路徑問題。假設追擊者以恒定的速度sp運動,在追擊的過程中,追擊者可以時刻感知逃避者的準確位置,圖2是具體的追擊過程。

圖片 圖2  追逃過程

最終問題可以轉換為求解未知數(shù)xp(n+1)和yp(n+1)的兩個非線性差分方程組。這個方程組可以從已知的追擊者和逃避者的起始位置開始迭代求解。確定逃避者的運動路徑可以用同樣的方法進行。

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從上述方程式可以輕易看出,追逃模型具有非線性性質。雖然求解過程會很繁瑣,但結果卻很明確:如果sp>se,那么追擊者最終會抓住逃避者;如果sp<se,則逃避者最終會成功逃逸。

實際的軍事行動追逃過程遠比上述模型復雜,主要原因包括但不限于:(1)追擊者和逃避者都很難完全及時感知對方的具體位置;(2)追擊者在追擊的過程中可能會因為動力不足,追擊速度無法一直處于最高水平;(3)逃避者可能會采用釋放煙霧彈等方式對追擊者進行干擾。
隨著由無人機、無人車輛、無人水下航行器組成的集群或團隊的出現(xiàn),追逃模型將會變得愈加復雜。如圖3所示,當N個追擊者(N>1)試圖抓住K個逃避者(K≥1)時,復雜的問題出現(xiàn)了,某個追擊者應該追擊哪個逃避者?某個逃避者應該遠離哪個追擊者?追擊者如何保證追到所有的逃避者?在此過程,光是確定哪個對手是最接近的,就已經是非常復雜的問題。當環(huán)境變得如此混亂時,追擊者團隊或逃避者團隊應該如何實施有效的策略?

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 圖3  N-vs-K的追逃模型

而在實際追逃過程中,追擊者和逃避者的角色也有可能是相互輪換的。足球比賽中,雙方運動員頻繁變更追擊和逃避的角色;戰(zhàn)機消滅敵方目標的過程中是追擊者,一旦完成任務返航,就會成為逃避者;戰(zhàn)場上,情況瞬息萬變,占據優(yōu)勢的一方可能瞬間處于劣勢,其追擊者的角色也會馬上轉換為逃避者。

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圖4  在實際追逃過程中,追擊者和逃避者的角色可能會相互輪換
以上僅是在二維空間討論了追逃模型,而真正的應用更多是在三維空間。額外的維度會給模型、理論和算法帶來指數(shù)增長般的困難。
追逃模型一直是博弈論的重要分支,也是人工智能的一個充滿挑戰(zhàn)的研究領域。追逃模型被如此廣泛的研究,不僅是因為在理論上非常有意義,能夠探究如何依據簡單規(guī)則涌現(xiàn)出復雜的宏觀現(xiàn)象,而這種涌現(xiàn)正是在復雜系統(tǒng)中普遍存在的,同時還因其有著廣泛的潛在應用,例如用于無人機的自動編隊,導彈的發(fā)射與防御,以及實現(xiàn)個體自治從而降低中央集中控制的成本。
國外學者對追逃模型一直保持著濃厚的研究熱情。在模擬和仿真過程中,有的學者采用離散運動、動力學模型,并運用計算幾何微分方法,以便解決相關問題。有的學者則通過非線性規(guī)劃或最優(yōu)控制來研究追逃模型中的最優(yōu)問題。還有學者使用包括隨機追逃的概率方法、圖論方法、狀態(tài)空間法、信息空間法以及機器學習方法研究追逃模型。
克拉皮夫斯在一維空間上考察了多個追逐者追逐單一逃逸者的情形,發(fā)現(xiàn)如果追逐者全在逃逸者一側的情況下,逃逸者存活率與追逐者數(shù)目存在冪率關系;奧沙寧在二維平面上分析了多追一的情形,發(fā)現(xiàn)如果被追逐者使用懶隋策略(即只在視線范圍內出現(xiàn)追逐者時才逃跑,否則靜止不動)時,且被追逐者視野為一個格子長度,則至少需要3個追逐者才能成功圍獵成功;黑斯潘哈通過分析一群追逐者追逐一個或幾個被追逐者的模型,發(fā)現(xiàn)在適當?shù)臈l件下,被追逐者總能在有限的時間內被追上;維達爾等人選取由地面自主車輛和空中自主無人機組成的追逐者群體為對象,通過模擬仿真,研究了追捕的期望時間與追逐者的觀察能力、逃逸者的運動速度、逃跑策略之間的關系。
顯然,在未來軍事行動中,部署移動交互主體(機器人、無人機、無人值守地面車輛、超輕型車輛、網絡機器人)在監(jiān)視和追擊敵方部隊方面將變得越來越重要。移動交互主體將配備傳感器和無線通信能力,以便在友軍主體之間進行協(xié)調,并追捕敵軍或躲避敵軍追擊者。目前,國內外對動態(tài)環(huán)境中交互主體之間的配合及溝通的研究才剛剛開始,戰(zhàn)場上追逃模型的建模與求解將對未來的軍事行動產生重大影響。
按照系統(tǒng)論理論,復雜自適應系統(tǒng)是一個由許多相互作用的子系統(tǒng)(本身又可以是復雜自適應系統(tǒng))組成的系統(tǒng)。在子系統(tǒng)的相互作用下,復雜自適應系統(tǒng)“涌現(xiàn)”出一種各個子系統(tǒng)所不具有的整體行為,通俗講是“整體大于部分之和”,專業(yè)術語講是“非線性關系”或“復雜性”。

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圖5  復雜自適應系統(tǒng)
復雜自適應系統(tǒng)有幾個重要特點:首先,它是一個開放系統(tǒng),與環(huán)境交換物質、能量與信息。第二,組成系統(tǒng)的子系統(tǒng)乃至它們的總和具有學習功能,能對環(huán)境做出適應性反應,從而“涌現(xiàn)”出新的整體行為。第三,子系統(tǒng)的相互作用下產生的復雜性是可以轉變的。在環(huán)境的作用下,復雜自適應性系統(tǒng)的復雜性可以越來越低,直至成為線性系統(tǒng),這時系統(tǒng)就等于各子系統(tǒng)之和;而另一方面,系統(tǒng)的復雜性可以越來越大,直至失去秩序,越過某個邊界后,復雜性也越來越低,最后進入混沌狀態(tài)。
可以預見,未來戰(zhàn)場上的追逃場景將是一個復雜自適應系統(tǒng)。后文我們將會看到,博伊德的OODA循環(huán)和基于OODA循環(huán)理念誕生的馬賽克戰(zhàn)模型也是一個復雜自適應系統(tǒng)。因此,復雜性科學的引入對馬賽克戰(zhàn)概念的研究至關重要。

2. 從追逃模型到OODA循環(huán)

重新回到最基本的一對一追逃模型。追擊者為了以最快的速度追上逃避者,其具體的心理過程就是約翰·博伊德的觀察、判斷、決策、行動(OODA)循環(huán)。眾所周知,空中戰(zhàn)機格斗就是典型的追逃模型,而博伊德正是憑借其豐富的戰(zhàn)斗機飛行員的經驗發(fā)明了OODA循環(huán)這一理論。
 

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圖6  從追逃模型到OODA循環(huán)
博伊德是美國空軍歷史上最成功的戰(zhàn)斗機飛行員之一,他因能在40秒內擊敗任何一個空戰(zhàn)敵手而被稱為“四十秒博伊德”。他發(fā)展了空戰(zhàn)理論,并深入參與了F-15和F-16戰(zhàn)斗機的研發(fā)。
雖然博伊德是一個不受美國空軍高層歡迎的反傳統(tǒng)主義者,但他的思想在美國軍方內部獲得了廣泛關注。他影響最為深遠的貢獻就是提出了OODA循環(huán)。OODA循環(huán)最初是關于戰(zhàn)斗機飛行員決策過程的理論,后來擴展到戰(zhàn)略等戰(zhàn)爭的各個方面。
OODA循環(huán)是一個在任何場景下都可有效適用的認知理論。在觀察階段,行為體(或系統(tǒng))從其環(huán)境、自身處境和對手的行動中獲取信息。在判斷階段,行為體通過一個現(xiàn)成的分析框架來處理這些信息,分析當前的機會和威脅,并從該框架獲知應對措施。在決策階段,行為體制定出一種行動方式,并在下一階段付諸實施。當行為體在行動階段和在與環(huán)境的交互中獲取到新信息時,該循環(huán)將重新從觀察階段開始執(zhí)行。同時,由于行為體不斷地獲取新的信息,反饋循環(huán)在該循環(huán)的所有階段之間反復運轉,便于行為體相應地調整分析框架和其行為。

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 圖7  完整的OODA循環(huán)
在OODA循環(huán)中,觀察是人們識別周圍世界變化的方法和手段。雖然它不是行動的唯一基礎,但它是行動過程中所需新信息的主要來源。但判斷則更為重要,判斷反過來會影響觀察,并會影響決策和行動。而判斷本身又會被反饋和其他進入我們感知或觀察窗口的現(xiàn)象所影響。沒有判斷作為背景,大多數(shù)觀察都是毫無意義的。博伊德特別強調判斷環(huán)節(jié)的重要性。他曾表示,要在一個復雜、不斷變化的沖突世界中生存和發(fā)展,就必須有洞察力、遠見和專注力。
博伊德認為,OODA循環(huán)適用于從單一作戰(zhàn)人員到指揮和控制結構等所有作戰(zhàn)層次:觀察、判斷、決策、行動的過程反映了指揮和控制的運轉流程——這意味著OODA循環(huán)可被視為一種指揮-控制(C&C)循環(huán)。由于OODA循環(huán)依據相同的原理在不同層次上運轉,因此OODA循環(huán)可被視為在不同尺度下都具有自相似特性的分形。

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 圖8  OODA循環(huán)可被視為在不同尺度下都具有自相似特性的分形
OODA循環(huán)還原了軍事中的偶然性和不可預測性,克勞塞維茨在《戰(zhàn)爭論》中提到“相互作用是戰(zhàn)爭中系統(tǒng)不可預測性的根本來源之一?!辈┮恋抡J為不確定性不是一種必須要克服的威脅,相反,不確定性是系統(tǒng)進行革新和創(chuàng)造最不可或缺的一種要素。
不確定性和不可預測性不僅是真正創(chuàng)造力的條件,而且也是用來對付對手的工具。事實上,可預測的軍事行為模式意味著使對手占有了先機,而使自身面臨失敗的風險。相反,不可預測的行為會擾亂對方的OODA循環(huán),因為這種會制造一種“噪音”,干預對方對行動模式的判斷。在戰(zhàn)爭中,由于敵我雙方的OODA循環(huán)同時運轉,因此擁有最有效和最先進的循環(huán)的一方將獲勝:這種OODA循環(huán)可使你比對手更快進行決策,或也可以通過改變本方的速度和節(jié)奏,使對手無法招架。對手越是不知所措,便就越有可能放棄現(xiàn)有的模式以匹配當前的框架,但卻越來越脫離現(xiàn)實,直至其最終潰敗。
這很類似于克勞塞維茨對戰(zhàn)爭的理解,即戰(zhàn)爭是一場“意志沖突”,主要目標是擊潰對手的抵抗意志和能力,而非打倒其軀體。在美軍的很多軍事文獻中,“要贏得勝利,你就需要進入對手的OODA循環(huán)”理念已經較為常見。
值得注意的是,當博伊德談到“更快的OODA循環(huán)”時,他并不是簡單地指更快地通過觀察-判斷-決策-行動的序列循環(huán),而是指向使OODA成為復雜自適應系統(tǒng)的所有交叉引用連接。因此,為了迷惑和擊敗對手,OODA循環(huán)必須更微妙、更模糊、更無序、更快速——但又以其他方式出現(xiàn)。因此,主動性、意外性和欺騙性是關鍵;僅僅通過回應既定模板的刺激(即沒有真正進行判斷)來提高行動速度,并不是一種對OODA循環(huán)的加速。
OODA循環(huán)提供了一份獲勝的普遍原則清單,其中包括:
· 壓縮自己的時間,延長對手的時間。
· 減少自己的摩擦(或熵),放大對手的摩擦(或熵)。
· 在對手的OODA循環(huán)中作戰(zhàn),或是進入他的頭腦、時間、空間。

3. 從OODA循環(huán)到決策中心戰(zhàn)

博伊德在其著作和演講中反復提倡以決策為中心的軍事行動方法。他將軍事決策過程分解為以下幾步:觀察敵方和友軍;調整并評估敵軍在做什么以及為什么這么做;制定并選擇行動方案;以及實施行動方案。并提出,軍事行動的重點應該是減少敵軍的調整時間,從而慢慢并最終瓦解敵軍的決策循環(huán)。
馬賽克戰(zhàn)概念的主要貢獻者德普圖拉在《恢復美國的軍事競爭力:馬賽克戰(zhàn)》中寫道:“一個人從環(huán)境中收集信息(觀察),然后把自己定位到環(huán)境中,以便人們做出采取行動的決定,然后采取行動。行動產生一個響應,然后循環(huán)再次開始。一個人更快地完成OODA循環(huán),并進入競爭對手的決策周期,他的優(yōu)勢就越大。這個過程的重點就是速度。通過切入對手的OODA循環(huán),敵人將被迫對不在相關的情況作出反應,從而在決策和行動中產生錯誤。隨著時間的推移,這些錯誤會積累加劇,降低敵人的協(xié)同力和效率?!?/section>
在對抗條件下應用OODA循環(huán),可以得到決策中心戰(zhàn)的核心思想,即決策中心戰(zhàn)聚焦破擊對手的“判斷”環(huán)節(jié),敵方即使掌握戰(zhàn)場態(tài)勢信息,也難以判斷己方作戰(zhàn)意圖,進而難以確定打擊重心和防御方向,做出有效的戰(zhàn)場決策。
梳理《馬賽克戰(zhàn):利用人工智能和自主系統(tǒng)實施決策中心戰(zhàn)》和《奪回海洋:美國水面艦隊應向決策中心戰(zhàn)轉型》報告可以得出如下結論:
· 決策中心戰(zhàn)的作戰(zhàn)目的:保持己方決策優(yōu)勢,同時使對手處于決策劣勢。在“網絡中心戰(zhàn)”時代,如果缺乏信息,自然無從決策,就將失去作戰(zhàn)優(yōu)勢;而“決策中心戰(zhàn)”時代,即使擁有信息,如果不能正確決策,也將失去作戰(zhàn)優(yōu)勢。
· 決策中心戰(zhàn)的制勝機理:使敵方陷入所謂的“決策困境”?!秺Z回海洋:美國水面艦隊應向決策中心戰(zhàn)轉型》認為,在局部地區(qū),像中國這樣的對手占據導彈數(shù)量和質量上的優(yōu)勢,水面艦艇難以應對其發(fā)動的齊射打擊。對此,水面艦艇應在廣闊海域更高效地機動,使得對手即便掌握己方的態(tài)勢信息,也難以判別作戰(zhàn)意圖,進而難以確定打擊重心和防御方向。
· 決策中心戰(zhàn)的關鍵支撐:智能化輔助決策?!秺Z回海洋:美國水面艦隊應向決策中心戰(zhàn)轉型》構建了典型的“決策中心戰(zhàn)”場景:平臺、武器和人員獲取的信息,通過大帶寬、高時效、低延遲的廣域信息網絡,經過“作戰(zhàn)云”處理后,共建和共享通用戰(zhàn)場態(tài)勢圖,以此為基礎,進行智能化輔助決策。同時,實施反情報偵察監(jiān)視和反目標指示作戰(zhàn),通過剝奪對手的信息優(yōu)勢進而剝奪其決策優(yōu)勢,造成對手決策錯誤、失效或癱瘓。
與網絡中心戰(zhàn)強調高度的透明性和控制力不同,決策中心戰(zhàn)更注重軍事沖突中固有的迷霧和摩擦。決策中心戰(zhàn)通過分布式編隊、動態(tài)組合和重組來提高美軍的適應性和生存能力,通過減少電磁輻射和反指揮與控制以及情報、監(jiān)視和偵察行動來增加敵人對美軍行動的不確定性和復雜性,削弱敵指揮官的決策能力。
在決策中心戰(zhàn)中會遇到的兩個最大的挑戰(zhàn)是分散美軍的部署和隱瞞美軍的意圖,同時還要保持美軍指揮官做出快速、有效的決策能力。自主系統(tǒng)和人工智能將有助于克服這些挑戰(zhàn)。

4. 從決策中心戰(zhàn)到馬賽克戰(zhàn)

DARPA為實施決策中心戰(zhàn),采用的方法就是馬賽克戰(zhàn)。可以從提出和發(fā)展馬賽克戰(zhàn)概念的幾個關鍵節(jié)點來窺視其核心內涵。
2017年,DARPA下屬的戰(zhàn)略技術辦公室最先提出了馬賽克戰(zhàn)概念,并界定馬賽克戰(zhàn)是集中應用高新技術,利用動態(tài)、協(xié)調和具有高度自適應性的可組合力量,用類似搭積木的方式,將低成本、低復雜度的系統(tǒng)以多種方式鏈接在一起,建成一個類似“馬賽克塊”的作戰(zhàn)體系。
2019年9月,由大衛(wèi)·德普圖拉主要執(zhí)筆的《馬賽克戰(zhàn):恢復美國的軍事競爭力》報告對馬賽克戰(zhàn)提出了更高的要求。它要求通過打造一個以具有先進計算能力為基礎的傳感器、前線作戰(zhàn)人員和決策者組成的具有高度適應性的網絡,根據戰(zhàn)場情況的變化和作戰(zhàn)需求,迅速自我聚合和分解,形成“完成新的作戰(zhàn)任務”的組合。這一界定強調了馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)體系的計算能力。
2019年12月,智庫CSBA發(fā)布《奪回海上優(yōu)勢:為實施決策中心戰(zhàn)推進美國水面艦艇部隊轉型》報告,提出了決策中心戰(zhàn)作戰(zhàn)概念。將馬賽克戰(zhàn)作為以決策為中心的作戰(zhàn)實例,對其概念進行描述。并認為,美國軍方應該考慮新的作戰(zhàn)方法以維持長期優(yōu)勢,建議摒棄消耗戰(zhàn)的概念,通過比對手更快、更好地做出決策來取得成功。
2020年2月,CSBA發(fā)布的《馬賽克戰(zhàn):利用人工智能和自主系統(tǒng)來實施決策中心作戰(zhàn)》對此有了更加清晰的描述。它要求將數(shù)量更多的、體積較小的、功能較少的作戰(zhàn)單元,納入更多無人系統(tǒng)、自主系統(tǒng)和人工智能元素,通過實施以馬賽克戰(zhàn)為特點的決策中心戰(zhàn)來戰(zhàn)勝對手。這種以決策為中心的作戰(zhàn)模式可以給敵人造成多個困境,以阻止他們達到目標。這一界定更加強調了人工智能技術的運用和無人系統(tǒng)的加入。在這樣的“馬賽克戰(zhàn)”體系中,無論是無人系統(tǒng)的自主決策,還是指揮員的決策,都將更復雜且更加依賴人工智能技術。所謂“決策中心”,即強調“決策”是一個分量更重的要素被凸顯出來。

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圖9  人工智能將在OODA循環(huán)中大放異彩
由此可知,馬賽克戰(zhàn)概念的核心思想是由人類指揮官負責指揮、由AI賦能的機器負責控制,對己方高度分散的部隊快速組合和重組,使得戰(zhàn)場態(tài)勢復雜化,在提升己方適應性和靈活性的同時,讓敵方難以判斷戰(zhàn)爭形勢,進而陷入決策困境。決定馬賽克戰(zhàn)成敗的關鍵是給敵方造成困境的數(shù)量及施加困境的速度,其作戰(zhàn)重點是擾亂敵方OODA環(huán)路的判斷環(huán)節(jié)。
馬賽克戰(zhàn)的目標是實現(xiàn)作戰(zhàn)單元的廉價、快速、靈活且功能可擴展。它把作戰(zhàn)過程視為一個快速、復雜的系統(tǒng),將先前那種為實現(xiàn)特定目的而開發(fā)一種昂貴、精致彈藥的做法,替換為將小型無人系統(tǒng)與現(xiàn)有能力進行創(chuàng)造性、持續(xù)動態(tài)組合,利用不斷變化的戰(zhàn)場條件和快速響應資源建立連接,使用低成本無人蜂群編隊以及其他電子、網絡等手段來擊潰對手。
在常規(guī)戰(zhàn)爭中,殺傷鏈是由OODA循環(huán)定義,但在馬賽克作戰(zhàn)結構中,點對點的連接被傳感器節(jié)點網絡所取代,這些節(jié)點都能夠收集、處理和共享數(shù)據,并將其融合到一個不斷更新的通用作戰(zhàn)圖中。

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圖10  從追逃模型到馬賽克戰(zhàn)模型
回到最基本的追逃模型,在下圖中的A區(qū),由于追擊者的數(shù)量少,可選的追擊策略也相應很少。為了獲得B區(qū)的“可選策略多”的優(yōu)勢,很自然的就會得出需要增加追擊者數(shù)量的結論。但由于國防預算開支不足等現(xiàn)實條件約束,無法充分的增加原有作戰(zhàn)平臺。那么唯一的解決方法就是重構作戰(zhàn)單元,將原本集中在單一作戰(zhàn)平臺的功能分散在不同的廉價作戰(zhàn)單元上,并通過有效的指揮控制,實現(xiàn)多個作戰(zhàn)單元的功能集成和靈活組合。而這正是馬賽克戰(zhàn)概念的核心思想。

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 圖11  獲取可選擇策略優(yōu)勢是馬賽克戰(zhàn)概念的目標
因此,為實施馬賽克戰(zhàn)或決策中心戰(zhàn),美軍必然需要對自己的兵力設計和指揮控制流程進行重大變革。
目前,美軍主要由有人駕駛的多任務部隊組成,例如飛機、艦船和部隊,這些部隊是獨立的整體,擁有自己的傳感器、指揮控制能力以及武器或電子作戰(zhàn)系統(tǒng)。整體多任務部隊相對固定的配置,以及不同部隊之間通信互操作性的限制,導致特定部隊只能實現(xiàn)有限的效果鏈。這降低了部隊的適應能力,使其行動更具可預測性,進而限制了美軍混淆敵軍的能力。為獲得決策優(yōu)勢,美軍提出應將目前龐大的多任務部隊分解為數(shù)量眾多、功能相對簡單、更容易重構的小型作戰(zhàn)單元。例如,一艘護衛(wèi)艦和幾艘無人水面艦船可以取代由多艘驅逐艦組成的水面戰(zhàn)斗群。一個空中戰(zhàn)斗機群編隊可以由一架攻擊戰(zhàn)斗機以及幾架搭載傳感器和電子戰(zhàn)裝備的無人機取代。
馬賽克戰(zhàn)兵力設計的優(yōu)勢可總結如下:
一是分散化的作戰(zhàn)單元更易融入新技術和新戰(zhàn)術;
二是更多的組合方式可應對更多的威脅,提高部隊的適應性;
三是大量分布式作戰(zhàn)單元使對手難以判斷和應對戰(zhàn)場態(tài)勢,給對手增加復雜性和不確定性;
四是適應不同作戰(zhàn)任務,精準調配合適的作戰(zhàn)單元,提高整體效能,擴大作戰(zhàn)行動范圍。
為實施馬賽克戰(zhàn),美軍需要對指揮控制(C2)流程進行變革;為充分利用作戰(zhàn)單元的分散化以及動態(tài)重組性等優(yōu)勢,指揮控制流程將實現(xiàn)由人主導轉變?yōu)橐蕾嚾祟愔笓]和機器控制的結合。
馬賽克戰(zhàn)高度依賴人工指揮與機器控制相結合,從而充分實現(xiàn)分散、可組合部隊的價值。如果沒有自主控制系統(tǒng),指揮官將無法利用以決策為核心部隊的靈活組合能力給敵軍帶來復雜性,也無法完成重組,從而應對敵軍的防御和反制措施。
5. 馬賽克戰(zhàn)概念中的復雜系統(tǒng)理論
如前所述,追逃模型本質上是一個復雜自適應系統(tǒng)。需要從復雜性科學、系統(tǒng)科學角度出發(fā),探索追逃模型的最優(yōu)解問題。而馬賽克戰(zhàn)概念的本質也是通過增加追逃場景中己方的可選擇性策略來實現(xiàn)最終的決策優(yōu)勢,因此,其中必然會深深烙印著復雜系統(tǒng)理論的印記。
20世紀80年代以來,現(xiàn)代系統(tǒng)理論思想逐步進入美軍,經過海灣戰(zhàn)爭以來多次戰(zhàn)爭的催化,已經成為推動美國軍事轉型的一種思想力量。
早在海灣戰(zhàn)爭時,美軍就運用了名為“五環(huán)論”的系統(tǒng)論作戰(zhàn)思想。其始創(chuàng)者是美國空軍學術理論界泰斗級人物——退役上校約翰·沃登。沃登正是以博伊德OODA循環(huán)為基礎,運用克勞塞維茨的重心概念來設計的五環(huán)理論。
沃登指出:運用五環(huán)模型分析戰(zhàn)爭對象的結構性弱點,系統(tǒng)地選擇打擊目標,從戰(zhàn)爭開始就同時攻擊敵人的五環(huán),甚至繞過傳統(tǒng)武裝力量,直指更脆弱的內環(huán),是戰(zhàn)略上取勝的關鍵。
 

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圖12  五環(huán)模型
1990年8月,伊拉克入侵科威特,沃登受命組織“擒王”小組并制定一個針對伊拉克的戰(zhàn)略性空中戰(zhàn)役計劃——“迅雷計劃”,大衛(wèi)·德普圖拉正是沃登核心小組成員四人之一,而正是這個小組主持策劃了海灣戰(zhàn)爭中的空中戰(zhàn)役計劃。德普圖拉是約翰·沃登空中戰(zhàn)役思想的繼承者和發(fā)展者。
海灣戰(zhàn)爭后,德普圖拉對海灣戰(zhàn)爭中的空中打擊進行了分析,認為“基于效果”的計劃方法在海灣戰(zhàn)爭中所發(fā)揮的重大作用,之后德普圖拉提出用“基于效果”的目標篩選法取代“基于破壞”的目標清單管理法,并將核心觀點整理發(fā)表于《基于效果作戰(zhàn):戰(zhàn)爭性質的轉變》。
在“基于效果作戰(zhàn)”思維方式的牽引下,產生了“平行作戰(zhàn)”的理論,該理論最早也由沃登提出,但德普圖拉在演講和著作中對“平行作戰(zhàn)”的闡述更為系統(tǒng)和明確,德普圖拉對這一理論的豐富和發(fā)展做出了關鍵貢獻。同時,“平行作戰(zhàn)”作為美軍聯(lián)合作戰(zhàn)理論快速決定性作戰(zhàn)的重要組成部分,在2001年《快速決定性作戰(zhàn)》的1.0和2.0版中也都有論述。
2003年3月,美軍在伊拉克戰(zhàn)爭中對快速決定性作戰(zhàn)理論進行了實戰(zhàn)檢驗。2004年,通過進行“奧林匹克挑戰(zhàn)——2004聯(lián)合軍事演習”,對美軍在21世紀第二個10年內實施快速決定性作戰(zhàn)能力進行檢驗,進一步豐富和完善了這一理論。美軍將快速決定性作戰(zhàn)理論寫入2006年版JP3-0《聯(lián)合作戰(zhàn)綱要》和2008年版FM3-0《作戰(zhàn)綱要》。
快速決定性作戰(zhàn)理論建立在系統(tǒng)理論,特別是復雜自適應系統(tǒng)理論基礎之上。研究快速決定性作戰(zhàn)理論,處處可見復雜自適應系統(tǒng)理論的影響??焖贈Q定性作戰(zhàn)理論宣稱,戰(zhàn)爭可以被看成復雜自適應系統(tǒng)之間的對抗。
通過前文對OODA循環(huán)的分析可以得知,戰(zhàn)爭中如果己方OODA循環(huán)的速度快于敵方OODA循環(huán),就可以把握作戰(zhàn)的主動權,迫使敵方在己方的打法中就范。
快速決定性作戰(zhàn)理論將這種思想進一步發(fā)展為:提高己方OODA速度,迫使敵人OODA的“決策”無法轉換為“行動”,即攻擊復雜自適應系統(tǒng)的自適應性,將敵方的OODA循環(huán)“鎖定”(1ock-in)或“鎖出”(1ock-out)。2003年的伊拉克戰(zhàn)爭,美軍發(fā)揮自己的優(yōu)勢,將伊軍主力共和國衛(wèi)隊“鎖定”入美軍的打法,將伊軍的城市戰(zhàn)“鎖出”戰(zhàn)局,就是這種思想的體現(xiàn)。
上述戰(zhàn)法在快速決定性作戰(zhàn)理論中的應用正是德普圖拉的“基于效果作戰(zhàn)”,其含義是“通過在戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術級運用各種軍事和非軍事能力,達成預期戰(zhàn)略結果或效果的過程?!彼f的效果,強調的是攻擊目標后產生的第二、第三??等連鎖結果。在這一作戰(zhàn)概念下,美軍將制敵機動、精確打擊和信息作戰(zhàn)緊密地結合為一個整體,集中力量打擊對方復雜自適應系統(tǒng)內部原有的聚合力與一致性。
復雜自適應系統(tǒng)論對快速決定性作戰(zhàn)理論的影響的另一條主線是如何提高己方作戰(zhàn)能力??焖贈Q定性作戰(zhàn)理論同樣將己方也看作復雜自適應系統(tǒng),著力提高和保持己方在對抗中的聚合力與一致性?;舅枷胧菑腛ODA循環(huán)入手,將每一個環(huán)節(jié)的組成要素進行集成甚至一體化,再將這些環(huán)節(jié)進一步集成和一體化,達成己方(復雜自適應系統(tǒng))“涌現(xiàn)”更高的聚合力與一致性,將作戰(zhàn)能力提高幾個量級。
在觀察環(huán)節(jié),集成和一體化的主要內容是“聯(lián)合情報監(jiān)視偵察”和“共用相關作戰(zhàn)圖”。聯(lián)合情報監(jiān)視偵察指,將各種偵察監(jiān)視平臺通過網絡聯(lián)結起來并按照網絡的方式進行管理,融合各種來源的信息。共用相關作戰(zhàn)圖指,將敵方、己方、中立方、氣象和地理等方面信息集中在網頁型的作戰(zhàn)形勢圖中。上述集成本質上是構造新的復雜自適應系統(tǒng),以“涌現(xiàn)”出的新能力提高作戰(zhàn)效能。
在判斷環(huán)節(jié),集成和一體化的主要內容是作戰(zhàn)凈評估。作戰(zhàn)凈評估是成功實施快速決定性作戰(zhàn)理論的關鍵促進因素。它的任務是,分析潛在敵人的國家實力(復雜自適應系統(tǒng))的政治、軍事、經濟、社會、基礎設施和信息等因素,同時對本國相應行動方案的實施能力,進行詳盡分析。通過作戰(zhàn)凈評估,決策者可以從戰(zhàn)略與戰(zhàn)術級了解掌握作戰(zhàn)任務互為補充的效果,以及應考慮采取的支援行動和任務。
在決策環(huán)節(jié),集成和一體化的主要內容是自適應聯(lián)合指揮與控制、跨部門協(xié)調行動和多國作戰(zhàn)行動。按照美軍理論,廣義上的信息有四個層次:數(shù)據、信息、知識和理解。觀察環(huán)節(jié)搜集數(shù)據并處理成信息,判斷環(huán)節(jié)匯集信息并處理成知識,而決策環(huán)節(jié)則是將知識轉換為理解,即知其然并且知其所以然,進而產生行動方案。簡言之,觀察的集成和一體化,形成信息優(yōu)勢;判斷的集成和一體化,形成知識優(yōu)勢;到這個環(huán)節(jié),則要形成決策優(yōu)勢。
行動是快速決定性作戰(zhàn)理論擊敗敵人的最終環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié),快速決定性作戰(zhàn)理論強調了將陸、海、空、天和信息這五個領域的作戰(zhàn)能力集成和一體化,形成全作戰(zhàn)范圍制敵。

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 圖13  馬賽克戰(zhàn)概念繼承了美軍傳統(tǒng)軍事思想
從上述分析可以看出,馬賽克戰(zhàn)概念并不是石破天驚、橫空出世,而是在繼承美軍傳統(tǒng)軍事思想和先進作戰(zhàn)理論的基礎上,由于現(xiàn)實困境所迫和新興技術所催,而提出的新型作戰(zhàn)概念。
6. 結語
將馬賽克戰(zhàn)概念簡化為基本的追逃模型,有助于把握美軍馬賽克戰(zhàn)的核心內涵。
在N-vs-K的追逃模型中,部分有意義的問題列舉如下:
追擊者之間或逃避者之間的溝通,對于制定和實施團隊的策略和戰(zhàn)術非常重要。那么在追擊或逃避的過程中,什么樣的信息才是有價值的?如何將這些信息送到正確的地方?又如何利用這些信息來指揮控制己方團隊成員的行動?
當有多個追擊者追擊時,逃避者如何選擇不同的欺騙和逃避策略?哪些逃避者可以擔當奉獻者,為了團隊的利益而犧牲自己(例如一群螞蟻過火堆,最外圍的螞蟻為了團隊的生存而甘心付出犧牲)?
在雙方實力不相上下的追逃博弈過程中,每個個體應該如何適時轉換自己的角色(追擊者或逃避者)?
馬賽克戰(zhàn)概念為多域作戰(zhàn)、決策中心戰(zhàn)的實施提供了更多技術選項與支撐,為有效應對馬賽克戰(zhàn)這種復雜性科學支撐下的新作戰(zhàn)概念帶來的威脅挑戰(zhàn),破解“復雜性悖論”,需要從復雜性科學、系統(tǒng)科學角度出發(fā),開發(fā)能夠穿透系統(tǒng)復雜性、多樣性和不確定性的我方作戰(zhàn)概念。

 

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