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最后的莫希干人 - 有人与无人战斗机之争  

2010-03-20 09:10:55|  分类: 鹰击长空 |  标签: |举报 |字号 订阅

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《最后的莫希干人》是美国作家詹姆斯·库珀在1826年出版的一部小说,好莱坞多次将这本美国文学史上的名著拍成电影,最近的是1992年版,这也是今天人们所熟悉的版本。小说描绘美国土著的莫希干人在1757年英法争夺北美的战争中站错了队,英勇壮烈但悲剧性地灭绝了。从此,“最后的莫希干人”成为美国语言中最后一代壮举的代名词。在战斗机的世界里,F-35即将大批生产,但美国空军多次宣称这将是最后一代有人战斗机,未来将是无人战斗机的天下。F- 35会成为战斗机世界里“最后的莫希干人”吗?

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电影《最后的莫希干人》使很多人知道了莫希干人,这在英语里相当于空前绝后的意思

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“空中武士”这样的武装无人机在阿富汗大出风头,使人联想到武装无人机在未来天空的地位问题

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可巧,美国空军也屡次三番强调F-35将是最后一代有人战斗机

作为天空中的新秀,无人机确实在近年的战场上出足了风头,但2009年12月17日,西方各大媒体纷纷报导,美国在伊拉克和阿富汗的无人侦察机的视频下载遭到伊拉克反政府武装分子和塔利班的截获。更惊人的是,这不需要多少高技术,只要一个26美元的本来用于盗版卫星电视信号的软件就可以了。美军声称视频被截获尚未造成任何作战损失,而且已经在对有关信号加密,比避免未来的作战情报漏洞,让对手有可乘之机。有意思的是,有关软件只能盗取未加密的卫星电视信号,对解密无能为力。如此重要的视频信号,为什么不从一开始就是加密的呢?美国的无人机耗资不菲,怎么会那么明显的漏洞想不到去补上呢?

无人机不是一个新生事物,玛丽莲梦露在出道之前,就是二战时代一个无人机工厂里的普通女工。美国陆军为了拍宣传照片,偶然找到了她。照片一鸣惊人,这才有了日后的一代性感明星。但玛丽莲梦露时代的无人机很“笨”,只能飞简单的动作,基本上只能做高炮和空射的靶机。20世纪60年代以后,美国空军为了避免有人驾驶的侦察机深入北越被击落导致飞行员被俘的危险,开始使用无人侦察机,中国空军也击落过多架窜犯中国境内的美国无人侦察机。但无人机的真正兴起开始于 20世纪80年代贝卡谷地空战之后。以色列空军在1973年的十月战争初期吃了防空导弹的大亏之后,潜心研究反制手段,首创用无人机引诱对方雷达开机然后用反辐射导弹加以压制的战术,这个引蛇出洞战术使以色列空军在贝卡谷地取得了对叙利亚空军的压倒性胜利,并被世界各国空军所效法。

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玛丽莲·梦露在出道前,曾经在一个制造无人机的工厂做女工

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越南战争期间,美国空军用“火蜂”无人机对越南北方和中国东南沿海进行侦察

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但无人机的第二春是从1982年以色列入侵黎巴嫩的战争期间开始的,在贝卡谷地,以色列的“侦察兵”无人机建立了奇功

进入20世纪90年代后,美国空军更进了一步,将无人机从战术侦察扩大到战略侦察,超长航时的“全球鹰”成为新一代标杆。但更加“脚踏实地”的“捕食者” 和“催命鬼”(reaper是西方传说中挥舞着长镰刀的催命死神)无人机正在战场上开创新的战术,不光用于侦察、监视敌对地区,还可以挂载武器,随时攻击地面目标。空中力量的无人时代似乎到来了。

无人机顾名思义就是机上没有飞行员的飞机。无人机的飞行控制可以由地面遥控,也可以由机上的自动控制系统自主进行。遥控的无人机实际上就是把机上的飞行员搬家到地面控制站,自主控制的才是“真正”的无人机。但遥控和自主不是绝对的。无人机的飞行阶段分起飞着落、巡航和战斗阶段。自动巡航是比较容易的,按预定的航向、速度、高度控制飞行的自动飞行仪是已经很成熟的技术了。传统上,起飞、着陆是对飞行员技术的考验,也是无人机采用有人遥控的步骤。但随着计算机控制的发展,这部分的全自动化不再是遥不可及的事,甚至自动的密集编队飞行都将不在话下。但作战飞行就是另外一回事了。基本战术动作的自动化自然没有问题,对敌人威胁的自动规避动作也可以做到,但在千变万化的实际战场上,在深不可测的战场之雾中,什么时候做什么动作才能达到什么目的,这依然是一个超过当前最高水平的人工智能所能达到的决策水平。更要命的是,人工智能是否能超过人类智能在哲学上就是一个依然还没有解决的问题。这个根本问题的解决不是供象牙之塔里的学究们在茶余饭后磨牙的谈资,而是牵涉到具体研究是不是会沦于无用功。要是人工智能超过人类智能就像永动机一样不可能,那就明确了人工智能的极限了。

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无人机的自动编队飞行也是可以实现的

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人工智能在现实生活中的一个很大的应用就是电脑游戏,比如Company of Heroes

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人工智能听起来神秘,实际上没有那么神秘,比如这神经元网络,就可以看成高度复杂的非线性回归模型

人工智能是一个很大的话题,几十年来,人工智能给予人们的是更多的梦想而不是答案。自适应、自组织、知识库、机器推理、模糊数学、神经元网络,一代又一代的新技术接踵而来,解决了一些问题,带来了更多的新问题。对于重复性的、确定性的问题人工智能努把力或许能够解决,但对于变化的、不简单重复的问题就很挠头。

人工智能的另一个问题在于人类智能是发展的,而且可能随着人工智能把人类从繁琐中解放出来而加速发展。人类适应环境、挑战环境的能力是人类而不是兽类主宰地球的基本原因。人们在面临新的挑战时,总是试图通过对策的量变或者质变来克服这个挑战。电脑游戏是窥探人类智能对战人工智能的一个窗口。面对一个全新的电脑游戏,玩家常常在开始时被打得满地找牙。但是通过不断摸索,玩家不仅找到打败电脑的方法,还越来越得心应手,游戏变得“容易”了。实际上游戏没有变,是玩家变了,或者说玩家不仅在技能上提高了,在策略上也找到了以己之长克彼之短的路子了。电脑游戏和战场当然不一样,游戏里可以死而复生,而战场上只能用鲜血和生命学习战争,但道理还是一样的,在战场上的人工智能和人类智能的对抗中,很难指望人类智能会一成不变地和人工智能死磕。

人工智能包括机器学习,那网络化和超级计算机能使人工智能比人类智能更加善于学习吗?学习是智能最重要的部分,且不说先前关于人工智能和人类智能的哲学命题,网络化极大地增加了信息获取和分享的便利,超级计算机可以达到骇人听闻的计算能力,但智能不是信息和计算的简单叠加。就和生物世界的遗传和变异一样,信息量和计算能力的增加只能起到量变的作用,但人类智能不仅具有量变式的学习积累能力,其奥妙更在于质变,在于探索新的思维方式,产生新的观念和策略。人类的突变性思维的机制是今天的科学所不能理解的,在未来也很可能是一个哲学问题而不是一个科学问题。不管怎么说,人类思维的创新能力至少在可预见的将来是人工智能无法模拟的,更遑论超越,多大的网络、多快的计算机也不管用。靠人工修改、更新,这又回到了人类智能的较量,在瞬息万变的战场上,这实在是一个不可能的任务,软件工作量和测试时间都不容许。

在某种意义上,无人机就是可以重复使用的导弹。导弹是矛,这个矛越来越锐利,也越来越聪明。但战场上从来不是只有矛、没有盾的。矛盾相长使得最先进的导弹也不可能战无不胜。在空中,战斗机依靠机动和电子对抗,可以在相当程度上降低导弹的命中率。在未来,战斗机采用主动硬杀拦截来袭导弹也不是不可能的,进一步降低导弹的功效。完全自主的无人机在本质上不比导弹聪明,何以见得导弹做不到的事情无人机就做得到呢?这一切决定了完全自主的无人机不可能主宰天空。除了刻板的既定任务,有人的遥控必将成为无人机作战的重要部分。有人的遥控或许不必事无巨细、事必躬亲,但肯定也不能无为而治,当甩手掌柜。

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在可预见的将来,完全自主的无人机还是不现实,通过像这样的“捕食者”遥控站遥控还是无人机最现实的控制方式

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遥控最大的问题在于通信带宽,好比高速公路,车太多了,人人都想开快车,就要堵塞

遥控可以从地面控制站远程遥控,也可以在空中就近遥控。传统的无人机遥控由战区地面控制站进行,但由于地球曲率的关系,控制半径很难超过视距。采用卫星中继的话,控制范围就不受视距限制,美国空军的控制人员可以在美国本土基地控制“全球鹰”在世界任何地方漫游。“催命鬼”这样的战术级无人机也经常使用卫星中继通信控制,以避免使用范围受地形或前线态势的限制。但卫星的信道带宽是有限的,换句话说,通过卫星的信息高速公路的宽度是有限的,只能通过一定的交通流量,流量太大就要发生堵塞。不加密的无人机视频正是出于节约带宽的目的。加密在技术上一点问题也没有,但加密好比高速公路上要员车队里增加假目标车辆,使得对手不易截获真是的信息。加密程度越高,有用信息的密度越低。过多的假目标车辆将严重堵塞信息高速公路,挤占其他用户的使用。不增加信息量的话,就需要通过置换来加密,但这将增加加密、解密时间,增加回路滞后。视频的信息量比音频大,音频的信息量比文字大,为了不过多挤占其他用户的信道,无人机的视频下载只好不加密,但现在皇帝的新衣被看穿了,只好加密,势必挤占战场上的其他用户的卫星通信需求。

随着战场的高度数字化,越来越多的战场通信设备在争抢有限的卫星频道,连步兵分队和坦克单车都可能通过卫星电话直接和指挥部、友军联系,传送文字、音频、视频数据,呼叫和控制支援火力。需要耳聪目明和出手如电的无人作战飞机对通信量的要求更高,这些性命攸关的通信不可能裸奔,但高度加密只能极大地加剧卫星通信的负担,给战场实用性带来极大的阴影。由于大气中无线电信道的带宽有物理极限,多发射卫星都不解决问题。这好比同一个地区的调频无线电台只能有那么多,再多了就要窜台。这是信息化战场的一个不容忽视的实际问题。

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网络战是未来战争的一个重要特点,所有战斗单元都是网络上的一个节点,但这将极大地增加通信负担,争抢有限带宽资源

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未来战场上,单兵都可能通过卫星通信联入战场指挥控制网络,加剧通信问题

另一方面,无人机也可以由有人机在视距内就近遥控。在视距内的就近遥控的选择就多了,不必通过卫星,甚至可以彻底避开拥挤的无线电信道,使用红外或激光。红外和激光的频率比无线电波高得多,也就是说,在本质上便于达到高得多的数据传送速率,也可以利用方向性好的特点,极大地提高抗干扰能力。更重要的是,就近的空中指挥更加有利于实时掌握空情,及时作出正确的战术决断。预警机在一定程度上起到这个作用,但是有人驾驶的战斗机更加适合这个领率作用。

有人战斗机具有强大的电子系统和优秀的机动性,战场生存能力远远高于预警机,也更贴近战场实际。由有人战斗机和无人战斗机混编的狼群可以由有人战斗机作为指挥,无人战斗机冲锋陷阵,甚至可以在必要的时候挡导弹,兼取有人和无人的优点。战斗机最多双座,即使后座飞行员专职控制无人机,事无巨细地控制众多的无人战斗机依然将是不可承受的负担。有人战斗机只指定任务,无人战斗机需要自主完成基本的战术攻击动作和规避、自卫机动,甚至自主完成在领受任务后从离开编队到攻击机动到回位的航迹规划,就像排长指挥各班战斗一样。另一种合作方式是由高度隐身的有人战斗机靠前指挥,从远处调用无人机作战,本身只有在迫不得已的情况下才加入战斗,就像特种部队召唤炮兵、空中火力压制一样。换句话说,用地面战场做比方,有人战斗机将军官化或者特种部队化,而不再是刺刀见红的步兵了。

这样的空中战场依然是很遥远的事,其核心依然是有人战斗机。美国空军对于最后的有人战斗机的说辞自然不是空穴来风,但用意和动机不一定那么简单、直接。未来的有人战斗机不会是今天的有人战斗机的简单延伸,无人战斗机的出现必定极大地影响有人战斗机的发展,但因此断言有人战斗机的末日,这至少在眼前来看是片面的。

世界战争史反复证明了一个事情:新事物的出现使现有事物受到极大的挑战,但现有事物常常不是因此而消失,而是在与时俱进中凤凰涅磐,重获新生。机枪出现时,人们听到了“步枪无用论”;坦克出现时,人们听到了“步兵无用论”;反坦克导弹出现时,人们听到了“坦克无用论” ;无人机出现了,现在出现“有人机无用论”自然不奇怪。历史证明,这些“无用”的事物在与时俱进之后,最后都是有用的。不光有用,而且有不可替代的大用,有人机也一样。

有意思的是,在现实世界中,莫希干人并没有灭绝。早年来到新英格兰的欧洲移民泛指的莫希干人(Mohicans)实际上包括两个名称相近的部落莫黑根人(Mohegans)和马希干人(Mahicans),库珀小说里的人物和故事也取材于这两个部落。莫黑根人在1994年被美国联邦政府正式承认,受封祖居的康涅狄格州新伦敦县内一块地方为保留地。马希干人已经离开祖居的纽约州阿尔巴尼地区,散落各地 ,其中在威斯康星州的一支在1934年就得到了联邦政府的承认,得到了自己的保留地。有人战斗机会比莫希干人更有出息,不仅在世界的天空里找到自己的一片保留地,还会继续创造新的辉煌。

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