第五十天：新现实主义的“数字空军”

导读：作为“点肆100”计划的一部分，工业4.0研究院拟发布系列文章，分享数字孪生维护、数字战役和数字孪生战场相关研究成果。第一个阶段完成了数字孪生维护分享，目前进入“数字战役”阶段。

截止到今天，点肆100计划进行了一半，分享内容也进入第五十天了。

读者跟我度过了50天时间，在原“数字航空”沙龙微信群进行了深入的讨论。为了适应新的发展需要，该微信群已经调整为“数字孪生体挑战赛”，相关交流继续进行中。

今天将呈现的主题为“数字空军”（Digital Air Force），这是美国空军于2019年7月9日公开的一个战略，时任执行部长Matthew Donovan还做了一个演讲。

一些读者曾经问我，为什么要特别关注数字航空？

当时我回答：航空作为横跨军民两用的高价值行业，它在引入数字孪生体等新技术走在前面，通过学习数字航空的一些知识，能帮助我们更好理解“数字工程”（Digital Engineering），加上美国空军是数字孪生技术的先行者，对它的关注学习能促进我们开展数字孪生体的应用。

随着第四届数字孪生体挑战赛开始启动，它的主题即为“数字飞行器”，通过学习航空航天的基础知识和结构等，掌握数字飞行器的研制方法，选拔一批面向未来需求的“数字人才”或“数字团队”，便于跟工业4.0研究院开展合作。

然而不少读者不了解美国空军发布的白皮书，对什么是数字空军也不清楚，为此，今天发布《数字空军》及相关的评论，以便大家综合理解数字空军的含义。

对于评论文章中提到的“新现实主义”，有必要做一个解释：

新现实主义的理论是指在承认“无政府状态”“国家为基本行为体”的同时，强调国际关系的秩序和限制，重视包括东西南北关系的全球系统研究，给国际关系中的经济因素以更多的注意。在研究方法上，该学派强调综合性分析，认为权力政治与体系模式、结构分析与反馈博弈、宏观与微观分析应兼收并蓄，互为补充。

对于在“数字孪生体挑战赛”微信群的读者，可以看到不同背景的人员发言，在一些情况，他们就接近“新现实主义”的风格，大家可以注意体会。

附1：数字空军

我们的世界正在进入一个技术发现和进步的新时代。大数据分析和物联网正在改变社会和经济，并扩大信息和知识的力量。我们社区、企业和国家的每一个部分都会受到这种现象的影响，包括保护他们的军队。

这些进步正在推动一场关于我们如何作战和演变战争性质的革命。战斗的胜利将更少地取决于个人能力，而更多地取决于武器、传感器和分析工具的互联网络的综合优势。今天的空军必须转型以利用我们需要的数据、技术和基础设施。我们别无选择——我们必须改变才能主宰这个未来。

为了竞争、威慑和战胜我们的强大对手，我们正在打造一支数字空军，它将：

1. 部署响应现代战斗需求的21世纪IT基础设施

2. 利用数据的力量作为人工智能和机器学习的基础，以实现更快的决策和改进的作战人员支持

3. 采用敏捷的业务实践，提高我们管理企业的有效性和效率

我们在哪里

今天，空军在一个复杂的安全环境中运作，其特点是技术变革迅速，战争特征不断演变。我们的对手试图在每一个战场空间领域挑战我们，部署旨在利用我们的依赖关系并挫败现有战争方式的部队。他们试图通过先进的防空系统、反太空武器以及对网络的持续探测和攻击来对抗我们在冲突范围内的优势。

这些敌对系统是针对我们当前的力量设计的：一系列精致但离散的平台。这些飞机、卫星和其他系统执行同步但独立的任务，在许多情况下是模拟任务。在某些情况下，这些平台无法与其他平台共享数据，从而限制了整个部队的实时合作，并导致数据和知识堆积如山。当我们试图在我们的空中、陆地、海洋、太空和网络领域协调系统时，这一挑战会进一步加剧。过去，我们可以“消除冲突”我们部队的各种要素，但仍能取得作战和战术上的成功。然而，信息时代即将来临，这些过时的流程和系统正在迅速过时。这现在需要整合和融合这些不同的元素。

与我们以前时代的政府创新不同，今天的进步源于商业领域的重大发现。公司和国家现在收集大量数据，使用它来获得强大的洞察力、训练机器学习算法和燃料信息分布式系统之间的流动。世界上超过90%的数据是在过去两年中创建的，揭示了一个日益数字化的信息和连接世界。这些事态发展已经彻底改变了商业和商业，并将同样影响战争的未来。

数字空军拥抱这场数据驱动革命的潜力，让我们为未来充满共享信息和快速决策的冲突环境做好准备。

我们的目标

面对未来战争速度和范围的增加，空军必须从以平台为中心转向以网络为中心的行动。我们必须开发一系列系统，以融合和共享在整个战场和后方梯队收集的无处不在的数据。我们的作战和指挥控制系统将利用这些数据来产生关于对手位置和意图的洞察力。机器学习算法和人工智能将通过快速分析潜在的行动方案和加速我们的决策周期来支持指挥官迷惑和压倒我们的对手。通过关联多光谱和多源数据，我们将发现试图隐藏在“噪音”中的对手，帮助我们以更大的信心和精确度起诉转瞬即逝的、移动的或时间敏感的目标。

在这个未来，每个平台都必须在一个广泛的系统系统中“连接、共享和学习”。为此，飞行员及其平台必须在受保护且有弹性的通信链路上进行通信。这些网络必须具有分布式能力，能够在单个节点丢失时自我修复，允许信息通过替代路径路由，以继续为作战指挥官所需的空中、太空和网络效应提供动力。例如，空军对ABMS的最初概念依赖于融合来自众多来源的数据的愿景，并为真正的多域指挥和控制提供了路径。

此外，我们预期的预算环境将继续受到限制；永远没有足够的资源来满足每一项需求。我们未来的企业将利用行业标准技术和系统来减少开销、提高效率并产生卓越的管理成果，以支持作战人员。我们必须从根本上改革我们的商业做法，以腾出稀缺的资金用于提高部队杀伤力和战备状态的努力。

我们将如何到达那里

为实现这一愿景，我们必须协同三个相互关联、相互支持的改革工作：IT架构、数据管理和业务运营改革。空军的每个部分都将受到这些变化的影响：我们正在推动整合作战、信息作战、网络和商业实践，作为主导大国竞争的工具。这项改革的重要性需要最高层的指导，因此空军副部长将监督和管理这条关键的前进道路。

我们正在通过几项重要举措发展数字空军。首先，我们正在构建一个数字架构，它将为数据和信息流提供公共主干。我们正在转向基于云的数据存储和共享解决方案，确保所有飞行员都能在需要的时间和地点不间断地访问他们需要的数据。这些系统将具有弹性和安全性，允许在最具挑战性的电磁环境中传输数据。此外，我们正在改进我们对数字安全的构想并推动新的系统验证标准，以便我们能够以相关的速度连接新的创新系统。

其次，我们正在设计数据管理架构和标准化策略，以支持平台之间的数据自由交换。这需要以常用读取和摘要格式收集、存储和传输的数据，以最大限度地减少接收、处理和使用来自多个系统的信息之间的延迟。

最后，我们正在改变我们管理人员和业务系统的方式。我们正在将日常IT基础设施管理转移给签约服务提供商，让我们的网络专业人员能够自由地专注于作战人员任务并将信息运营与我们的战术和战略目标联系起来。我们正在改变我们招募和培训人员的方式来操作这些系统并管理为作战效果而设计的基础设施。此外，我们正在合理化、巩固和完善我们的业务管理系统和实践，在适当的情况下合并需求、活动和系统，并实施促进创新、流程改进和力量发展的计划。

主宰未来

国防战略很明确——我们面临着技术快速变革和战争特征不断演变的未来。为了战胜我们的竞争对手，我们必须自信地拥抱信息时代的革命力量。这将需要我们从根本上改变管理和共享信息的方式，我们将在整个部队中推动这种变化。

最终，我们必须超越过时的流程、系统和思维方式。我们将寻求利用技术的新方法，并建立一种创新和知情冒险的文化。我们将成为一支数字空军。

附2：理解美国空军的“数字空军”

这篇简短的文章是对“数字空军”美国空军白皮书的审查、建设性批评和后记。本文根据白皮书在传统指导文件中的位置对其进行了描述，根据国际关系理论和哲学对白皮书进行了分类，确定并挑战了四个关键假设，最后提出了该白皮书最重要的贡献是对全球预警情报的隐含意义。受到挑战的四个关键假设是，最好将世界理解为作为一个连贯的整体进入技术进步的阶段；军队赢得大国对手的最有效方式是与技术格局变化的特征同步发展自己的能力；攻击或防御日益数字化的实体的最佳方式是使用日益数字化的武器和防御；政府来源的创新与军事技术进步相矛盾。

介绍

2019年7月9日，代理空军部长马修·多诺万在发布“数字空军”美国空军白皮书的同时发表了评论，该白皮书现已公开发布。白皮书在传统战略或政策工具之外编写，描述了高级领导人如何看待空军当前和未来与技术的关系。

这篇短文描述了白皮书在传统指导文件中所处的位置，根据国际关系理论和哲学对白皮书进行了分类，确定并挑战了四个关键假设，最后提出了白皮书最重要的贡献就其对全球预警情报的隐含意义而言。

“数字空军”美国空军白皮书完全属于愿景和指导类别。它与目的、意图、价值观和利益属于同一战略类别；某处从属于国家利益或国家知识分子中占主导地位的哲学趋势。这篇论文包含了一些总体目标，也暗示了一些目的、方法和手段；然而，它的结构不是为特定的主要责任办公室分配目标，也没有记录与其提议的方式和方法相关的成本或风险。

在国际关系理论方面，白皮书的作者主要采取新现实主义观点，其次是未来主义建构主义。修昔底德的古典现实主义几乎不存在。没有公开提及恐惧、国家的角色、空军从属于国家行为者的角色，或者空军和国家如何以任何方式捕捉组成军队的人类的现实主义倾向和国家。然而，有明显的提及支配地位。古典自由主义也很幸运地缺席。没有提到联合、机构间、联盟、盟友，技术如何使一个人与对手合作从而阻止冲突，或者技术如何使更有效的合作能够更有效地实现更普遍的既定目标。

新现实主义在论文中很强烈。资本重组是一个强有力的主题，其中资本重组的需要基于利益、资源稀缺和安全困境。建构主义在论文中是一种弱到中度的影响，采取新建构主义或未来主义建构主义的形式。该论文建议，空军将与工业界合作创造人工智能，然后帮助人类行动者更有效地为作战环境的变化赋予意义。然后，人类和非人类智能按一定比例共同预测并采取行动，创造一个更有利于空军利益的现实。

除了新现实主义和未来主义建构主义观点外，白皮书的作者还属于科学哲学范畴。白皮书不是科学的或辩证的说明性的，因为它没有提出正题和反题，最终得出一个综合。然而，这篇论文是科学的，因为它的基本哲学前提之一是人们可以使用科学或技术来理解环境、问题、参与者和自己。当然，这个前提本身不能被科学或技术证明，因此是一种哲学。

科学技术自己解释。科学技术的美德是不言而喻的，也是含蓄的。人类智能和人工智能之间的重要区别特征越来越少。尽管机器无法想象也没有意志，但人们越来越倾向于用历史上适用于生物的术语来拟人化它们，例如“杀死网络”和“关键节点已死”。这份白皮书进一步模糊了界限，指出空军需要“自我修复”的网络——不区分治愈、治愈、恢复和修复——基本上剥夺了该术语传统上所包含的社会重新融合含义的治愈。

该论文更进一步，在最后一行中指出“我们将成为一支数字空军”，这表明机器不仅可以具有人类品质，而且我们的组织也可以具有数字品质。当然，数字化背后的想法是关于数据如何表达，而表达是生物如何交换思想的问题。一个动物的头脑，渴望分享一个想法，通过某种形式的交流或信息显示，将这个想法表达到另一个生物的头脑中。数字显示就是其中一种媒介。表达动物实体“变得数字化”是对传统从属关系的有趣逆转：从“主动智力到表达到媒介到压力再到主动智力”现在倒转为“混合智力到印象或表达”。

除了对军事事务采取主要的新现实主义、未来主义建构主义和科学主义方法外，作者假设最好将世界理解为作为一个连贯的整体进入技术进步的阶段（即，“我们的世界正在进入一个技术发现和进步的新时代。”）这种连贯的技术社区的基本假设可能是对整合的世界性夸大。

贫富差距越来越大，现实主义的兴起，使世界不再因技术进步而统一，而更多地被分成不同的群体，其中一些拥有强大的技术工具，而另一些则越来越处于不利地位。动荡的社区形势使得技术整合屈从于经济形势，以及用户是否选择整合，取决于他们的政治观念。尽管该论文将技术进步视为全球社会演变的决定性特征，但经济、气候和政治的变化可能是如何运用军事力量应对全球演变的更为显着的驱动因素。

其次，作者假设军队赢得大国对手的最有效方式是与技术格局变化的特征同步发展自己的能力。在这个假设中是从属假设：现代战争可以明确地分为一个胜利阶段，然后是一个时间和空间上的胜利点——现代战争有明确的赢家和输家——并且各自的军队是赢家的主要代理人和失败者。

事实上，现代战争是一个没有明确定义的最终状态的过程，由从属的最终状态组成，因为社区继续为其所信奉的价值体系和相对经济实力寻求更大的影响力。为了在利用技术和获得相对影响力之间划清界限，本文必须将技术进步与价值或经济利益联系起来。

第三，作者假设攻击或防御日益数字化的实体的最佳方式是使用日益数字化的武器和防御。

这一假设可能需要加以限定，因为人类仍然是被防御实体和防御实体的主要代理人，强迫人类服从他人意志所需的暴力或非暴力力量在本质或实质上没有改变。此外，越来越多的数字化力量将以这种方式向其对手提出一个比以前更容易解决的问题。由于一支力量更强调其技术优势而不是其人力优势，它使对手的问题越来越科学，越来越不人性化。对手所要做的就是确定如何最好地破坏数字化事物，与如何最好地破坏他人的创造力相比，这相对容易。

第四，该论文将政府来源的创新等同于军事技术进步。这很可能是一种将创新与技术等同起来的组织文化仪式的产物；然而，战争中的许多重要技术进步并不是战争首先产生的。很多时候，历史上的军事创新在于军事领导人如何解释对手技术对环境的影响，然后有效地应对这种变化。艾米莉·戈德曼（Emily Goldman）和理查德·安德烈斯（Richard Andres）的“军事创新和扩散的系统性影响”中的一个例子就是美国军方彻底改变了指挥官们设想信息作战的方法。

由于创新是效率或有效性的提高，而没有相应的由于实际成本或机会成本上升，一些最重要的军事创新根本不是技术性的。

在提议军事领导人开始从商用现成技术中加快创新步伐时，该论文可能无意中暗示，军事领导人的责任驱动创新可能性越来越多地受益于公司利润驱动的创新可能性，而不是相反。然后，军事创新变得从属于允许商业创新的经济条件，这反过来又在军队为经济创造宽松环境的责任、军队对该经济体中公司创新的需求以及经济体的需要在金融利益与担保利益背离的领域进行扩展。

除了引发对这四个关键假设领域的担忧外，该文件还低估了其自身的重要性——没有明确指出“数字空军”对作战效率的最直接和最重要的影响。到目前为止，人类一直假装能够充分描述作战环境。与机器合作，人类可能第一次能够开始充分描述该操作环境。

2013年版的联合出版物2-0，联合情报，引入了一个当时的新术语，以取代同一份文件中过去的指示和警告。该出版物将预警情报定义为细分为新兴和持久的预警问题。

数据发现和决策循环数字化的日益自动化对前者产生了最强烈的影响：“新出现的警告问题”。导致在空间某个时间点使用暴力强制力的数千个因素，所有必须立即通过回归识别、建模并输入预测的可能具有统计意义的因素现在都可以采取行动了。