美國每年投入約2.5億美元重點加推進建設大數據
●只要提供的數據量足夠龐大真實,通過數據挖掘模式,就可以較為準確地把握戰場態勢的發展變化等復雜問題,在一定程度上破解“戰爭迷霧”。
●從軍事數據中發現有價值的戰爭機理,進而實現對戰爭的精確設計,是借助大數據研究信息化戰爭的要義。
在大數據引領新一輪信息技術變革的時代,深刻理解大數據內涵及其對信息化戰爭的影響,在大數據中探索戰爭深層機理,掌握以數據為中心科學設計戰爭的方法,方能在日新月異的戰場上立于不敗之地。
大數據戰略:從“決策輔助”到支配決策
大數據是指規模遠遠超出傳統數據庫軟件處理能力的海量數據集合,包含數據采集、存儲、分析和共享系統。信息化戰爭是公認的復雜巨系統,僅諸軍兵種龐雜的武器裝備和作戰環境數據,就足以大到使普通的信息處理能力捉襟見肘;敵我對抗的復雜化,更是使數據量呈爆炸式增長。同時,不同層次、種類各異的模擬系統可在幾小時內詳細推演出幾天甚至數月的戰役實兵對抗過程和結果,極大地縮短了數據產生周期,更加龐大的軍事數據也隨之產生。
毫無疑問,信息化戰爭的深層機理,深深蘊藏于上述海量軍事數據當中。但要想探尋出這些機理必須克服兩個主要瓶頸:一是海量軍事數據廣泛分布于陸、海、空、天、電等多維物理空間或虛擬空間。在作戰節奏明顯加快,戰爭進程明顯縮短的廣闊戰場,如何對其進行實時高效的采集?二是為滿足信息化戰爭突然性和決策時效性強的苛刻要求,如何對海量軍事數據進行快速精確分析?
大數據,正是破解上述兩個瓶頸的關鍵。人們可以有效利用大數據,探尋信息化戰爭內在規律,而不是被淹沒在海量數據中一籌莫展。有鑒于此,軍事強國無不將大數據列為軍事發展重點。上世紀90年代,一些信息領域學者就曾預言,大數據將成為推動軍事變革的重要發力點。2012年5月,聯合國發布《大數據開發:機遇與挑戰》報告,得到德國、日本、加拿大等國的積極響應。同年,美國發布《大數據研發倡議》,正式將大數據戰略上升為國家意志。美國國防部則以每年投入約2.5億美元建設經費的超常舉措,將大數據建設提升為美軍戰略重點加以推進。世界軍事強國對數據的重視由來已久,但傳統上將其功能定位于“決策輔助”,而大數據戰略則將其功能升華為“決策支持”,這表明軍事數據已從輔助地位轉向支配地位。
數據挖掘模式:破解“戰爭迷霧”的有效路徑
信息化戰爭與機械化戰爭有著本質區別。為探尋信息化戰爭規律,人們曾提出眾多科學研究理論和方法,總體上可歸納為四種范式:
實驗科學,被稱為探尋戰爭規律的第一科學研究范式。依據這種方法,人們會投入巨資,在戰前通過反復的實兵對抗實驗來論證和改進作戰方案。這種研究范式組織實施困難,花費巨大且周期較長,并常常難以對作戰方案的眾多細節實施推演。
第二科學研究范式是用定律描述戰爭規律的理論科學。一些學者曾采用類似牛頓定律的數學公式來描述交戰過程,最為經典的當屬蘭徹斯特方程。但這種研究范式難以描述包括信息對抗、戰斗精神等復雜因素,而這些因素又恰恰是信息化戰場上各級指揮員關注的重點。
計算科學被稱為第三科學研究范式,它是對第一科學研究范式的改進與升華。諸軍兵種的作戰編組及作戰方法更加靈活多樣,為減輕經濟壓力,提高對抗實驗的效率,人們基于計算機開發出作戰模擬系統,從而可以無限地模擬成千上萬個不同作戰單元間的交戰場景。但這種研究范式只能使人們感知交戰的過程和結果,難以準確描述諸如諸軍兵種協同行動的交互作用等信息化戰爭深層機理。
以大數據為核心技術的數據挖掘模式被稱為第四科學研究范式。該技術由計算機科學圖靈獎得主吉姆·格雷提出后,近年來在人工智能和模式識別等領域得到廣泛應用。2009年10月,微軟公司發布了《e-Science:科學研究的第四范式》。2012年3月,美國國防部高級研究計劃局啟動了“X數據”計劃。二者不約而同地將數據挖掘視為大數據戰略在國防安全領域貫徹的核心功能加以重點發展。
在戰爭中起決定作用的不是武器裝備而是人,但人的思維和行為很難被精確預測,正是人的主觀能動性制造了克勞塞維茨所說的“戰爭迷霧”。因此,自有戰爭以來,人們雖努力探尋戰爭的深層機理卻收效甚微。但通過對大數據的有效開發,幾乎所有這些決策問題都可以得到相對精確和令人信服的回答。只要提供的數據量足夠龐大真實,通過數據挖掘模式,就可以較為準確地把握諸如敵方指揮員的思維規律,預測對手的作戰行動、戰場態勢的發展變化等復雜問題,從而在某種程度上破解甚至消除“戰爭迷霧”。
精確設計戰爭:以數據為中心的戰略重心轉移
沃爾瑪超市曾對銷售數據進行分析,發現與尿布一起被購買最多的商品竟是啤酒。此前,幾乎沒有人會想到這兩種風馬牛不相及的商品常被一起購買。超市于是將它們擺在臨近位置,結果二者的銷售量雙雙大增。
同理,從軍事數據中發現有價值的戰爭機理,并基于這些機理制定決策,進而實現對戰爭的精確設計,是借助大數據研究信息化戰爭的根本。其核心是實現“從數據到決策”,建立以各軍兵種、戰場環境間數據共享為基礎的自主式決策支持系統。這種以數據為中心的戰略重心轉移,體現了設計信息化戰爭的前瞻眼光。
在冷兵器和熱兵器戰爭時期,制定作戰決策時缺少足夠數據支持,甚至數據本身的真實性和準確性也難以保證。因此人們更多依靠經驗對作戰進行概略或粗放式設計,“藝術”大于“科學”。但隨著先進技術不斷融入軍事實踐,促使人們發展出較強的數據采集和分析能力,精確設計戰爭的意識和手段已有長足進步并在戰爭中獲得較多應用,“科學”有時甚至重于“藝術”。發達國家軍隊甚至曾流傳一句名言:“除了上帝,任何人都必須用數據說話”。此話雖顯偏頗,卻反映出人們希望基于數據設計戰爭的愿景。
當前,信息技術的飛速發展已促使作戰形式發生質變,如何以數據為中心精確設計戰爭已成為人們關注的焦點。例如,針對特定的作戰對手和作戰環境,如何對己方成百上千、功能互補的作戰單元進行模塊化編組,從而實現整體作戰能力的最優?面對眾多性質不同、防護力不同且威脅度各異的打擊目標,如何對有限數量、有限強度和有限精度的火力進行分配,以收獲最大作戰效益?在解決諸如此類的問題中,大數據有望實現戰爭設計“科學”與“藝術”的統一融合、殊途同歸。