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今年3月，美國防部科技領(lǐng)域高級領(lǐng)導(dǎo)在眾議院為2019財(cái)年國防科技預(yù)算申請作證。這次作證的官員囊括了國防部主要科技創(chuàng)新部門，通過他們的證詞，可以透視美國國防科技的發(fā)展重點(diǎn)。
一、美國防部希望重獲全球技術(shù)主導(dǎo)地位
美國防部認(rèn)為，技術(shù)正改變作戰(zhàn)方式。對手?jǐn)?shù)十年來針對美軍優(yōu)勢或弱點(diǎn)發(fā)展相關(guān)技術(shù)和能力，削弱了美軍的技術(shù)主導(dǎo)地位。同時，世界正處于全球獲取技術(shù)和科技人才的時代，商業(yè)部門成為發(fā)展改變社會形態(tài)和戰(zhàn)爭特征技術(shù)的主要推動力量，美國無法再維持?jǐn)?shù)十年的軍事優(yōu)勢，需要快速地發(fā)現(xiàn)和交付技術(shù)。目前，美國防部正加速利用先進(jìn)計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、自主化、小型化、增材制造、超材料、定向能和高超聲速等領(lǐng)域的發(fā)展，確保能夠打贏未來戰(zhàn)爭。
以任務(wù)為中心管理技術(shù)工作。美國防國部認(rèn)為，美在所有作戰(zhàn)域都面臨對手的威脅，必須從戰(zhàn)略高度重視以這些威脅為基礎(chǔ)的任務(wù)場景，并以任務(wù)為中心，而非以平臺系統(tǒng)為中心來管理科技投資。新設(shè)立的負(fù)責(zé)研究與工程的副部長即是以任務(wù)為中心的主管，其工作重心將從監(jiān)管各軍種轉(zhuǎn)向賦能作戰(zhàn)司令部，在評估作戰(zhàn)能力不足和任務(wù)需求基礎(chǔ)上，建立統(tǒng)一的技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，然后整合各軍種資源開展原型驗(yàn)證，并會同作戰(zhàn)司令部開發(fā)新的作戰(zhàn)概念，確保美軍能夠主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)化適應(yīng)多域聯(lián)合作戰(zhàn)。
利用整個科技創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。美國防部下屬的實(shí)驗(yàn)室、工程及作戰(zhàn)中心、DARPA、戰(zhàn)略能力辦公室和國防創(chuàng)新試驗(yàn)機(jī)構(gòu),將與包括國際伙伴、企業(yè)、大學(xué)、聯(lián)邦資助研發(fā)中心和大學(xué)附屬研究中心等在內(nèi)的所有伙伴合作。其中，國防部下屬63家實(shí)驗(yàn)室、工程及作戰(zhàn)中心是國防部創(chuàng)新的基石，將提供作戰(zhàn)能力有關(guān)的專業(yè)知識和洞察力；戰(zhàn)略能力辦公室將創(chuàng)新現(xiàn)有軍事和商用系統(tǒng)的使用方式，應(yīng)對近期作戰(zhàn)需求，為未來技術(shù)的研發(fā)爭取時間；國防創(chuàng)新試驗(yàn)機(jī)構(gòu)將加速商業(yè)創(chuàng)新的軍事應(yīng)用，滿足當(dāng)前戰(zhàn)略和技術(shù)環(huán)境不斷變化的要求；競爭激烈的小企業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目將資助小企業(yè)探索軍民兩用高科技潛力；2012年成立的17個跨部門技術(shù)委員會，在任務(wù)層、系統(tǒng)/能力層和技術(shù)層整合國防部的研究工作，能夠更好地發(fā)現(xiàn)軍事能力的不足，同時加強(qiáng)了各部門在解決共性問題時的協(xié)作，減少了不必要的重復(fù)投資。
重視科學(xué)家和工程師隊(duì)伍建設(shè)。目前，美國聯(lián)邦政府雇傭了超過10萬名科學(xué)家和工程師，其中國防部占到46％。技術(shù)全球化快速發(fā)展，促使國防部聘用更多科學(xué)家和工程師，以獲得新的技術(shù)能力和專業(yè)知識。為培育和發(fā)展下一代科學(xué)家和工程師，美國防部正通過獎學(xué)金、學(xué)徒和實(shí)習(xí)生等計(jì)劃，讓高中生和大學(xué)生利用課堂上學(xué)到的知識解決國防難題。
美國防部還利用情報(bào)產(chǎn)品、技術(shù)預(yù)測和分析信息支持投資決策；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就考慮促進(jìn)采辦、試驗(yàn)和維護(hù)的因素，設(shè)定并遵守開放式架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施良好的系統(tǒng)工程和網(wǎng)絡(luò)彈性實(shí)踐，以提高系統(tǒng)的有效性和經(jīng)濟(jì)性；培育和推行協(xié)同創(chuàng)新文化，鼓勵采用新的能夠加速能力交付的采辦途徑。
二、DARPA對接國家戰(zhàn)略需求發(fā)展突破性技術(shù)
DARPA重點(diǎn)投資事關(guān)國家安全的突破性技術(shù)，是美國戰(zhàn)略性技術(shù)突襲的發(fā)起者。目前，DARPA設(shè)有六個技術(shù)辦公室，擁有約220名政府雇員，其中包括近100名項(xiàng)目經(jīng)理，他們監(jiān)管著約250個由各軍種、軍工企業(yè)、商業(yè)企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)等合作伙伴實(shí)施的項(xiàng)目。2019財(cái)年，DARPA申請了32億美元預(yù)算，占國防部科技預(yù)算的四分之一。當(dāng)前，DARPA正聚焦基于威脅的任務(wù)場景，強(qiáng)調(diào)國家安全綜合威脅，重點(diǎn)在四個領(lǐng)域發(fā)展新的變革性能力。
保衛(wèi)本土免遭攻擊。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)威懾能力、生物監(jiān)視和生物防御技術(shù)、感知和對抗大規(guī)模殺傷性武器襲擊的能力。例如，發(fā)起SIGMA項(xiàng)目，研發(fā)廉價、小型、可大范圍部署的放射性探測器，以實(shí)時探測恐怖分子的核“臟彈”威脅，未來還將把生物武器和爆炸物納入探測范圍；聯(lián)合美國網(wǎng)絡(luò)司令部開展網(wǎng)絡(luò)防御項(xiàng)目，開發(fā)出44項(xiàng)可擴(kuò)展數(shù)學(xué)技術(shù)，用于偵查網(wǎng)絡(luò)安全漏洞和高頻威脅領(lǐng)域。
威懾和對抗戰(zhàn)略競爭對手。DARPA認(rèn)為大型武器平臺成本高、建設(shè)時間長，應(yīng)采用動態(tài)、協(xié)調(diào)、高度自主和靈活的框架構(gòu)建新型非對稱優(yōu)勢。例如，DARPA聯(lián)合海軍研究署研發(fā)可精確制導(dǎo)和躲避敵方雷達(dá)探測的遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈，目前已列裝海軍和空軍，預(yù)計(jì)年內(nèi)形成作戰(zhàn)能力；高超聲速項(xiàng)目，計(jì)劃于2019年底進(jìn)行技術(shù)演示驗(yàn)證，在項(xiàng)目移交空軍前進(jìn)行更多評估，推動高超聲速武器的戰(zhàn)力生成。
有效從事維穩(wěn)工作。發(fā)展應(yīng)對灰色地帶沖突和城市規(guī)模戰(zhàn)爭的能力，通過嚴(yán)謹(jǐn)可靠的模型預(yù)測敵對行動，并支持美軍消除威脅和投送兵力。例如，“班組X”項(xiàng)目，加速將新技術(shù)集成到輕量級系統(tǒng)中，為復(fù)雜環(huán)境中的步兵班組提供前所未有的感知性、適應(yīng)性和靈活性，使士兵更直觀地理解和控制復(fù)雜任務(wù)環(huán)境。
基礎(chǔ)性科技研究。探索針對當(dāng)前和未來戰(zhàn)備挑戰(zhàn)的“跨越式”解決方案，開發(fā)前所未有的軍事能力，確保美軍擁有最先進(jìn)的技術(shù)。例如，DARPA啟動了電子復(fù)興計(jì)劃，未來四年計(jì)劃投入數(shù)億美元，廣泛聯(lián)合大學(xué)、軍工企業(yè)和商業(yè)企業(yè)，開展先進(jìn)材料、電路設(shè)計(jì)工具和新系統(tǒng)架構(gòu)方面的基礎(chǔ)研究；安全基因項(xiàng)目，獲得對基因編輯技術(shù)功能的基本理解，演示驗(yàn)證精確控制基因編輯的能力；可解釋人工智能，創(chuàng)建一套機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，能夠生成可解釋的模型，以便用戶理解、信任和管理新一代人工智能系統(tǒng)。DARPA還投資了材料、人機(jī)共生、快速進(jìn)入太空、自主系統(tǒng)、武器效應(yīng)、加密等技術(shù)。
三、海軍調(diào)整研究模式以更快地交付先進(jìn)軍事能力
海軍研究署負(fù)責(zé)管理海軍的科技投資和海軍研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，目前在23個地點(diǎn)擁有4000多名員工，還有1000多名提供保障服務(wù)的承包商人員。2019財(cái)年，海軍申請的科技預(yù)算為22億美元，約占海軍總預(yù)算的1.3%。
海軍研究署認(rèn)為，當(dāng)前的技術(shù)開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)本質(zhì)上是全球的，而且更多地受到商業(yè)投資的驅(qū)動。為應(yīng)對快速加速、技術(shù)驅(qū)動的海上優(yōu)勢競爭，海軍研究署調(diào)整了研究模式，擴(kuò)大了合作伙伴范圍，以更快地提供能力。相關(guān)舉措包括：協(xié)調(diào)海軍研究、開發(fā)和采辦部門，追求技術(shù)驅(qū)動型作戰(zhàn)能力；分配資源，加速高優(yōu)先級成果的交付；通過簡化業(yè)務(wù)程序和權(quán)力下放來加速能力的交付。海軍研究署還將通過海軍實(shí)驗(yàn)室加強(qiáng)與作戰(zhàn)部隊(duì)的聯(lián)系，開展更多由作戰(zhàn)人員參與的原型建造、試驗(yàn)和演示驗(yàn)證，確保技術(shù)能夠?yàn)樽鲬?zhàn)人員所用，同時推動技術(shù)風(fēng)險的早期解決。目前，海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)已率先部署了電子武器、跨平臺網(wǎng)絡(luò)化電磁機(jī)動戰(zhàn)、人工智能、蜂群技術(shù)和自主系統(tǒng)等決定性能力。
四、陸軍將科技發(fā)展重點(diǎn)從近期轉(zhuǎn)向中長期
過去幾年，陸軍的科技投資側(cè)重于以當(dāng)前需求和當(dāng)前系統(tǒng)改進(jìn)為導(dǎo)向的近期項(xiàng)目。為滿足陸軍現(xiàn)代化和未來戰(zhàn)備的要求，陸軍正調(diào)整科技投資，將超過10億美元的科技投資從近期項(xiàng)目轉(zhuǎn)向中期項(xiàng)目，增加了針對戰(zhàn)略競爭對手的戰(zhàn)備和威懾方面的投資。
目前，陸軍部長和參謀長已確定了六項(xiàng)現(xiàn)代化的重點(diǎn)，分別是遠(yuǎn)程精確火力、下一代戰(zhàn)車、未來垂直起降、網(wǎng)絡(luò)/指控和通信、防空反導(dǎo)和士兵殺傷力。為全力支持這些現(xiàn)代化重點(diǎn)，陸軍將發(fā)展以下技術(shù)：①人工智能，開發(fā)一套基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的系統(tǒng)，輔助士兵在動態(tài)、不確定和復(fù)雜的環(huán)境下作戰(zhàn)；②超安全通信，開發(fā)具有自動化和智能交換能力的近距混合通信網(wǎng)絡(luò)，以及防干擾并為從數(shù)據(jù)到?jīng)Q策提供更高效信息處理能力的分布式量子通信網(wǎng)絡(luò)；③機(jī)器人技術(shù)，理解機(jī)器人和自主化系統(tǒng)的能力、優(yōu)勢和局限，發(fā)展相關(guān)的地面和空中能力，如戰(zhàn)車機(jī)器人項(xiàng)目發(fā)展能以自主車輛速度移動的作戰(zhàn)環(huán)境跟蹤平臺；④虛擬現(xiàn)實(shí)，建設(shè)綜合培訓(xùn)環(huán)境，將人類感官沉浸在混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，改善士兵訓(xùn)練和作戰(zhàn)態(tài)勢感知；⑤物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)未來戰(zhàn)場的聯(lián)網(wǎng)，整合各種信息來源、通信系統(tǒng)和分析資源，以實(shí)現(xiàn)更快、最佳的決策；⑥含能材料，探索能量儲存、含能化合物合成以及使儲存能量在預(yù)期時間內(nèi)以更大強(qiáng)度釋放的新方法。⑦定向能，利用激光二極管技術(shù)發(fā)展廉價、輕量的移動固態(tài)高能激光系統(tǒng)，發(fā)展非傳統(tǒng)激光冷卻系統(tǒng)和方法；⑧超材料設(shè)計(jì)，開發(fā)一種材料設(shè)計(jì)方法，以創(chuàng)建轉(zhuǎn)型保護(hù)、能量、電子和生物/生物使能材料。
陸軍重要的科技資產(chǎn)是位于美國各地的陸軍實(shí)驗(yàn)室以及研發(fā)與工程中心，這些機(jī)構(gòu)雇傭了約1.2萬名科學(xué)家和工程師。目前，陸軍正推進(jìn)技術(shù)設(shè)施的現(xiàn)代化和人才隊(duì)伍建設(shè)。在技術(shù)設(shè)施方面，升級現(xiàn)有技術(shù)設(shè)施；為合作伙伴設(shè)施建設(shè)提供技術(shù)支持；參與公共部門之間和公私部門之間的基礎(chǔ)設(shè)施合作；利用陸軍研究實(shí)驗(yàn)室開放式校園業(yè)務(wù)模式，培育科學(xué)家和工程師。在人才方面，陸軍科技機(jī)構(gòu)將通過以下方式培養(yǎng)和留住優(yōu)秀的科技人員：發(fā)展高級科技領(lǐng)導(dǎo)者，以有效執(zhí)行科技計(jì)劃；重塑現(xiàn)有技術(shù)隊(duì)伍應(yīng)對新興科技挑戰(zhàn)；及時聘用新的科技人員；利用陸軍科技機(jī)構(gòu)最優(yōu)秀的人才，匯集政府、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的專家解決技術(shù)難題。
五、空軍重視發(fā)展改變游戲規(guī)則的技術(shù)
2019財(cái)年，空軍申請了約26億美元科技預(yù)算，與2018財(cái)年預(yù)算申請相比增加了6200萬美元。空軍科技投資旨在對沖不確定的未來并確保技術(shù)優(yōu)勢，尤其關(guān)注改變游戲規(guī)則的技術(shù)，這些技術(shù)能夠放大空中力量的持久屬性，如速度、航程、靈活性和精確度等。
空軍正評估其在改變游戲規(guī)則的技術(shù)和概念方面的投資，目前已確定了四項(xiàng)改變游戲規(guī)則的技術(shù)：①高超聲速，繼續(xù)聯(lián)合DARPA和國家航空航天局開展高超聲速吸氣式武器概念和戰(zhàn)術(shù)助推滑翔兩個項(xiàng)目的飛行演示，并建立全國性網(wǎng)絡(luò)推動高超聲速能力的部署。②定向能，包括高功率微波和高能激光技術(shù)。空軍制定了定向能武器飛行計(jì)劃，正進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)和樣機(jī)設(shè)計(jì)工作，以將技術(shù)從科技轉(zhuǎn)化為作戰(zhàn)能力。最初的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用包括前沿基地防御、飛機(jī)自我保護(hù)和精確打擊。③自主化，將人工智能用于作戰(zhàn)系統(tǒng)中，開發(fā)人機(jī)編組、機(jī)器學(xué)習(xí)決策輔助、量子計(jì)算等技術(shù)，提高空軍的人員安全、作戰(zhàn)效率、多系統(tǒng)協(xié)作和指控能力。④無人機(jī)系統(tǒng)，整合數(shù)字工程、數(shù)字化設(shè)計(jì)和構(gòu)建、先進(jìn)制造等技術(shù)，支撐新一代無人機(jī)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)低成本、短壽命無人機(jī)的快速設(shè)計(jì)、制造和部署。
空軍還投資基礎(chǔ)性技術(shù)，既支持改變游戲規(guī)則能力的發(fā)展，也支持常規(guī)能力的發(fā)展。這些技術(shù)包括：①基礎(chǔ)研究，建立和加強(qiáng)與大學(xué)、政府和行業(yè)伙伴的關(guān)系，并同世界各地的大學(xué)和研究中心合作，開展廣泛科學(xué)學(xué)科研究。②網(wǎng)絡(luò)，確保跨領(lǐng)域通信的可靠，應(yīng)對頻譜擁塞和干擾威脅，通過動態(tài)頻譜接入保持或增加可用帶寬，利用虛擬化和云技術(shù)的進(jìn)步提高網(wǎng)絡(luò)彈性，提高競爭和拒入環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢感知能力。③可靠通信，重點(diǎn)關(guān)注核環(huán)境下的可生存機(jī)載通信，利用新光譜、增強(qiáng)型超視距通信、建模和仿真、網(wǎng)絡(luò)管理和態(tài)勢感知等技術(shù)。④太空，投資陸基光學(xué)空間態(tài)勢感知系統(tǒng)，以更全面地了解太空運(yùn)行環(huán)境；進(jìn)行飛行試驗(yàn)，發(fā)展增強(qiáng)的太空系統(tǒng)異常解決能力、地球同步軌道平臺空間態(tài)勢感知能力和潛在GPS增強(qiáng)技術(shù)；發(fā)展先進(jìn)的電力和化學(xué)推進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效、低推力日常運(yùn)作，并在需要快速機(jī)動時提供高推力。⑤定位導(dǎo)航授時，提高軍用GPS接收機(jī)的穩(wěn)健性，開發(fā)GPS替代方案和新型甚低頻地面信標(biāo)定位導(dǎo)航技術(shù)。⑥納米技術(shù)，如利用納米級組件實(shí)現(xiàn)超小型、高含能彈藥，通過納米材料使電子元件免受高超聲速條件下的電磁威脅。⑦制造技術(shù)，推動下一代敏捷制造技術(shù)的發(fā)展，為空軍提供效率、成本和能力方面的優(yōu)勢。
同陸軍一樣，空軍也在加強(qiáng)人才隊(duì)伍和技術(shù)設(shè)施的建設(shè)。為維持靈活的理工科人才隊(duì)伍，空軍主要從兩個方面開展工作：一是吸引和激勵人才，包括實(shí)施理工科人才拓展計(jì)劃、組織高中生工程設(shè)計(jì)競賽、資助網(wǎng)絡(luò)和電子戰(zhàn)預(yù)備軍官訓(xùn)練團(tuán)；二是招聘、保留和發(fā)展人才，利用國會特別授權(quán)建立更靈活的人事制度，包括加快招聘進(jìn)程、直接聘用本科學(xué)位人才、建立基于績效的薪資制度、提供升職機(jī)會和自愿退休獎勵等。在技術(shù)設(shè)施方面，空軍新建了一些旨在提高研究效率和能力的大型設(shè)施，如航天器部件開發(fā)實(shí)驗(yàn)室、先進(jìn)彈藥技術(shù)綜合體；在國會小型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目授權(quán)的支持下，空軍正資助多個項(xiàng)目，如超短脈沖激光實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、導(dǎo)彈評估中心升級等。（作者單位：中國船舶重工集團(tuán)公司第七一四所）
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