近年来，世界见证了巨大而持续的技术发展，其中一些已经极大地改变了我们的生活。然而，与第一次世界大战和第二次世界大战后的情况不同，最近的技术激增令人震惊，这些发展通常起源于非军事世界。这种技术发展迫使私营公司适应新出现的条件，否则它们将面临消失的风险。在这种竞争环境中，主要驱动因素是颠覆性技术，这一术语由 Joseph L. Bower 和 Clayton M. Christensen 于 1995 年创造。[1]当然，并不是这个词的发明加速了技术发展，然而，这种现象改变了私营商业部门采用创新思维的方式。另一方面，这种变化导致了国防工业的转变，转向一种新的范式，在这种范式中，来自商业领域的颠覆性创新削弱了对技术驱动能力发展的重视。

因此，这种技术进步也导致了一个非常复杂的战略环境，因为流氓国家以及非国家行为者有能力获得可能不对称地影响常规战争性质的能力。随着全球信息的可用性和流动性的不断提高，现在预测全球威胁和机遇将如何演变变得越来越具有挑战性。因此，拥有共同民主价值观的国家应该找到应对各种挑战的办法。一般来说，大多数技术军事创新都被现代军队用来提高他们的进攻能力。然而，我们也必须考虑硬币的另一面，即防御能力。这种多样化的挑战也需要稳健、适应性强和最新的防御思维。虽然颠覆性技术创新为多维威胁和对手带来了优势，但与此同时，它们也为国防规划者提供了广泛的未来军事可能性。通过这篇文章，我们将看看一些可能的颠覆性技术应用，这些应用可能会改变防空和导弹防御的传统思维。

北约对综合防空和导弹防御（IAMD）的定义如下：“北约IAMD是联盟联合空中力量的防御部分，旨在通过协调、控制和利用空中域来确保北约领空的稳定和安全。它包括一切措施，以威慑和防御任何空中和导弹威胁，或消除或削弱敌对空中行动的效力。[2]同样，美国联合学说 1-02 指出，IAMD 是能力和重叠行动的整合，以保卫他们的国家及其利益，保护他们的部队并否定对手从他们的空中和导弹能力造成不利影响的能力。[3]这些定义仅仅意味着防空和导弹防御（AMD）通过击败或减轻敌人的空中和导弹攻击来帮助赢得战争。

传统的IAMD简要包括主动防御（拦截喷气目标和导弹的手段）和被动防御（如使用掩护、隐蔽和伪装、保护掩护和欺骗）措施。指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）也是其中的重要组成部分。这些原则的灌输可以追溯到 1996 年，美国吸取了历史上的 AMD 教训，并增加了命令和控制，将其全部捆绑在一个被称为“IAMD 四大支柱”的教义概念中：被动防御（在攻击中幸存下来）、主动防御（中和攻击）、C4I（检测并响应攻击）和攻击操作（阻止攻击）。[4]尽管“四支柱概念”不再是美国学说的正式组成部分，但它对于理解IAMD的基本原理仍然有效且至关重要。

直接来说，在典型的主动防空场景中，威胁是由地面防空系统和防空飞机处理的。地面防御系统通常以提供分层防御的方式放置，因此提供冗余。吸气防御平台是填补空白的补充，并协助地面系统，特别是在这些系统被电子战和诱饵饱和的情况下。

在导弹防御场景中，情况略有不同和复杂。当导弹发射时，它最初会被带有红外传感器的卫星探测到。然而，来自卫星的这种初步警告并没有为武器系统提供必要和准确的信息。在这种情况下，弹道导弹跟踪雷达开始发挥作用。然后，该雷达捕获目标并将必要的信息传递给地面拦截器系统。这些系统通过雷达跟踪目标导弹，并发射拦截器（导弹）进行“命中杀伤”破坏。[5]

上述方法是拦截来袭的飞机或导弹的昂贵且危险的方法。还有其他有效的 IAMD 方法，例如被动、非动能、C4I 和左侧发射[6][7]选项。这些选项对于具有成本效益的 IAMD 解决方案至关重要，因为很明显，IAMD 的首要责任应该是通过说服对手攻击是徒劳的来威慑他们，然后首先通过“杀死弓箭手”而不是击落或吸收他的箭来阻止攻击。如果威慑和预防失败，联合 IAMD 将融合主动和被动防御，以减轻攻击并在攻击中幸存下来。[8]然而，当涉及到弹道导弹或巡航导弹的蜂群攻击时，大多数主动防御系统都达不到要求。此外，当我们想到能够发射带有核弹头的弹道导弹的潜艇时，很容易意识到IAMD的挑战有多么严重。

国防公司正在努力工作，并试图实施一些颠覆性技术来应对这些挑战。与当今国防工业没有引领尖端技术发展的印象相反，在许多领域中，这种颠覆性技术得到了成功实施。其中一些领域是机器人和自主无人系统、高超音速、新型海底系统、隐形超材料、定向能武器、信息和大数据分析、增材制造、3D打印和网络能力。

定向能武器根本不是国防工业的新发展。例如，美国正在开发一种天基中性粒子束，这是一个起源于 1980 年代的定向能项目，旨在使用中性粒子以足够的能量轰炸来袭目标，以破坏、丧失能力或杀死威胁。[9]说起来容易做起来难，挑战始终是如何在高速目标（例如弹道导弹）的正确位置上提供足够的能量。由于弹道导弹在导弹的助推阶段最容易受到攻击，当所有弹头仍在助推火箭上时，而且助推导弹突出的红外特征使探测和跟踪变得简单，而且导弹还没有完全跟上速度，因此首次创新出现机载激光器（ABL）也就不足为奇了。尽管2011年美军首个ABL项目波音YAL-1飞机被取消，但美国导弹防御局（MDA）仍在努力在高空无人机上部署更强大的激光器。

图 1 - 波音 YAL-1 飞机的图像，该飞机于 2011 年取消

不过，高能 （H-E） 激光器的问题是;他们还不够强大。如果可以开发 0.5-1 MW 功率范围内的激光器，那么多种武器应用将成为可能。如上所述，目前，美国MDA正在开发越来越强大的H-E激光器，这些激光器能够部署在无人机和其他高达100 kW激光器的平台上。[10]该计划是将 H-E 激光系统的功率提高到 50-300 kW，随着时间的推移最终达到 500 kW。[11]DARPA的高能液体激光区域防御系统（HELLADS）计划正在开发一种150-kW H-E激光武器系统，其重量目标小于5 kg / kW，约合750 kg。这一发展将使无人机能够携带HELLADS，从而将交战范围大大增加到数百英里。将这个数字从 150 kW 扩大到 1 MW 的功率水平，接近洲际弹道导弹的致死水平，将需要大约 5000 公斤的激光器，这对于大型无人机来说是可行的。[12]

图 2：具有可扩展输出的 100 kW 级高能激光器（由 General Atomics 提供）

另一方面，中国已经部署了一种车载激光武器，即2018年在珠海航展上展示的LW-30防空系统。根据 Army-Recognition 的说法，LW-30 发射了 30 千瓦的激光器，能够在最远 25 公里的距离内拦截无人机和轻型飞机。[13]此外，中国的反卫星（ASAT）计划已经发展了几十年，根据五角大楼国防情报局（DIA）披露的一份报告，预计到2020年，中国军方将部署一种能够摧毁或损坏低地球轨道卫星的激光武器。[14]

许多其他国家正在研究 H-E 激光器，因为过去几年固态激光器的进步增加了实际武器应用的前景。H-E激光器将提供实现低成本、光速多次射击的潜力，从而增加摧毁导弹的可能性。最近的地区冲突向我们表明，无人机，尤其是武装无人机，将在未来的战争中发挥关键作用。出于这个原因，HE激光器将是应对此类威胁的最有效防御选择之一。

图3-lW-30在2018年珠海航展上亮相的形象

自第一颗卫星被送入太空以来，已经过去了近60年。当时，这些卫星提供的图像分辨率低，大多不对公众开放。如今，由于私营实体拥有的卫星数量众多，即使是小公司也可以提供高质量的卫星图像。不包括越来越多的重量小于50公斤的卫星，预计到2026年将发射600多颗观测卫星。[15]现在，在轨的大量卫星确保了360度的极对极覆盖，并允许地球上的一些点现在获得几乎连续的覆盖。除了更高的可用性和更低的成本外，传感器技术的这些进步，加上大数据分析、小型卫星和无人机技术、改进的卫星间协调以及其他相关技术，推动了对感兴趣的战略目标保持持续监测能力的前景。[16]

当我们考虑到及时情报的重要性时，拥有这种持续的覆盖将为AMD部队带来显着的优势。虽然这种能力对基于发射井的洲际弹道导弹、弹道导弹潜艇（SSBN）基地和战略轰炸机的兴趣有限，但它可以为建立更强大的能力提供基础，以保持对移动洲际弹道导弹发射器的跟踪，即使它们从基地冲走。此外，技术的出现使得通常较小的车辆群能够协同工作，以寻找目标，这有可能改变甚至破坏潜艇行动，包括弹道导弹核潜艇。[17]

导弹防御的一个重要方面是预警。不久前，我们目睹了在2020年1月8日伊朗弹道导弹袭击后，及时的情报如何帮助驻伊拉克美军没有人员伤亡。美国拥有庞大的雷达和卫星网络，专门用于跟踪全球的导弹发射，这在那天晚上效果很好。然而，这些预警系统是有帮助的，特别是在发射之后。为了在危机时刻改变国防力量的态势水平，军事领导人需要指示和警告，卫星和其他情报来源提供了这样的指示。在低成本的持续传感能力的帮助下，应该有可能在短期内的某个时候持续监测移动洲际弹道导弹和对手在弹道导弹发射前的准备工作。这种持续的监视能力，加上进攻力量，将能够对移动洲际弹道导弹进行进攻性打击，特别是考虑到当部署在驻军之外时，机动洲际弹道导弹比基于发射井的洲际弹道导弹更容易打击。[18]

由于人工智能 （AI） 已成为我们时代的现实，并将作为未来军事行动的力量倍增器，因此它也引起了国防机构的广泛关注。在人工智能、机器学习和大数据分析的帮助下，可以以更低的成本以更高的效率和速度进行分析。根据分析师的预测，到2020年，全球每年将产生44万亿吉字节的数据，年增长率接近60%。[19]同样，卫星、无人机和其他情报传感器每天都在收集数 TB 的数据。我们在上面提到，当涉及到在短时间内做出决定时，及时的情报是多么重要。因此，将人工智能引入智能过程将影响分析的速度。例如，光电变化检测 （EOCD） 软件是第一个处理全色图像的全自动处理功能，可产生可靠的检测、突出显示变化并识别二阶和三阶指标。因此，分析人员正在节省时间，并捕获那些在手动过程中工作的人类分析人员甚至可能没有注意到的变化。将这种能力与持续监视能力相结合，扩大到探测已部署的携带洲际弹道导弹的笨重运输-竖立-发射器，是一个明显的潜在应用。其中一家公司是一家深度学习公司，专门使用大数据分析来审查大量卫星和航空图像，以根据图像中的微妙线索选择孤立的物体，其中一些很小。[20]

人工智能对国防组织具有重要意义。人工智能技术本身的影响是一方面的。另一方面，人工智能与与进攻性军事行动相关的其他技术发展（如水下无人机、空中无人机、移动导弹发射器位置、反潜战、反C3I和群体战术的发展）的结合。尽管反潜战似乎与IAMD关系不大，但当我们想到潜艇发出的导弹威胁时，它们始终是国防规划者的一大关注点。因此，水下机器人设备（无人水下航行器或UUV），如美国国防高级研究计划局（DARPA）的“海上猎人”，可以执行与反潜战和水雷战相关的搜索功能。[21]在人工智能的帮助下，这种机器人技术将具有更具体的功能，并具有充当网络或“群体”的能力。

图 4：EOCD 软件的光栅图像突出显示了里约热内卢机场的变化。车辆和飞机到达（蓝色）和离开（红色）很容易识别。（图片由Observera提供）

一些人认为，网络战和网络安全还不是颠覆性技术。然而，考虑到现代军队已经极度依赖在战场上移动大量数据作为作战的常规部分，因此不可能低估网络攻击的风险以及此类攻击的破坏性。网络攻击具有关闭进攻和防御系统的潜力和能力。此外，鉴于网络攻击很难归咎于特定的国家、团体或个人，它们是对手选择的可行武器。被攻击方几乎没有什么证据可以用来确定归因，而且对网络攻击的指挥者来说，政治后果似乎有限。[22]这就是为什么一些国家已经建立或考虑在其军事组织内建立一个独立的网络指挥结构。

IAMD 尤其是 BMD，严重依赖于复杂的 C4I 结构，因为不仅决策所需的时间相对较短，而且此类结构对于高度复杂的技术、数据链、传感器和拦截器之间的有效战斗管理至关重要。众所周知，攻击者网络能力的首要目标之一就是这种战斗管理结构。因此，保持强大的防御能力取决于阻止此类攻击，如果不能实现，则减轻后果。

如前所述，“发射左侧”定义了一种基于先发制人的“打击”的战略，该战略使用新的非动能技术在核弹道导弹发射之前击败它们的威胁。因此，网络能力可以很容易地被视为一种中和对手的发射左非动能选项，从而提供了AMD的绝佳手段。这些选择尤为关键，因为当我们考虑到大量的威胁与有限的拦截能力时，即使对于最先进的军队来说，仅使用动能防御系统来对抗大量齐射导弹攻击也几乎是不可能的。简而言之，网络技术可能还不是颠覆性技术。然而，网络能力，加上人工智能、大数据分析和机器人技术，无疑将是一个颠覆性的特征。

多年来，国防工业一直是技术进步的推动力。尽管如此，私营非军事公司现在正在引领尖端技术。在过去30-40年中，世界已经见证了已经令人难以置信的技术创新水平，这似乎可能会继续加速前进，私营部门将发挥主导作用。加速技术变革不仅仅是科幻小说中的内容，也不仅仅是降级到技术社区。它正日益影响着全球文明的方方面面。同时，它使新的战争模式和敌对行为工具成为可能，这也对未来的安全环境产生不同的影响。

只有通过维护强大、通用和最新的防御机制，才能应对来自未来安全环境的威胁。IAMD过去是，现在始终是这一机制的关键因素。在颠覆性技术的时代，国防组织和社区不再有等待 10 到 15 年并在单一国防项目上花费大量资金的奢侈。相反，他们应该追求具有现实成本、进度和性能参数的项目。他们可以利用这些技术改进，实现 IAMD 架构，该架构将经济实惠的创新能力改进纳入 IAMD 的所有四大支柱（主动、被动、C4I 和攻击操作）。毫无疑问，颠覆性技术将促进IAMD的各个方面，尤其是非动能行动，因为它们有可能将敌人在复杂程度上的进步转化为脆弱性，并且相对于动能选项而言，成本大大降低。

上述一些技术有可能改变IAMD领域的传统思维方式，但还不够成熟。这是真的。但是，如果有可能超过一定的技术门槛，此外，考虑到其中一些技术的结合，在几年内，防御机制可能会与今天有所不同。