摘要：2023年4月，美国战略与国际研究中心（CSIS）发布报告《赢得下一次战争的七项关键技术》（Seven Critical Technologies for Winning the Next War）详细介绍了该机构确定的、最有可能在未来十年对美国及其盟友在各种冲突中取得成功产生重大影响的七项技术。报告认为，由于生物工程技术、安全冗余通信网络技术和量子技术等三项关键技术目前的商用发展动力不足或发展方向不适合美国政府需求，美国政府应该在这三项技术上进行“冲刺”。这一“冲刺”应包括与行业、投资和创新方法合作进行强有力的研究，以使这些技术快速投入应用。此外，美国政府应在以下四个技术领域“跟进”商用的发展步伐：天基传感器、小型长续航电池、机器人技术以及人工智能/机器学习技术（AI/ML）。在这些技术领域，私人投资强劲，因此鼓励商用技术的发展将创造有效的军民两用产品。本文节选了报告的部分，对报告中列出的七项技术及其具体应用进行了详细介绍。

关键词：美国，CSIS，人工智能，传感器，关键技术

CSIS的研究人员通过访谈、对竞争要素的研究及多次测试，列出了以下七项关键技术。虽然它们不按重要性排序，但前三项是“冲刺”技术，政府应该有意图、紧迫地推动其发展。其余四项是“跟进”技术，政府可以在这些技术领域鼓励以私营企业为主导的发展。这些技术对于在各种冲突中取得成功至关重要：

这些技术的组合往往比它们各自能力的简单相加更强大。例如，人工智能/机器学习与生物工程相结合可以创造根本性突破：发现新的生物化合物；空间技术和量子传感相结合可以彻底改变情报工作。因此，CSIS在其报告中重点介绍了每项技术的具体应用。为了解释每项技术在国防和情报领域的适用范围，研究人员将这些技术的用例分为三类：

基础技术

1.人工智能/机器学习

人工智能/机器学习既是基础技术，也是战略技术和战术技术。该技术将加速国家安全机构大部分核心功能的运作。在基础层面，AI/ML处理大数据集并通过噪声关注信号的能力可以帮助决策者了解复杂的趋势，并支持作战人员管理包括自动驾驶汽车在内的全域战场。虽然AI/ML有可能取得惊人的发展，但该技术应通过道德检查和评估，适当放慢发展速度。算法反映了其训练数据中包含的偏见和问题，ChatGPT的广泛测试表明，人工智能系统可以制造信息并将其作为事实呈现。在国防部或情报界将AI/ML用于国家安全任务之前，需要对人工智能/机器学习系统进行广泛的测试和评估。

2.量子技术

量子计算曾经是遥不可及的理论，现在似乎已经触手可及。量子专家预测，一台有用且达到实用规模的量子计算机将在未来十年内投入商业使用，其计算能力远超当今的超级计算机或高性能计算机，量子技术的其他用途可能很快会呈现。尤其是量子传感，这将是情报工作的基础。下一代传感器可以检测轻微的水下压力变化和微小的大气变化，并为雷达通信提供高精度GPS和信号接收。量子计算的加密方式优于现在我们正在使用的加密方式，并允许用户读取历史有用信息。量子密钥分发和量子网络可以为通信提供额外的安全性。对于任何能够在通信所有者不知情的情况下实现量子解密的人来说，都将具有显著的先发优势。最快实现量子传感的一方在隐藏和发现低烈度冲突中也具有优势。

3.生物工程

生物工程将改变制造业、医疗业，甚至可能改变军工行业。在未来的其他应用中，以下可能为军事和情报界提供颠覆性能力：

• 生物工程可用于制造高能材料，如*药炸**、增塑剂和粘合剂。
• 新的合成生物化合物可研发更强的聚合物，用于更有效的防护装备，如高温复合材料、耐火材料、涂层、纤维、织物、粘合剂和盔甲。
• 编辑细菌基因组可以将它们转化为制造药物和燃料的微观工厂，可以缓解供应链对分散力量的需求。
• 在极端情况下，生物工程可以制造复杂的*器武**、追踪个人标记物或一系列物质的检测设备。可编程疫苗可能是对抗定制和新型生物*器武**的关键，而追踪生物*器武**来源的新科学方法对于威慑和攻击应对的有效政策至关重要。

战略技术

1.人工智能/机器学习

有效的AI/ML能够以更快的速度为决策者提供更好的信息，并以更高的效率实施决策，从而取得战略优势。它还将彻底改变通信：人工智能翻译和信息制作将使外交人员和官员能够用任何语言与世界上的任何人交流。

自然语言处理的进步将加快情报工作的速度，帮助分析人员对大量文本进行分类，并绘制人脑可能没有注意到的联系。人工智能/机器学习将能够审查数兆字节的数据，并提示额外的收集或人工审查。这种数据预筛选将加快向决策者提供关键指示和警告的速度，然后决策者可以更快地做出决策。

AI/ML的提示功能还将帮助情报收集人员更快、更准确地决定如何指导进一步的情报收集，帮助将宝贵的情报收集装备集中在最有成效的目标上。例如，一架远程监视无人机试图通过在飞行中不通信来增强隐身性，它可能会在飞机上安装一个程序，指示它“识别”一枚移动导弹，然后跟踪该导弹系统，如果该系统似乎偏离了“正常”的运动，飞机会向基地发出信号。在敌对行动活跃的情况下，如果政策评估发现该计划完全准确，那么该无人机可以被编程为巡飞弹，或者在最后准备工作进行时作为携带编程*器武**的打击平台。

2.天基传感器和通信

灵敏度的进步将允许在卫星上放置一套传感器。某些传感器需要安装在空中平台上以获得图像或其他逼真数据，其作用会随着距离的增加而突显出来。如果在轨处理可以减少传输到地面站的数据量，该传感器将更有效发挥其作用。一些人能够在地球同步轨道上安装传感器以提供有用的信息。同样，天基通信的进步，包括小型卫星集群以及广泛分部或移动的安全下行链路，将有助于建立一个有韧性的通信网络。

美国政府正在采取措施获取更多的天基传感器和数据。美国国家侦察局（National Reconnaissance Office）正在投资由政府和商业设备收集的太空高光谱图像。该机构于2019年向一家公司授予了一份研究合同，以探索通过天基设备收集详细高光谱数据的方法。该公司计划在2023年发射第一颗卫星，并声称该卫星将能够收集104个光谱波段的高光谱数据。

私营企业正在使用太空设备为其提供通信能力。如果行业合作伙伴不同意政府的行动，这一行为既会带来机遇，也会带来潜在的挑战。一家公司在2023年发射卫星，旨在为网络服务不足的地区提供快速、实惠的互联网服务。另一家公司宣布了“政府实体安全卫星网络”计划，重点是提供经处理的地球观测数据，确保卫星间激光链路实现全球通信安全，以及提供可以支持客户有效载荷任务的卫星巴士。

3.安全、冗余通信

安全的通信对现代*队军**的作战方式至关重要。联合作战需要沟通和协调；各国已经开始依赖于战场实时侦查和实时情报传递。将信息从传感器传输到*器武**平台的通信网络能有效发挥其作用，高端传感器套件和实时瞄准数据才能体现其价值。乌克兰通过瞄准通信特征来追捕俄罗斯指挥部队的战术表明，固定通信是一个诱人的目标。低特征通信能力对部队的生存能力至关重要。下一代网络将通过自我修复网格来创造韧性。如果一个或多个节点处于脱机状态，则信号将通过网格寻找新的连接节点。

创建安全、冗余的通信将涉及多个技术层，而这些技术层将根据具体情况而变化。此外，冗余将是卫星和地面能力的结合，真正有效的通信系统将是安全和无缝的。但仍需考虑加密、抵御网络攻击和物理破坏的能力以及与盟友的互操作性。

战术技术

1.人工智能/机器学习

人工智能/机器学习将发挥重要的战术作用。任何能够安全自动化并减轻指挥官认知工作的东西，都将为只有人类才能完成的任务留出更多时间。此外，支持AI/ML的训练和模拟模型将帮助作战人员预测战场的复杂性。

在未来的冲突中，人工智能/机器学习将具有以下战术应用：

• 支持AI/ML的系统能够减轻战场指挥官的大部分指挥和控制负担——他们可以派遣无人机群来收集信息，识别目标，并“决定”这些目标是否需要更多的调查，并标记优先项目，让指挥官有更多的时间专注于更紧迫的优先事项。
• 随着未来AI/ML的发展，嵌入人工智能的无人机蜂群可以被编程为识别接近的潜在敌对目标，并在接到命令时进行侦察和交战。无人机蜂群可能会遮挡视线，扰乱通信，甚至造成物理破坏。在更高级的水平上，无人机蜂群可以学习如何对目标进行优先级排序或分割以覆盖多个目标。
• 对于情报工作，AI/ML可以帮助无处不在的技术监视，这使得现代人类情报行动很难执行。算法可以根据该服务对反间谍人员、闭路电视摄像机和交通的生活模式的了解，开发出棘手的监视检测路线。AI还可以使用“深度伪造”技术为军事人员创建一个完善的表面身份，包括社交媒体档案、照片和视频以及通话记录。

2.机器人技术

军事人员在处理简易爆炸装置、运送燃料和执行侦察任务时，经常冒着生命危险。机器人和地面、水下或空中无人系统最终可以取代或协助他们执行这些任务，从而减少伤亡。机器人将在未来的冲突中扮演以下两个重要角色。

• *用军**机器人可以为大到军种，小到作战小队的单位提供后勤和维护支持。他们可以携带包括大容量电池在内的沉重货物，还可以从前线救出伤员，清除地雷，进行受灾现场搜救，实施战损评估。任何对士兵来说过于繁重或过于危险的工作都可能成为机器人的责任。
• 机器人技术也可以在加快*药弹**和其他设备的工业规模生产方面发挥作用。未来的大国冲突可能会消耗掉大量的精确制导*器武**，这将给工业基地带来沉重的负担，使其无法快速补充库存。在这种情况下，机器人可以协助制造、测试和仓库管理。

3.生物工程

生物工程可以在保持士兵健康方面发挥关键作用，但也可以用于进行监视、对个人或人群进行微观目标锁定，以及制造先进*器武**。

在其他用例中，生物工程还具有以下应用：

• 生物医学，包括生物工程，将越来越能提高士兵的作战表现，使他们能够保持活跃，例如，通过在高压力环境中最大限度地改善健康水平和提高警觉性，为可穿戴技术和人机团队搭建桥梁，甚至制造出可以密封伤口的*战野**敷料和绷带。私营企业为提高认知清晰度和降低睡眠需求而进行的大脑操控技术将直接用于进攻性和防御性的军事应用。
• 生物传感器可以在个人或群体层面上改变监视的游戏规则。DNA标记可以追踪一个人，而政府可以通过生物传感技术追踪一整个群体的健康情况。同样，生物传感器可以被定制来标记某些化学物质和其他类型的污染，还可用来标记复杂的特征，如辐射、声学和电磁。生物化合物可用于标记特定物品或个人，跟踪其进展或验证其身份。
• 生物工程的黑暗面可能导致某些人制造出复杂而致命的生物*器武**，这包括某些转基因病原体，人类对其没有天然免疫力，但是能通过疫苗注射获取对其的抵抗力。科学家还可能生产出破坏水或食物供应的特殊毒素。了解一个几乎不考虑人类生命的对手可能如何运用生物工程技术，这对包括检测和研制解药等防御措施来说至关重要。

4.高性能电池

电池的战术应用与商业应用一样多种多样，但将当今笨重的电池换成耐用、轻便和可重复使用的电池可能会在情报和战争中赢得关键优势。今天的*队军**无法在没有电力的情况下作战，但未来的战斗可能远离燃料来源。高性能电池主要有以下两个重要的应用：

• 从单兵通信包到战场无人机，再到长期驻留的海底运载工具，长续航电池将提供一切动力；这些电池可以借助波浪的运动充电或通过偶尔浮出水面收集太阳能充电。长续航电池也将有助于为小型卫星空间技术提供动力。
• 微型电池对于秘密监视和通信设备至关重要，这些设备有时被制作成日常用品。昆虫大小的微生物可以在不被注意的情况下渗透到敌对地区，或有助于搜索和救援。

近年来，对燃料的需求只增不减，士兵们背着可放入背包的小型无人侦察机，用笔记本电脑操作*器武**系统。远征军必须携带自己的燃料和电力，估计三天的任务需要30至50磅的电池。太平洋地区的冲突可能会涉及广泛的区域，需要很长的后勤补给线，这所承担的危险比伊拉克和阿富汗多得多。