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经济学人:人工智能已经预测了俄乌战争的胜负

俄乌战争不仅带动了另一轮武器和军备研发,还将人工智能越来越多应用到战争上。据经济学人的报道,全世界不少商业和军事部门,正在研发和应用军事预测软件,来预测战争胜负。这在乌克兰、台湾海峡和其他紧张局势的地方大有用途。

战争是复杂的,而且,正如那些发动战争的人经常发现的那样,战争是不可预测的。因此,任何承诺减少这种不可预测性的东西,都有可能吸引人们的兴趣和资金。加之现代计算机吸收和处理前所未有的数据的能力,以及乌克兰和俄罗斯之间目前正在进行的这种实时的、产生数据的战争,更不用说台湾海峡两岸的高度紧张局势,你可能会认为,试图预测战争冲突结果的业务正在进入超速发展。的确如此。

一个专门用于此目的的软件是主要战斗行动统计模型,即MSOSM,由位于加利福尼亚州蒙特雷的海军研究生院的工程师开发。当输入有关俄罗斯在2月24日开始的夺取基辅和征服乌克兰的初步行动的信息时,这个模型预测,在1到7的数值范围内,进攻方和防御方的“行动成功”分数分别为2和5。

mikemacmarketing, CC BY 2.0 via Wikimedia Commons

这几乎是正确的。3月25日,俄罗斯军队放弃了夺取基辅的想法,并将其目标缩小到乌克兰的东部和南部,标志着被视为战争第一阶段的结束。MSOSM的预测也不是偶然的。创建这个软件的乔恩·查内基说,在掌握专业知识的用户手中,它的预测十有七八是正确的。

关键时刻

运行一个MSOSM预测需要用户估计30个数值。这些数值涵盖了诸如每个交战方的训练、火力、机动性、后勤、侦察、决策以及行动顺序和同步能力的水平和预期重要性。这需要敏锐的判断力,因为这些东西的价值往往是事先不知道的,或者是计算错误的。

例如,1940年5月崩溃的法国军队,事先被广泛认为是欧洲最优秀的军队之一,就像俄罗斯的武装部队被认为自2008年以来进行了彻底的改革。然而,在加入海军研究生院之前曾是美国军队上校的查尔内茨基,给俄罗斯的决策能力打了一个令人沮丧的“1”分。这充分反映了克里姆林宫试图模仿美国的震慑战术,从多个方向迅速攻入基辅的不切实际的野心。  

其他模式也有。Roger Smith of in[3],这是佛罗里达州奥兰多的一家咨询公司,这个为军事预测模型的开发者提供咨询的创始人,曾经是美国军队模拟办公室的首席技术员,也在奥兰多。他估计,其团队目前正在开发或升级大约100个大大小小的预测模型。

一些模型,如MSOSM,是确定性的,意味着相同的输入总是产生相同的预测。其他则是概率性的。试想一下,比如说,在黄昏时分对一个600米既在行走又穿着防弹衣的目标进行射击,由一个疲惫不堪、训练不佳的狙击手扣动扳机。为了对这样的事件进行建模,开发人员要估计有关的射击会失误、受伤或死亡的可能性,以百分比表示。这通常涉及到研究过去的战斗,审查射击范围的数据,并考虑到相关装备的规格。

概率模型的一个很好的例子是Brawler,这是弗吉尼亚州赫恩登的一家国防公司ManTech生产的空战模拟器,被美国海军和空军使用。Brawler对战机性能的硬件工程数据进行分析,包括它们的众多子系统,以及诸如地面雷达和导弹电池的能力。在模拟过程中,这些硬件的虚拟代表可以由人或软件本身来控制。多次运行软件会产生各种结果的概率。某些规避动作会使一架F-16飞机躲避俄罗斯S·400导弹的机会增加多少?高度的影响呢?雨水的影响?干扰条或其他反措施的影响?

Press Office of the President of Ukraine, CC BY 4.0  via Wikimedia Commons

模拟每一颗子弹的飞行路线

模拟所有这些东西的物理学已经足够令人生畏。但是,Brawler还包括声称能接近心理和文化因素的算法。凯伦·柴尔德斯是美国空军的一名退役上尉,现在ManTech工作,她负责更新Brawler,她将这部分工作描述为“详尽的飞行员大脑建模”。

以战机上的Iff(用来识别朋友或敌人)应答器为例,Brawler对iff信号的传播以及它们对飞行员注意力的召唤如何分散或减缓反应时间进行了建模。在这方面,飞行员在某一时刻的整体认知负荷很重要。柴尔德斯说,每个模拟飞行员的技能水平也很重要。除此之外,Brawler的用户还可以为每个飞行员的社会政治背景输入数值。这需要一些分析信念的飞跃。来自民主国家的飞行员被认为,比那些来自不鼓励个人主动性的独裁政权的飞行员更有创造力。

Brawler模拟通常在不超过20架飞机的情况下运行,但如果需要,这个模型可以处理三倍的数量。此软件完整版的分发受到严格限制,英国国防部是唯一已知的外国接受者。然而,ManTech公司确实出售一个名为Cobra的版本,其中的机密算法已被删除。韩国和台湾都获得了这个版本。

奥兰多的另一家公司Bohemia Interactive Simulations(Bisim)正在开发一个更大的概率模型“先锋”,这家公司于3月被英国武器巨头Bae Systems收购。Bae公司的模拟主管彼得·姜可称这个有400多名开发人员参与的模型为“国防元空间”。美国海军陆战队希望在明年年底获得交付。

与商业元空间一样,“先锋”需要强大的计算能力并在云服务器上运行。它可以模拟世界上数量惊人的实体的行动和命运。这些实体包括从士兵、坦克、船舶和飞机到建筑物、汽车、移动电话塔、山丘、植被、武器,甚至每一发弹药。对于具有特殊军事意义的地区,先锋公司的地形数据包括细节,如间谍飞机和卫星记录的特定树木的位置。  

“先锋”系统还采用了实时气象数据。如果一辆进入田野的坦克会因此而陷入泥沼,先锋公司就让它这样做。它还能在虚拟战斗展开时 “改变”地形。如果炮火封锁了一条街道,先锋公司会适当地改变交通路线。据前Bisim公司负责人、现在负责商业运营的皮特·莫里森说,先锋公司模拟了“每一颗子弹的飞行路线,包括跳弹”。它还考虑到战斗部队的训练、疲劳程度和“理论”(来自军事手册和情报评估的原则,指导军队的行动)。莫里森说,对部队穿越一段敌方领土的情况进行几百次模拟,得出的伤亡估计,会教你在不流血的情况下如何做的更好。   

另一个概率软件包是高级联合效力模型Ajem。美国国防部雇佣了大约600人来操作它。用户首先用飞机、车辆或船只的工程规格加载这个软件。如果制造商的文件都可用,这可以在不到一个月的时间内完成。否则,它可能需要一年时间。马里兰州美国陆军作战能力发展指挥分析中心的Ajem经理玛丽安·昆克尔说,用户然后使用不同射弹的速度和质量的 “杀伤表格”来运行“穿越目标的射击线”。

U.S. Air Force photo by Senior Airman Kayla Newman, Public domain, via Wikimedia Commons

这使Ajem能够算出与假设攻击有关的概率。如果300枚迫击炮弹射向4公里外,以特定速度编队移动的20多辆布雷德利战车,Ajem将计算出损害类型的概率数字。这些范围从“灾难性杀伤”到“丧失机动性、通信和射击能力”。这些估计对于那些希望在硬件中设计出更大的生存能力,和在弹头中设计出更大的杀伤力的武器公司来说也是有用的。

把所有联系在一起

模拟软件公司Dac的模拟主管阿什利·邦博伊说,下一步是将不同的模型连接在一起。Bomboy的团队计划安排更大的模拟器“无需中断,就可在需要时”接入Ajem,以提高保真度。Darpa是美国国防部的研究机构之一,它希望通过使用自然语言处理来梳理来自智囊团、商业媒体和国防部本身的数十万份报告的文本,寻找人类读者可能会错过的相关性来实现这一目标。

因果探索,或称CausX,正如这个软件被称为的那样,还没有准备好进行全面部署。但据这个计划的经理约书亚·埃利奥特说,它已经产生了“惊喜时刻”。正如他所说,它提取了“真正丰富和相互关联的行为”,其中包括经济活动、公众情绪、犯罪以及与战争和和平有关的政治决定。一个目标是找到对俄罗斯的制裁和网络攻击之间的联系。当全面开发时,CausX将被纳入国防部用来准备军事行动的一套名为联合规划服务的软件。

这一切对乌克兰意味着什么是另一回事。基辅的一位不愿透露姓名的上校感叹道,对美国先进的预测模型的要求并没有产生什么结果。他说,这样的软件将帮助乌克兰去计划战斗任务。至于美国预报员对这场战争的了解,大多数人都保持缄默。但位于堪萨斯州莱文沃思堡的陆军研究和分析中心主任帕梅拉·布莱钦格指出,乌克兰强烈的战斗意志在其军事成就中发挥的作用,比她的大约290名预测人员的团队所预期的要大。

他们使用的模型包括CombatXXI(用于旅级交战)和高级作战模拟(当有更多部队参与时)。两者都不是专门为预测战斗意志而设计的。但美国智囊团兰德公司开发的软件确实专注于此。

Gerben van Es/Ministerie van Defensie, CC0, via Wikimedia Commons

兰德公司的研究人员已经确定了一份影响战斗意志的因素清单。这些因素包括显而易见的,如士兵的饮食、睡眠和装备的质量,也包括更微妙的事情,如他或她战斗的原因,正在发生的恐怖事件,以及敌人是否拥有打击士气的空中优势,或化学或燃烧性武器。战场上的成功往往会提高士气,这是战斗意志的一个组成部分,通常会提高射击水平。但这种好处会随着时间的推移而消失。更广泛地说,军队的战斗意志会因腐败、失业、生活成本上升和政治分化而被削弱。

人类不是终结者

兰德开发的方程用来描述近似于这些因素与部队战斗意志之间的关联,已被纳入国防部的战斗模拟器,称为Onesaf和Iwars。兰德公司的统计学家亨利·哈格罗夫说,如果没有这些升级,这些模拟器会认为士兵是无畏的自动装置。他认为,如果不考虑战斗意志,结果就会出现偏差,因为“人类不是终结者”。

运行这种预测会很刺激。正如弗吉尼亚州海军分析中心的资深建模师安德鲁·伊拉钦斯基所说,“你坐在后面,看着系统自己做事”,因为行为模式出现了。不过,需要注意的是,惊喜是常见的。对人类心理和军事知识进行数字评分,往好了说是主观的,往坏了说是异想天开的。正如一句老话所说,所有的模型都是错的,但有些是有用的。

考虑到这一点,《经济学人》杂志要求查尔内茨基使用MCOSM来预测俄乌战争,目前以火炮为主的第二阶段的结果。他确定了新的变量反映俄罗斯军队在信息处理、作战顺序和军事判断等方面的改进。他评估说,乌克兰一直保持着一些质量上的优势,但这些优势已经缩小了。而乌克兰的武器装备仍然明显处于劣势。查尔内茨基输入了数据,并让模型运行起来。它预测俄罗斯和乌克兰的 “作战成功”得分都是5分。换句话说,这是一个折磨人的僵局。