李大光

1995年，美国哈佛商学院克里斯滕森提出“颠覆性技术”之后，这一“时髦”的概念经常出现在商业、军事等不同的学科领域，对国家竞争力、经济、安全，乃至国家关系等方面都产生重要影响。当今颠覆性技术作为前沿性高科技，其发展和应用对某个产业或某个行业可以起到颠覆性作用。因此，世界各国特别是科技和军事强国充分意识到了颠覆性技术的重要性，纷纷出台相应政策或成立专门机构积极推动颠覆性技术发展。

一、当今颠覆性技术飞速发展

颠覆性技术是指能够带来突发的或意料不到的效果的创新技术。一般认为，颠覆性技术颠覆了传统技术路线，对原有技术体系和应用系统产生颠覆性效果。颠覆性技术可在政治、经济、科技、军事、文化等方面产生诸多影响，发展颠覆性技术对实现国家科技创新跨越式发展具有重要战略意义。因此，越来越多国家重视并积极推进颠覆性技术发展，使得颠覆性技术得到较快的发展。

一是人工智能技术得到较快发展。人工智能系统是基于人脑的思维方式，具有全局意识，能感知自身以及周围现实和虚拟事物与信息。人机大战中“阿尔法狗”能像人类一样“自主学习”与思考，“理解”棋局的进展、设计出制胜策略，“冷冰冰”的机器具有了鲜活的思维性与“思考尊严”。“这一小步”反映的是人工智能从思想认知域与行动控制域双重维度，是智能技术对信息化、机械化的重大突破。智能化无人系统可自主交互，并可以自主攻击不属于其所在网络体系中的系统。如今，智能化无人系统主要应用包括工业机器人、手术机器人、外骨骼机器人、假肢机器人、服务机器人和家用机器人。而智能化军事系统已经或正在走向战场，如无人机、机器人等无人作战系统，它们正使信息化军队走向高级阶段——智能军队。智能化无人自主系统受到军事大国高度重视，将其视为争取未来优势的重要砝码。从掌握信息看，美国实施第三次“抵消战略”，从发展“颠覆性”技术来创设下一场战争的制胜规则。2016年6月，“阿尔法智能空战系统”在演练中击败了具有丰富作战经验的空军少校，其技术形态类似围棋系统的人机大战。当前，自主系统的关键支撑技术——机器人、人工智能、软件等在市场的牵动下迅猛发展，为研发体型小巧、造价低廉的自主系统开辟了广阔空间。随着计算机性能在近几十年呈指数级增长，训练机器学习的大型数据集数量增加，机器学习技术不断进步，商业投资猛增，人工智能技术发展将会进一步提速。

二是3D打印（增材制造）技术改变传统制造理念。3D打印技术一改减材制造的传统模式，按照数字化模型将材料逐层增加而制造物体。与传统制造业相比，3D打印技术具有制造成本低、制作周期短、生产效率高等明显的优势，被军事领域寄予厚望，将对国防工业产生重大影响。如今，3D打印技术能就地利用可用材料，“打印”武器装备的特定部件，显著改变装备制造流程，提高装备的战术适应性，从而为军事后勤保障带来巨大变革。美军在3D打印技术领域走在世界前面，目前正在探索3D打印技术打印更多物品，如装备、零部件、战伤医疗用品、野战食品等，更重要的是帮助部队根据需求现场打印物品。

三是大数据处理技术竞争日趋激烈。在信息时代，对大数据存储和处理等技术被称为大数据处理技术。大数据具有规模巨大（volume）、形式多样（variety）、高速（velocity）、不确定性（veracity）和信息价值（value）五大特点（即“5v”）。如今，各国对数据开发、利用和保护的争夺日趋激烈，军方及情报部门搜集来的各种数据信息，如文字、视频、照片越来越多，过滤和分析的任务愈加繁重，因此催生出大数据处理技术。美国硅谷许多企业已经开始提供大数据处理服务，例如硅谷一家公司开发的图像软件专门处理无人机传回的不清晰的图片，使其更清楚，这一技术属于更先进的“计算机视觉”的范畴，在未来几年将实现迅猛发展。大数据处理技术是在智能时代获取决策优势的“虚拟作战参谋部”；自主系统即无人作战系统，可保证美军真正实现“零伤亡”；激光武器，可用最低廉的“成本战法”，击败“饱和式导弹攻击”；电磁脉冲，可以通过搞乱对手指挥控制系统，掌握战场主动权。

四是高超声速技术让军用飞行器飞得更快。高超声速技术是当今航空航天领域的前沿技术，是各航空航天大国竞相开展研究的热点领域。高超声速技术涉及高超声速空气动力学、计算流体力学、高温气动热力学、化学动力学、导航与控制、电子信息、材料结构、工艺制造等多门学科，是高超声速推进、机体/推进一体化设计、超声速燃烧、热防护、吸热型碳氢燃料、高超声速地面模拟和飞行试验等多项前沿技术的高度综合。高超声速技术主要应用于高超声速巡航导弹、高超声速有人/无人飞机、空天飞机和空天导弹等多种飞行器。用高超声速技术制造的高超声速飞行器，是以吸气式发动机或其组合发动机为主要动力，能在大气层和跨大气层中远程飞行的飞行器，飞行速度都在5马赫之上。如今，空天飞行、临近空间飞行、高超声速飞行这三者相互牵引、相互融合，将在未来10年、20年、30年的时间节点上分阶段达到可支撑高超导弹、飞机、空天飞机发展需要的水平。

五是先进材料技術将引起21世纪新产业革命。先进材料是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。先进材料技术是按照人的意志，通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技术。先进按材料的属性划分，有金属材料、无机非金属材料（如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料的使用性能划分，有结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光、热等效应，以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。先进材料在国防建设上可以大有作为：如超纯硅、砷化镓研制成功，导致大规模和超大规模集成电路的诞生，使计算机运算速度从每秒几十万次提高到每秒百亿次以上；航空发动机材料的工作温度每提高100℃，推力可增大24%；隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射，使敌方探测系统难以发现，等等。目前，先进材料技术正朝着研制生产更小、更智能、多功能、环保型以及可定制的产品、元件等方向发展。由于纳米技术从根本上改变了材料和器件的制造方法，使得纳米材料在磁、光、电敏感性方面呈现出常规材料不具备的许多特性，在许多领域有着广阔的应用前景。超导材料在电动机、变压器和磁悬浮列车等领域有着巨大的市场，如用超导材料制造电机可增大极限输出量20倍，减轻重量90%。近年来，科学家在超导材料上有不少新收获，相继发现了临界温度更高的新型超导材料，使人类朝着开发室温超导材料迈出了一大步。

二、颠覆性技术对科技安全的影响

科学技术是推动人类文明和发展的第一生产力，而颠覆性技术无疑是科学技术发展的第一牵引力。颠覆性技术以其高度的前瞻性、创新性和对传统模式的大破大立，带来人类科技发展史上的一次次飞跃。近年来，世界主要国家高度重视前沿颠覆性技术的探索和应用，并与国防和军队建设紧密结合，使颠覆性技术取得一系列新突破，将对科技安全产生深远影响。

一是颠覆性技术将推动人工智能技术飞跃发展。现有的人工智能技术能力在国家科技发展方面拥有巨大潜力，如机器学习技术可使卫星图像分析和网络防御等劳动密集型活动实现高度自动化。人工智能的发展将产生新的能力，将有更多的国家和非国家行为体能以经济高效的方式获取当前的人工智能能力。人工智能的发展将产生新的能力，并使现有能力成本被更广泛的行为体所接受，人工智能催生的商业可用技术（如远程无人机包裹运送等）可能会使弱国和非国家行为体获得远程精准打击能力。短期来看， 人工智能的进步很可能会催生更多直接参与战斗的自动机器人，并加速有人作战模式向无人作战模式的转变。长期来看，这些能力将为军事领域带来革命性变化。例如，无人系统集群作战技术将改变作战样式；移动机器人携带简易爆炸装置，将使恐怖分子获得低成本恐怖袭击能力；网络武器将更频繁地用于作战；在军事系统中应用机器学习，将带来新型漏洞并催生新型网络攻击手段；人工智能网络武器一旦被盗或者非法复制，将被恶意使用，等等。未来的人工智能技术有可能与核武器、飞机、计算机和生物技术一样，成为给国家科技领域带来深刻变化的颠覆性技术。

二是颠覆性技术将引发第四次工业科技革命。第一次工业科技革命是利用水和蒸汽进行商业化生产，第二次工业科技革命是利用电能创造了机器化大生产，第三次工业科技革命利用电子技术和信息技术实现了自动化生产，第四次工业科技革命本质上将是数字化革命，通过物联网、人工智能、区块链等技术将打破物理、数字化和生物领域的清晰界限。例如，柯达照相机、贝尔电话、索尼晶体管收音机以及施乐复印机都是颠覆性技术创新的经典例子。如今数字照相机、数字摄像机，替代了柯达照相机。这是数字技术与照相领域的融合，颠覆了胶卷感光照相技术，突破了原有传统技术及概念。第四次工业科技革命不仅将深刻改变生产方式和产业结构，还将改变人们的生活方式。

三是颠覆性技术给网络安全技术带来新挑战。随着云计算、大数据、物联网和人工智能等新一代信息通信技术的快速发展，网络安全的内涵和外延也不断延伸，这给我国网络安全发展带来了新的机遇和挑战。例如，在工业互联网的时代，工业互联网的演进让工业网络安全成为新的焦点。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，不仅可以对制造业进行数字化改造，打通线上、线下实现数据赋能，推动我国制造业实现品质革命和高质量发展，而且会催生出网络化协同、个性化定制等制造业新模式。工业互联网安全是我国深入推进“互联网+先进制造业”的重要保障。但是，工业互联网新技术新模式也给网络安全防护带来了全新挑战，主要表现在边缘计算安全、工业云平台安全以及分布式系统与智能合约安全等方面。再如，人工智能新技术可以提高网络安全治理能力和水平，提升网络安全威胁分析效率，并且在主动安全防护、主动防御、策略配置等方面可以发挥重要的作用。但是，庞大的数据访问不断打破企业数据边界，数据量越来越大，价值越来越高，面临的安全挑战也越来越严峻。人工智能在感知层、传输层、数据层、应用层等诸多领域都涉及到数据安全问题。

四是颠覆性技术的应用产生颠覆性军事技术。颠覆性技术关系到军事技术发展的未来，对推动科技发展和维护国家安全具有重要影响。纵观军事技术发展史，从冷兵器时代，到热兵器时代，再到如今的信息化战争时代，颠覆性军事技术应用于军事领域，则可以产生颠覆性军事技术。2013年，美国国防部在其“下一代技术”项目中，将颠覆性军事技术定义为“以快速打破对手间军力平衡的方式解决问题的技术或技术群。”颠覆性军事技术很大程度上能改变军事竞争的原理和游戏规则，使原有传统军事力量因使用条件改变而面临失效，从而夺取战争主动权，甚至是胜利。颠覆性军事技术不仅会改变战斗力生成模式，还会引发作战理论、作战样式、军队组织结构、军事制度等颠覆性变化，重塑军事体系，引发世界性的新军事变革。科技革命往往催生新的军事革命，而颠覆性军事技术以其非常规的诞生和发展模式，更能有效提高非对称作战能力，无疑是小国对抗军事强国的重要砝码。因此，颠覆性军事技术已经引起了世界各国的高度关注，颠覆性军事技术的发展情况也将成为各国军事战略抗衡的关键所在，不仅改变各国的作战方式和联盟体系，还将改变已经形成全球价值链的军工产业。

五是颠覆性技术将大幅提升数据收集、分析以及生成数据能力。随着人工智能和大数据技术的深入发展，自主无人系统将具备深度学习能力，具有更强的自主认知能力和自主决策水平，为自主交互集群战术的运用提供有力支撑。未來信息化战场，用于侦察监视、跟踪识别、评估判定等目的的传感器材，能够及时发现多维空间内的各种目标和对方的行动，信息处理、传输、分发的实时化，使参战的各种战斗力量能够根据战场情况的动态变化，在不同的战斗空间、以不同的战斗手段，围绕统一任务和共同目的，利用以先进技术为支撑的指挥信息系统，迅速做出判断和决策，并及时采取行动，从而实现各战斗力量之间自主协同基础上的并行作战。颠覆性技术的研究结果表明，自主无人系统是基于人脑的思维方式，具有自主识别、自主跟踪、自主响应、自主决策、自主打击、自主学习等特性。正是由于自主无人系统具有自主认知能力，可实现战斗力量、单元和要素之间的自主交互和快速联动，因而成为世界主要军事大国竞相研究和发展的优先项目。在信息优势方面，人工智能将大幅提升数据收集、分析以及建立数据的能力。在情报行动中，意味着有越来越多的信息源可供分辨真相；相应的，制造伪情报也变得更加便利。但同时，借助人工智能技术，伪造音视频媒体的质量迅速提升，同时成本迅速下降。对情报工作而言，人工智能技术的发展意味着有越来越多的信息源可供分辨真相；相应的，制造的假情报将变得更加令人信服。未来由人工智能生成的伪造技术将挑战众多社会公众机构的信任基础。比如，人工智能可用来伪造国防部指令和政治声明，并在互联网上大肆传播，或用来模仿己方军事或情报官员，下令分享敏感信息或要求采取行动。战场信息高度共享、态势可视，基于“一张网”“一幅图”“一平台”实施体系作战指挥成为现实。大体系支撑下的“侦、控、打、评、保”环环相扣、无缝衔接，合同战术更加注重信息主导、要素联动、结构瘫痪、全域机动。

六是颠覆性技术将大大提高武器装备的作战效能。战争历史发展的规律告诉人们，一切战争现象都与当时的军事技术，以及在此基础上发展起来的武器装备相联系，并随着军事技术和武器装备的进步而发展。分析战术变革的历史进程可以发现，在所有与战术变革相关的因素中，军事技术和武器装备历来是战术领域最活跃、最具有生命力的因素，同时也是影响战术变革诸因素中最具决定性的因素。武器技术发展历史表明，各种技术兵器水平的提高，主要是围绕着打击、防护、机动、信息等要素，以及与其相对应的战斗能力提高而展开的。技术与战术之间直接而密切的联系，正是通过打击、防护、机动、信息等技术而建立起来的。颠覆性技术推进武器装备射程更远、精度更高、毁伤能力更强，为提高部队战场生存能力，在客观上对战斗部署的动态性要求更高。信息时代作战的高速度和快节奏，使战斗进程极大缩短，要求部队必须广泛机动，实施动中作战，以实时化的战斗行动来打击敌人和保存自己。颠覆性技术促进部队机动能力的提高和指挥控制能力的增强，为战斗部署的动态性提供了坚实的基础。颠覆性技术的革命性不仅体现在大大提高了武器系统的战斗效能，更在于促进了战场感知和信息传输能力的极大提高。未来信息化战场，用于侦察监视、跟踪识别、评估判定等目的的传感器材，能够及时发现多维空间内的各种目标和对方的行动，信息处理、传输、分发的实时化，使参战的各种战斗力量能够根据战场情况的动态变化，在不同的战斗空间、以不同的战斗手段，围绕统一任务和共同目的，利用以先进技术为支撑的指挥信息系统，迅速做出判断和决策，并及时采取行动，从而实现各战斗力量之间自主协同基础上的并行作战。

三、努力构筑维护科技发展的安全带

应对国家安全对战略前沿技术的潜在需求，我们需要从基础科学、技术预警机制及思维范式等多维度发力，切实提高科技创新能力，突破关键核心技术，并在重要科技领域成为领跑者，缩小与发达国家在战略前沿技术的落差，掌握国际竞争的主动权。颠覆性技术不断涌现，已成为推动新一轮军事变革浪潮的强力引擎。抓住颠覆性技术带来的发展机遇，不仅为关键核心技术实现“弯道超车”和“换道超车”提供有效途径，而且为战术理论创新发展提供重要支撑。

一是充分认识颠覆性技术对实现我国科技创新跨越式发展的重要性。与发达国家相比，我国颠覆性技术发展主要存在许多问题和难点，如我国颠覆性技术的系统观不强，多集中于单一的技术角度，尚未形成系统、准确研判的理论和方法；我国颠覆性技术创新的容错环境较差，在体制、机制、文化环境等方面均存在诸多问题；我国颠覆性技术的识别难度大，在新一轮科技革命与产业变革的大背景下，颠覆性技术可能源于重大的科学和技术突破，也可能是源于已有技术或多项技术的综合交叉；我国颠覆性技术的研究环境亟待完善，尚未形成常态化研究机制，缺乏专门研究机构，基础研究投入不足。因此，发展颠覆性技术对于实现我国科技创新跨越式发展具有重要的战略意义。首先，研究和发展颠覆性技术将有助于我国摆脱原创性创新能力不足，关键核心技术受制于人的困境，提升科技创新质量，实现跨越式发展。其次，以新一轮科技革命和产业变革为契机，发展颠覆性技术将改变我国现有的产业规则，影响我国现有的产业格局，进而形成新的主导产业，为我国科技创新的跨越式发展提供新的物质基础。另外，作为科技创新的后发追赶型国家，发展颠覆性技术将有助于缩小我国与发达国家之间的科技创新差距，进而为我国建设世界科技强国提供战略新机遇。

二是重视颠覆性技术背后的基础科学。基础科学对于颠覆性技术具有支撑性作用，发展颠覆性技术必须重视其背后的基础科学。正如我国著名科学家、“两弹一星”功勋科学家王淦昌就战略前沿技术与国家安全的精辟论述：“科学的发展永远离不开坚实的基础理论和实验研究，尤其是在高科技迅猛发展的今天，更有必要加强基础研究。”的确，基础科学领域的研究是捍卫国家安全的基石。因此，必须加强基础科学研发，孕育颠覆性技术。激光技术可以摧毁来袭的导弹，新一代信息技术可以破译恐怖分子的密码，这些战略前沿技术支撑国家安全的作用一目了然。近年来，有关颠覆性技术的评介预测连篇累牍。我们当然要重视颠覆性技术，但更要重视颠覆性技术背后的基础科学进展。比如，人类科学史上日心说对于地心说的颠覆，量子力学对于经典力学的颠覆。科学法则就在于它可以被证伪，这个过程就是颠覆人类思维方式的过程，也是人类进步的根本动力。只有注重颠覆性技术背后基础科学上的建树，才能从根本上赢得战略对抗的主动与先机。但当战略前沿技术的探索遇到瓶颈的时候，基础科学的价值就越发凸显出来。例如，伴随着人工智能的发展，要攻克相关前沿智能科技，就必须将探索的目光锁定到人脑本身的基础研究。

三是抢占军事技术发展前沿战略制高点。鉴于战略前沿技术与国家安全的紧密耦合性，以及军事前沿科技对国家安全的保底性作用，着眼未来，我们必须要遵循科技兴军的逻辑，让军队成为战略前沿技术的探索者、创造者及供给者。为此，必须构建战略前沿技术预警机制，积极推进科技创新。科学社会学的奠基人贝尔纳在研究科学史后宣称：“科学与战争一直是极其密切地联系着的，实际上，除了19世纪的某一段时期，我们可以公正地说，大部分重要的技术和科学进展是海、陆军的需要所直接促成的。”当前，世界新军事革命正进入深水区，孕育新的重大突破，尤其是伴随着无人化技术、空天技术、大数据技术、激光技术、生物科技、脑科技等战略前沿技术的蓬勃发展态势，军事领域的较量已暗潮涌动，世界主要军事强国纷纷抓紧谋划，布局未来。美军依托新概念技术，提出了所谓的“自主战争”“无炸药战争”“影子战争”等新作战理论，这些也都对我军国防科技创新发展提出了新的挑战。如今，美军已经建立了一整套军事科技预警机制，主要由国防高级研究计划署、国防部净评估办公室及国防情报局等机构协同运行，确保通过对遥远未来的科技萌芽捕捉来捍卫国家安全。尤其是在面对智能化军事变革的浪潮，美国近年来更是加快了相关战略部署和研发脚步，密切追踪人工智能前沿动态，谋求制胜未来。

四是以创新思维应对科技发展给科技安全带来的挑战。从技术属性看，颠覆性技术可以是基于新概念、新原理的原始创新技术，可以是支撑装备创新的新的使能技术，也可是多项技术交叉融合产生的新技术；从潜在应用效果看，颠覆性技术或者能大幅提升现有武器装备作战效能，或者能催生新型武器装备、形成新的作战能力，甚至可以开辟一个全新的军事应用领域。因此，颠覆性技术与渐进性技术相比，在形态上更具有超越性和突变性，在效能上更具备革命性和破坏性，在运用上更具有针对性和时效性。我们要善于运用互联网思维，聚焦网络从互联网、物联网向智联网、脑联网发展的大趋势，研究互联网背景下国家安全领域权力扩散、转移及变迁；要善于运用大数据思维，关注云计算、社会计算及算法革命等前沿技术动态，提升国家安全领域数据挖掘、情报处理及威胁判断的科学性，筑牢国家安全的数据边疆与信息边疆。要善于运用交叉性思维，聚焦基础科学、关键技术及国家安全的交汇点，综合利用多种“工具箱”诊断安全难题，打通自然科学、社会科学及人文科学之间的隔离墙，共同为国家安全构筑跨学科的保护带。

五是推进颠覆性技术研发的军民深度融合。目前，我国许多地方科研机构和部门纷纷加大颠覆性技术研究力度，为颠覆性技术的军事应用创造了良好条件。比如，中国科学院成立了“颠覆性技术创新研究组”，中国工程院成立了“颠覆性技术发展路径研究”咨询项目组。2018年11月，北京中关村发布国内首个鼓励颠覆性技术创新的专项政策文件《中关村国家自主创新示范区关于支持颠覆性技术创新的指导意见》。随着军民融合发展上升为国家战略和全要素、多領域、高效益的军民融合深度发展格局的加快形成，国防建设和经济建设的良性互动将推进颠覆性技术的快速发展和军事应用。这就要求我们以敏锐的目光、宽阔的视野，抓住颠覆性技术的发展机遇，搞清颠覆性技术的作用原理，深入研究颠覆性技术引起的战术变革，勇立新一轮军事变革的潮头。在新时代，搞好颠覆性技术的研发，做好体制机制改革意义重大，特别是要完善国防科技协同创新体制，注重顶层设计，统筹军民创新资源，特别是要打破垄断壁垒，吸纳社会科技力量，建立军方主导、军民融合的国防科技协同创新运行格局，真正把国防科技创新的触角伸向广阔的社会天地，将强军兴军的种子根植于肥厚的社会沃土。

（作者单位：国防大学）