光陰之箭穿越年輪，正抵達(dá)2022。
這是2021年的最后一天，也是本報(bào)今年最后一期《科技前沿》專版與您見(jiàn)面。
這一年，全球科技創(chuàng)新的腳步從未停歇，航天、5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等尖端科技，已經(jīng)全面融入社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、軍事等領(lǐng)域，并廣泛應(yīng)用于人們的工作生活之中。人工智能、類腦計(jì)算、量子通信等前沿科技，也已進(jìn)入人類視野并逐步應(yīng)用，全面鋪開(kāi)指日可待。
這一年，《科技前沿》專版關(guān)注科技動(dòng)態(tài)、追蹤科技熱點(diǎn)、解析科技進(jìn)程，探訪記錄科技界高新尖領(lǐng)域，圖文并茂為廣大讀者朋友呈上科普盛宴。
這一年，也是我國(guó)航天事業(yè)創(chuàng)建65周年。從“兩彈一星”到“神舟”載人，從“北斗”指路到“嫦娥”奔月、“天問(wèn)”探火，中國(guó)航天事業(yè)一步一個(gè)腳印，一次次在浩瀚太空中刷新“中國(guó)高度”。
這一年，中國(guó)正式進(jìn)入“空間站時(shí)代”，“中國(guó)空間站”成為全球矚目的亮點(diǎn)。諸多前沿性、探索性和自主創(chuàng)新類成果，猶如繁星閃爍于我國(guó)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的天空。
這一年，全球科技創(chuàng)新蓬勃發(fā)展持續(xù)推進(jìn)，中國(guó)科技的“戲份”也越來(lái)越足、越來(lái)越重，“朋友圈”持續(xù)擴(kuò)大……
揮別2021之際，讓我們一起回眸共同經(jīng)歷的科技之變，用心感受前沿科技帶給我們的諸多驚喜。
向“天”作答
“九天之際，安放安屬？”
“日月安屬？列星安陳？”
屈原曾在長(zhǎng)詩(shī)《天問(wèn)》中發(fā)出這樣的曠世之問(wèn)，其中“熒惑”（火星）始終是中國(guó)古人最關(guān)心的行星之一。
歷史對(duì)接現(xiàn)代，求索穿越千年。古人的“天問(wèn)”，正由中國(guó)航天人去探索和揭秘。
今年5月15日，“天問(wèn)一號(hào)”著陸巡視器在火星北半球?yàn)跬邪钇皆晒χ懀袊?guó)人第一次將自己的印跡留在地球之外的另一個(gè)行星，成為世界上第二個(gè)獨(dú)立完成火星著陸并傳回有效數(shù)據(jù)的國(guó)家。
“天問(wèn)一號(hào)”成功的背后，離不開(kāi)大量“科技新元素”的支撐——
相控陣敏感器安裝在火星著陸巡視器進(jìn)入艙著陸平臺(tái)下方，作用范圍達(dá)數(shù)十公里。它和其他不同原理的測(cè)量敏感器密切配合，接力引導(dǎo)航天器平安降落火星。
小型“傳動(dòng)器”作用凸顯，“超薄外套”輕裝上陣。在火星車左右兩側(cè)懸架上，分別配備了2種結(jié)構(gòu)精密的懸架減速自鎖裝置。其與整套傳動(dòng)裝置相互配合，使火星車6個(gè)行走車輪獨(dú)立實(shí)現(xiàn)抬升和降落，實(shí)現(xiàn)車體姿態(tài)和高低調(diào)節(jié)，以適應(yīng)火星表面地形，確保爬坡下坎行動(dòng)自如。
為確保“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功降落火星并正常工作，火星車采用一種新型隔熱保溫材料——納米氣凝膠，不僅可用來(lái)應(yīng)對(duì)極熱和極寒兩種嚴(yán)酷環(huán)境，且憑借其超輕特性，能極大減輕火星車的負(fù)擔(dān)，讓它跑得更快、更遠(yuǎn)。
“天問(wèn)一號(hào)”拍攝火星的高分辨率相機(jī)，也一度成為世人眼中的“明星”。在國(guó)家航天局公布的首幅火星圖像中，火星阿茜達(dá)利亞平原、克律塞平原、子午高原、斯基亞帕雷利坑以及最長(zhǎng)峽谷水手谷等標(biāo)志性地貌清晰可見(jiàn)。此圖像是“天問(wèn)一號(hào)”高分辨率相機(jī)在距離火星約220萬(wàn)公里處拍下的。
毫無(wú)疑問(wèn)，重大科技創(chuàng)新成果是國(guó)之重器、國(guó)之利器，關(guān)系我國(guó)發(fā)展全局。今年3月12日，中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，隨著一道絢麗的尾焰劃過(guò)天際，長(zhǎng)征七號(hào)A運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空，將試驗(yàn)九號(hào)衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道。長(zhǎng)征七號(hào)A運(yùn)載火箭的成功發(fā)射，拉開(kāi)了2021年我國(guó)新一代運(yùn)載火箭發(fā)射大幕，標(biāo)志著我國(guó)新一代中型運(yùn)載火箭家族又添新成員。
如果說(shuō)長(zhǎng)征七號(hào)是我國(guó)新一代中型運(yùn)載火箭的代表，獲得了載人空間站“貨運(yùn)專列”的稱號(hào)，那么長(zhǎng)征七號(hào)A就是一名填補(bǔ)運(yùn)載能力空白的“高軌新兵”。
今年，我國(guó)載人航天飛行任務(wù)緊鑼密鼓。
6月17日，神舟十二號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，順利將聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員送入太空。航天員進(jìn)駐天和核心艙，完成了3個(gè)月的在軌駐留，開(kāi)展了機(jī)械臂操作、太空出艙等活動(dòng)，驗(yàn)證了航天員長(zhǎng)期在軌駐留、再生生保等一系列關(guān)鍵技術(shù)。
10月16日，搭載神舟十三號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空。翟志剛開(kāi)啟天和核心艙艙門(mén)后，與王亞平、葉光富先后進(jìn)入天和核心艙，中國(guó)空間站也迎來(lái)了第二個(gè)飛行乘組和首位女航天員。這是我國(guó)空間站階段的第2次載人飛行任務(wù)，也是關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段的最后一次飛行任務(wù)。航天員們將在空間站駐留6個(gè)月，開(kāi)始了我國(guó)迄今為止時(shí)間最長(zhǎng)的載人飛行，中國(guó)空間站有人長(zhǎng)期駐留時(shí)代到來(lái)了。
當(dāng)前，世界新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國(guó)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式形成歷史性交匯，我國(guó)科技發(fā)展既面臨千載難逢的歷史機(jī)遇，又面對(duì)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我們只有既比自己的過(guò)去快、又比同時(shí)代的別人快，方能占得先機(jī)、把握機(jī)遇。
實(shí)現(xiàn)更快發(fā)展，看上去是拼速度，實(shí)際上是拼質(zhì)量、拼原始創(chuàng)新能力。回顧2021，從載人航天到探月工程，從北斗組網(wǎng)到火星探測(cè)，中國(guó)航天事業(yè)屢獲突破、飛速發(fā)展，在國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)中彰顯中國(guó)優(yōu)勢(shì)。
向“智”而行
無(wú)盡的科學(xué)，無(wú)盡的前沿，無(wú)盡的創(chuàng)新。
科技創(chuàng)新的基本任務(wù)乃至首要任務(wù)，就是面向世界科技前沿，刺破人類認(rèn)知前沿，突破工具器物前沿，讓人們?cè)诓粩嗾J(rèn)知突破和工具更新中走向更美好的未來(lái)。
當(dāng)前，隨著人工智能、生物技術(shù)、新材料技術(shù)等顛覆性技術(shù)不斷涌現(xiàn)，大數(shù)據(jù)深度融合為人類生產(chǎn)生活決策提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。
事實(shí)上，人工智能誕生于1956年，它的實(shí)質(zhì)是模擬人的思維過(guò)程。人工智能的目的在于拓展延伸人類智能，充分開(kāi)掘其智能感知、識(shí)別、處理等功能。人的大腦在日常生活中，會(huì)對(duì)不同事物或信息產(chǎn)生不同體驗(yàn)，并留下印象或記憶，形成經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)再次遇到類似事物或信息時(shí)，先前的經(jīng)驗(yàn)會(huì)被喚醒，并產(chǎn)生一系列相應(yīng)的判斷與處理方式。
今天，科學(xué)家將人工智能引入聲吶系統(tǒng)，裝備了人造“大腦”的智能聲吶系統(tǒng)，猶如一位經(jīng)驗(yàn)豐富的老水手，具備很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。同時(shí)參照物聯(lián)網(wǎng)思路，將主被動(dòng)聲吶系統(tǒng)、多平臺(tái)聲學(xué)傳感器整合進(jìn)一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)中的主動(dòng)式聲吶、被動(dòng)式聲吶可以隨時(shí)切換，艦載聲吶、岸基固定陣聲吶、航空式聲吶等同時(shí)作業(yè)、相互補(bǔ)充，對(duì)海面、海底和海體全海域空間實(shí)施全覆蓋。通過(guò)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)水下聲學(xué)數(shù)據(jù)共享，即可打造出一套具有多種功能的智能聲吶系統(tǒng)。
以國(guó)外“海網(wǎng)”為例，該系統(tǒng)由岸基固定式節(jié)點(diǎn)和潛艇、潛航器、海底爬行車等多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成，各節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)水聲通信鏈路相連，可實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。借助該網(wǎng)絡(luò)，潛艇不僅可獲取水下聲學(xué)信息，還能與其他海、陸、空、天平臺(tái)共享，從而提高反潛作戰(zhàn)能力。
科技改變世界，人工智能技術(shù)推動(dòng)軍事科技進(jìn)程。比起智能無(wú)人機(jī)、智能無(wú)人坦克，智能無(wú)人艇的技術(shù)更為復(fù)雜，更依賴于先進(jìn)的科技支撐。從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已將智能無(wú)人艇研發(fā)納入軍隊(duì)武器裝備現(xiàn)代化革新的重要項(xiàng)目。
無(wú)人艇由于采用了無(wú)人化設(shè)計(jì)，戰(zhàn)時(shí)將不存在人員傷亡危險(xiǎn)。它能在敵方防守嚴(yán)密、水文氣象條件復(fù)雜、生化輻射等高危環(huán)境下，執(zhí)行火力打擊、水下破障、抵近偵察巡邏、裝備物資運(yùn)輸及應(yīng)急救援等任務(wù)。
作為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術(shù)，人工智能應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，使戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)加速由信息化向智能化轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變將是全維度、全圖譜的，幾乎涉及軍事鏈條的所有環(huán)節(jié)，具備助力無(wú)人作戰(zhàn)、重塑指揮控制、實(shí)現(xiàn)智能決策等顯著特點(diǎn)。
當(dāng)前，新一代人工智能技術(shù)正處在蓬勃興起階段，新技術(shù)仍將持續(xù)出現(xiàn)。未來(lái)，腦科學(xué)的快速發(fā)展，將催生以大腦為中心的認(rèn)知域作戰(zhàn)新模式，“控腦”也將成為認(rèn)知域爭(zhēng)奪的一個(gè)新陣地。
向“聯(lián)”發(fā)力
這是一張人人皆需觸摸的“網(wǎng)”——
智能手機(jī)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、在線社交軟件等，在90后、00后“數(shù)字一代”眼中像空氣一樣不可或缺；網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物、移動(dòng)支付、共享經(jīng)濟(jì)等新業(yè)態(tài)，已成為一種生活日常；實(shí)體經(jīng)濟(jì)和虛擬經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步深度融合，萬(wàn)物互聯(lián)將進(jìn)一步縮小物理世界和網(wǎng)絡(luò)空間之間的界限。
物聯(lián)網(wǎng)改變著人們的日常生活，也悄然改變著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)形式，推動(dòng)著智能化戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展進(jìn)程。
當(dāng)前，在新一輪軍事變革背景下，信息化智能化戰(zhàn)爭(zhēng)成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的主導(dǎo)形態(tài)。目標(biāo)精準(zhǔn)化、行動(dòng)實(shí)時(shí)化、過(guò)程可視化、保障一體化是信息化智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的主要特征。軍事物聯(lián)網(wǎng)日漸成熟，在作戰(zhàn)領(lǐng)域覆蓋了偵察、指揮、控制、火力打擊等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在非作戰(zhàn)領(lǐng)域也覆蓋了物流、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)，成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)新模式的重要保障。
軍事物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，主要圍繞戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、智能分析判斷和行動(dòng)過(guò)程控制等環(huán)節(jié)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全方位、全時(shí)域、全頻譜的有效運(yùn)行，從而破除“戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧”，全面提升基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力。軍事物聯(lián)網(wǎng)使得普通、低成本的器材也能有效獲取戰(zhàn)場(chǎng)信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送。
“萬(wàn)物互聯(lián)，決勝千里之外。”這是軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，也是未來(lái)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的重要特征。在萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，軍事物聯(lián)網(wǎng)會(huì)將若干單個(gè)作戰(zhàn)實(shí)體連接成為智能作戰(zhàn)群，生成智慧作戰(zhàn)體系。未來(lái)，只需給智慧作戰(zhàn)體系明確作戰(zhàn)目的，軍隊(duì)作戰(zhàn)人員不必參與其執(zhí)行過(guò)程。
物聯(lián)網(wǎng)的崛起，離不開(kāi)5G技術(shù)的普及。在抗擊新冠疫情戰(zhàn)斗中，5G架起了一條無(wú)形的高速“生命通道”。這是5G助推醫(yī)療行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的一個(gè)鮮明案例。
遠(yuǎn)程醫(yī)療、共享平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)等需求被迅速激發(fā)出來(lái)，推動(dòng)著我國(guó)各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型聯(lián)合升級(jí)。依托5G打造核心競(jìng)爭(zhēng)力，也成為世界各國(guó)加大科技投入的重頭戲。
武器裝備現(xiàn)代化是國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，也是軍事能力的重要物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。未來(lái)智能化戰(zhàn)場(chǎng)，將呈現(xiàn)出信息化條件下綜合運(yùn)用智能化武器和手段、實(shí)現(xiàn)高效指揮控制及實(shí)施精確靈巧打擊的高技術(shù)作戰(zhàn)特點(diǎn)。
智能化時(shí)代，以“人工智能、云、網(wǎng)、群、端”為代表的全新作戰(zhàn)要素，將聯(lián)合重構(gòu)戰(zhàn)場(chǎng)生態(tài)，完全改變戰(zhàn)爭(zhēng)的制勝機(jī)理。衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，需要適應(yīng)智能化戰(zhàn)場(chǎng)維度更廣、精度更高、體系更強(qiáng)的特點(diǎn)。
物聯(lián)網(wǎng)在本世紀(jì)初的戰(zhàn)場(chǎng)上展露鋒芒。在軍事物聯(lián)網(wǎng)中，武器裝備、作戰(zhàn)個(gè)體和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的狀態(tài)信息與特征都可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和快速反應(yīng)。
“一網(wǎng)聯(lián)三軍，精細(xì)化運(yùn)行。”軍事物聯(lián)網(wǎng)具有無(wú)限潛力，在后勤保障領(lǐng)域的推廣應(yīng)用將有助于實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)精確化”保障。其應(yīng)用領(lǐng)域可謂“無(wú)所不包、無(wú)所不在”，且日益發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，為官兵配發(fā)的作戰(zhàn)服，由于使用了物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術(shù)，安裝了控制芯片，將具備溫控、定位、急救等功能。比如，加入了感溫裝置的作戰(zhàn)服，能根據(jù)士兵需要，進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。一年四季，士兵就如同穿著“空調(diào)服”。感溫加上心跳計(jì)量等高靈敏度的傳感裝置，遠(yuǎn)在千里之外的后方衛(wèi)勤保障部門(mén)，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)掌握前方士兵的體溫變化和身體狀況。針對(duì)受傷的士兵，甚至還能遠(yuǎn)程遙控作戰(zhàn)服，像救護(hù)人員一樣，在合適位置對(duì)傷口進(jìn)行加壓止血，并將傷情數(shù)據(jù)傳至后方衛(wèi)勤機(jī)構(gòu)，做好相應(yīng)救治與后送準(zhǔn)備；若傷勢(shì)嚴(yán)重，還可通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，讓專家指導(dǎo)一線救治人員實(shí)施有效現(xiàn)地救治。
軍用交通工具將在網(wǎng)絡(luò)化管理平臺(tái)的基礎(chǔ)上，融合全球定位系統(tǒng)、氣候水文系統(tǒng)、軍地交通管理系統(tǒng)、出行信息系統(tǒng)和自身控制與安全系統(tǒng)等技術(shù)，為駕駛員創(chuàng)造一個(gè)更加安全可靠的運(yùn)行環(huán)境，從而提高軍隊(duì)運(yùn)輸效率。
裝甲戰(zhàn)車每前進(jìn)一步，都留下探索的車轍。誠(chéng)如本版的一篇研究文章所說(shuō)：“在物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的全新時(shí)代下，物這個(gè)‘老朋友’畢竟在進(jìn)步、在發(fā)展，人不能始終固守在舊的思維里停滯不前。”
可以預(yù)見(jiàn)的是，作為一座尚未探明儲(chǔ)量的“富礦”，物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，必將觸發(fā)軍隊(duì)軍事建設(shè)的革命性變化。面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)這張“智慧之網(wǎng)”，2022年，我們還要思索更多更深更遠(yuǎn)的問(wèn)題……
緊盯前沿科技，牽手共創(chuàng)未來(lái)。對(duì)于時(shí)代的進(jìn)步，尤其是對(duì)于所處這個(gè)時(shí)代的科技進(jìn)步，我們欣然落筆，化為墨痕；雖然前路或許多艱，但對(duì)這朝著陽(yáng)光方向的生長(zhǎng)，我們努力地鼓與呼。
無(wú)論是蜉蝣眾生還是宇宙星辰，再大的變化，都只是天地一瞬。而不變的，是人類文明前行的身影。
展望2022年，科技創(chuàng)新必將一如既往充盈著澎湃的力量。讓我們繼續(xù)相依前行，擁抱科技創(chuàng)新的明天。
來(lái)源:《解放軍報(bào)》
