虚拟战场理论研究与工程实践
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1.2 虚拟战场的理论基础

虚拟战场利用虚拟现实技术生成虚拟作战自然环境,并在保证其一致性的基础上,通过计算机网络,将分布在不同地域的虚拟武器仿真平台或军事仿真系统连接到该自然环境中,进行战略、战役、战术演练的军事仿真应用环境。与真实的军事演习相比中,它有两个突出的优点;一是不受政治、经济、地理环境、国际关系等条件的制约;二是大大节约经费。因此,自虚拟战场问世以来,以其特有的科学性、经济性、对抗性、直观性、交互性、实时性等诸多优点,为现代军事演习和想定推演提供了有效、直观的途径。事实上,虚拟战场已成为美国等发达国家军队训练的主要模式之一。有关虚拟战场的研究正方兴未艾,随着构造虚拟战场所需关键技术的进一步成熟,虚拟战场将成为21世纪各国军队主要的军事问题研究和军事训练的基础设施。

在本质上,虚拟战场是一种是利用虚拟现实技术开发的军事仿真系统,它以相似性理论为基础,最终目的是构建一个与人类感官所感受的真实世界无法区分的虚拟世界,并在这个虚拟的世界中进行军事训练、军事问题研究等实践活动,达到认识和改造客观军事世界的目的。虚拟现实技术是当代信息技术的前沿领域,由虚拟现实技术所创造的虚拟现实系统,改变了人类的感知觉世界,创造了一种全新的人类实践方式,即虚拟实践。虚拟战场既是一种新的军事实践形态,也是一种虚拟实践形态,它为虚拟实践在军事领域发挥作用提供了物质基础,为军事经验知识的获取和理论的检验提供了新的有效方法,提高了认识、实践军事领域真理的能力。

虚拟实践是人类社会虚拟化的产物。人类社会的虚拟化进程始于20世纪中叶,近年来呈现出加速发展的趋势。自20世纪80年代起,世界主要国家先后进入由工业社会向信息社会过渡的转型期,以虚拟技术为重要标志的信息技术在科技和经济中所贡献的份额越来越大。特别是计算机技术、网络技术、通信技术、虚拟现实技术的发展,使得社会生活的各个方面发生了重大变化,包括社会的物质生活、精神生活都显露出新的不同于以往的特质,最终形成了新型的社会实践形态——虚拟实践。

作为一种新的实践形态,虚拟实践既具有思想实践的抽象性特点,又具有现实实践的可视性特点,是抽象性与现实性的统一。首先,虚拟实践与思想实践是对立统一的关系。思想实践是观念的实践,具有内在性、个体性、不可视性等特点。思想实践是虚拟实践的基础,而虚拟实践则是思想实践的虚拟实现,是思想实践的虚拟结果,但虚拟实践并不是思想实践的简单虚拟再现。思想实践的手段是概念和逻辑,而虚拟实践的手段则是抽象的信息符号,或者是这些抽象信息在虚拟空间的表达。其次,虚拟实践与现实实践也是对立统一的关系。虚拟实践是现实实践的基础,现实实践是虚拟实践的现实实现,是虚拟实践的现实结果,但并不是虚拟实践的简单现实展现。虚拟实践并不直接改变现实的世界,而是通过虚拟的方式,预演人们改变现实世界的过程、程序、条件、因素等内容,探索人们改变现实世界的种种可能及其价值选择。可以说现实实践是虚拟实践活动的真正动力。因此,虚拟实践是一种新的实践形式,是对思想和现实实践的补充和扩展,是人类在科学技术不断发展下所具有认识世界和改造世界的一种新的手段。

虚拟实践是人类在信息时代新的实践形态,具有以下几个主要特征。

(1)虚拟实在性

虚拟实践的首要特征就是虚拟。在虚拟的世界中,通过虚拟的形式,实现实践的程序,取得虚拟的实践结果。但虚拟毕竟不是现实,也代替不了现实。它只虚拟现实。从内容上看,虚拟实践的价值,就在于它的虚拟实在性,即通过虚拟实现实在的目标和价值。

(2)感知超验性

从主体的感觉上看,主体在虚拟实践中的感知是超出实际经验的感知,比实际的感知更加“精彩”,更具有超验的特点:①超前性。虚拟实践能感受到在现实中还没有发生和出现的感觉。②超实性。所感觉到的对象在现实中不一定存在,即使存在,现实中也没有这么多,也不一定是这样的存在。③超验性。这种感知在现实中不一定能体验到,只有在虚拟的环境里才能有这种感觉。④超强性。现实中即使有这样的感觉也达不到这样的程度。⑤超塑性。现实不一定具有虚拟实践中的对象可塑性,虚拟实践中主体塑造对象的自由度大大增加。随着未来虚拟技术的普及,“感知超验性”特征,就会成为人们的实际感知,经验之内的感知。

(3)逻辑设计性

从实践的逻辑上看,虚拟实践是主体设计性的实践,按照主体设定的一定逻辑而展开。在一定意义上,虚拟实践是虚拟主体与智能体相互作用的过程与结果。主体设计的逻辑是否正确,是否真实地反映了客观的规律,对虚拟实践的真实性、有效性,具有基础性的作用。

(4)社会开放性

从信息来源上看,虚拟实践本质上是社会的、开放的。由于分布式虚拟现实技术的发展,人们可以在远程异地进行交互,其联系的广泛性和信息的积聚性,使得虚拟实践更具有社会性和开放性。运用虚拟技术,已经在一定的程度上、一定的范围内,大大拓展了实践活动的社会性,使一些原来不具备更广泛社会性的活动,在虚拟实践中得到“解放”,成为更加广泛范围内的社会性活动。

(5)试错重复性

从实践的过程上看,虚拟实践的信息可以储存,虚拟实践的活动可以重复,不受时间和空间的限制。这种储存重复性,为预演对象发展的多种可能,并进行价值选择,提供了方便。特别是对于军事训练等具有潜在破坏性的实践活动,不用担心实践失败会产生灾难性的后果,还可重复实践。而且,这样的实践还不受时间、空间、人类生理限制和心理因素等方面的影响,能够保持客观、前后一致。通常人们进行实践活动时要考虑物质成本、人力成本、技术成本、信息成本、时间成本、社会成本等。而虚拟实践活动却使得实践活动的成本结构发生了实质性的变化,使得现实实践的成本大大降低。虚拟实践使实践活动的成本与效益之间形成新型的关系。

总之,虚拟实践极大地拓展了实践的范围,开拓了人的思维空间,提升了人类的主观能动性,使人类的实践发展到一个新的高度和新的形式。而虚拟战场作为虚拟实践在军事领域的物质基础和具体表现,对包括军事训练、军事研究等内容的军事实践活动造成了深刻的影响,尤其是对军事实践理念带来了冲击。目前,各国普遍采用虚拟战场作为军事演习演练的替代手段和军事问题研究的基础设施,使得军事实践的内容逐步多元化、复杂化、专业化,军事实践的适应性、实用性和超前性不断得到提高。

(1)虚拟战场提高了军事实践的适应性

1)虚拟战场的出现,使得军事实践适应性范围不断扩大。未来战争斗争空间进一步扩展,斗争领域进一步增多。空间、空中、地面、地下、水面、水下和无形的电磁战场,越来越趋于一体化,战略空间立体性和多样性的特征更加明显。传统军事演习和纸上推演无法满足在全维、全空间和全频谱的战场进行军事实践的需要。虚拟战场的出现,可模拟包括电磁环境在内的全部自然环境条件,可模拟全球任何地区的作战环境,适应未来军事战略空间扩展的需求。

2)虚拟战场的出现,使得军事实践适应性层次不断融合。在现代高技术条件下,传统的战略、战役和战术界线在一定程度上被打破,出现了相互交叉和渗透,使较小规模的战争行动即可达成一定的战略目的,增大了在战争手段上的选择余地,使小规模战争更容易爆发,同时,较小规模的战争和战争行动同样表现出相当的复杂性和危害性。在虚拟战场中,除作为传统的军事演习的替代手段外,可在虚拟战场中进行从武器系统研究、武器平台操作训练到联合一体化战役推演、国家战略政策制定等涵盖战略、战役、战术全层次的军事实践活动,军事实践适应性的层次在虚拟战场中不断融合。

3)虚拟战场的出现,使得军事实践适应性的领域不断拓展。科学技术的发展促进了战争形态的变革,随着信息化战争时代的到来,信息技术渗透于各种武器装备、作战手段和作战指挥之中,高技术武器装备层出不穷,未来作战中不断出现新的作战样式、作战方式和作战手段,如空间战、电子战、网络战、心理战等。在虚拟战场中可生成各种类型的武器平台,重复进行各种样式的战争演练,其应用领域从传统的武器平台操作训练、作战模拟、作战方案推演评估向后勤、采办、国防系统分析等领域拓展。

(2)虚拟战场提高了军事实践的实用性

军事实践就其性质而言具有很强的实用性,它既是战争这一客观事物对军事实践提出的客观要求,又是军事实践的根本目的所在。军事实践的实用性概括说来就是“从实战出发”、“练为战”,它随着作战需要而产生,随着科学技术的发展而发展。尤其是现代以信息技术为代表的高技术群的发展,军队的编制体制、武器装备、战役战术等发生了深刻变革,同时也为军事实践带来了许多新的特点,对军事实践的实用性提出了新的挑战。这些挑战主要表现在以下几个方面。

1)武器装备的技术成分越来越大,种类越来越多,信息化程度越来越高,掌握武器装备的使用和作战运用更为困难。要实现武器和人的结合,使之发挥最佳效益,不仅需要较高的科学文化素质,而且必须进行反复演练,这就增加了军事实践的内容、难度和强度。

2)作战样式不断增多,作战方式不断改变,战争越来越来表现为双方武器装备体系之间的对抗,战争的胜负取决于双方战争各要素的综合对抗,这就对军事实践的提出了更高的标准。

3)当前世界和平与发展的趋势,以及经费、场地和环境等因素的严重制约,使得组织大规模军事演习的可能性趋于降低,而军事演习是军事实践的最高形式之一,这就对开展军事实践带来了很大的困难,增加了军事实践活动保持有效性和经常性的难度。因此,当前世界各国家为了适应实战的需要,大力发展虚拟战场,创造逼真的军事实践环境。虚拟战场可以模拟现实世界中逼真的环境,可以设置不同的情况和作战任务,同时,采用现代光、声、电等技术,对虚拟战场中的各类军事人员心理造成影响,达成了“环境逼真、任务逼真、心理逼真”的目的,提高了军事实践活动的实用性。

(3)虚拟战场提高了军事实践的超前性

军事实践根本目的是指导未来的作战,因此,军事实践必须面向未来才有意义。虚拟战场中可以设置未来战争中可能出现的情况,可以加入未来世界才能出现的新武器,可以研究、验证新的军事思想和军事理论,而这些新的理论和思想是取得未来战争胜利的关键。