颠覆性技术与国家安全 ——基于DARPA的剖析

来源：心读天下微信号（xindutianxia），作者：石海明（国防科技大学国防科技与社会发展研究中心副教授，博士，中国军视网特约评论员，中信改革发展研究院研究员)、杨晓琳(国防科技大学硕士)，本文由作者授权转载

    摘要：作为美国政府在国防部下设的一个研发机构，美国国防高级研究计划局(DARPA)的宗旨是“保持美国的技术领先地位，防止潜在对手意想不到的超越”。近60年来，DARPA是世界上最著名的引领颠覆性技术创新的机构，从成立之初的太空任务，到全球卫星定位系统、隐形飞机及互联网，DARPA骄人成就的取得使其在填补美军技术空白、引领世界技术潮流上扮演着日趋重要的角色。本文聚焦作为“颠覆性技术孵化器”的DARPA，通过剖析其有关颠覆性技术与国家安全的认知框架，以及主导颠覆性技术研发的独特运行机制，提出了要从基础科学、军民融合及军事变革前沿多方面切入，布局颠覆性技术研发，为国家安全扎好科技篱笆。  

颠覆性技术的创新通常被认为是“游戏规则改变者”，而美国国防高级研究计划局（DARPA）的使命就是提供改变游戏规则的计划。作为一座架设在基础研究与军事应用之间的桥梁，这个带有神秘色彩的特殊部门，永远驻守在国防科技创新的前沿阵地，竭力张开想象的翅膀，将自己的触角伸向遥远的未来，通过原始概念创新，引领武器装备发展，以避免他国“技术突袭”，确保美国“技术优势”。也正因此，DARPA通常被认为是美国军事工业的“技术引擎”，其成就与荣耀众所周知。互联网、GPS、隐身飞机等，这些足以颠覆战争乃至世界格局的国防前沿技术都源自DARPA的创新，正是这些创新成果奠定了美国国家安全的基石。

一、颠覆性技术与国家安全：DARPA的认知

2015年9月9日至11日，美国国防高级研究计划局（DARPA）举办了为期三天的“未来技术论坛”。在这次前所未有的论坛上，包括美国国防部长阿什·卡特在内的美国政府高官、DARPA所有领域办公室主管以及来自世界各地的科学家、工程师和创新者齐聚一堂，探讨未来将要颠覆战争及世界的前沿技术。国防部长阿什·卡特在发言中特别强调了技术领先对美国国家安全的意义。事实上，回溯历史，无论是DARPA成立的背景，抑或DARPA后续的进化，都标注着其对颠覆性技术与国家安全的深刻认知。

   （一）国家安全领域是对科技前沿感知最敏感的领域，创新则生，守旧则死，必须拥有强烈的危机意识。DARPA的成立背景就是当时苏联在航天领域“颠覆性技术”的冲击，它让美国从此绷紧了神经，拥有了强烈的危机意识。具体而言，1957年10月4日，苏联第一颗人造卫星“Sputnik-1”成功升空，它犹如一颗炸弹，震动了美国朝野的心灵。《纽约时报》在第二天即以《时速18000英里绕地球旋转 无线电信号确认 卫星通过合众国上空轨道》为大标题在头版作了通栏报道。同年的11月3日，苏联又送给了美国一颗更大的炸弹——“Sputnik-2”，这次成功发射还将一只名叫“莱伊卡”的小狗送入了轨道。紧接着，1957年12月6日，美国海军用“先锋”号火箭发射的一颗人造卫星，上升仅1米就掉落发射台“以身殉国”。电视将这一惨败情景传送到了美国千家万户，联系到1957年8月苏联即成功试射了洲际弹道导弹，辉煌与衰败的鲜明对比，冲撞着美国的男女老少，失望与愤懑的公众情绪笼罩着美国的大街小巷，人们开始批评总统能力、质疑国家战略。

面对纷至沓来的指责，艾森豪威尔政府采取了多项紧急措施，包括任命马萨诸塞州理工大学的詹姆斯·吉里安校长为总统的科技特别助理；赋予国防部负责导弹工作的官员以更大权限；促使陆海空三军停止权限之争；修改原子能法以增强与友好国家之间的科技合作；在北大西洋公约组织中设置科学委员会。当然，除了这些间接补救措施之外，1958年2月，美国国防部签署了5105.15号指令，正式组建了专门针对航天项目的“预研项目局”，旨在加速美国军用航天计划进程，确保未来不再发生类似使美国陷入恐慌与尴尬境地的事件。这个ARPA正是1972年更名为“美国国防高级研究计划局”（DAPAR）的前身机构。

站在历史深处，有时往往看不清历史事件的深远影响，在前苏联灰飞烟灭多年后的今天，再次回望那段历史，我们发现，当年“Sputnik-1”的成功升空，恰似一颗偶然送给美国的礼物，在恰当的时候点燃了美国人的危机感，航天领域人造卫星之“颠覆性技术”的横空出世，使得“苏联是否已具备直接攻击美国本土能力？”这一硕大的问号，在促使美国反省其军事战略的同时，也帮助其迅速建立了一套国防科研机制，DARPA的前身ARPA就是其中一个典型的案例。近60年来，从ARPA到DARPA，虽然其研发重点随历史境况不同而在不断调整，但始终不变的是，它一直站立在颠覆性技术创新的前沿阵地，凭借对创新“痴迷”般的执著及良好的运行架构，作为国防科技新概念的“摇篮”，为美军孵化出了诸多尖端武器装备。

（二）国家安全领域是大国战略竞争十分激烈的领域，为保障国家安全寻求突破性能力，必须强化对手意识。美国国防部长阿什·卡特在出席2015年9月9日至11日由DARPA主办的“未来技术论坛”时，发表了“创新与国家安全”的主旨演讲。其中，他专门强调了在国家安全领域必须高度关注对手的科技创新进展，防止其寻求不对称进攻能力。为此，他重点提及：“我们生活在一个充满挑战的时代，我们军队的优越性并非与生俱来，也不会永远保持下去，我们必须不断进步。……其他国家一直都在努力追赶DARPA研发的前沿技术，中国和俄罗斯这样的国家正在进行军队现代化以缩小差距甚至超越我们，体现在每一个领域，包括空中、陆地、海上、太空和赛博空间。”为此，卡特指出，DARPA作为专门研究、捕捉、提出、推进具有颠覆性技术创新的机构，必须紧盯对手，明确使命，应对挑战。

事实上，早在卡特发表这次演讲之前的2013年4月，美国防部长和DARPA局长就共同签发了《推进技术突袭：国防高级研究计划局在变化世界中的使命》。这个战略文件，对美国国防高级研究计划局的使命和职能做出新规定，确定“DARPA直属国防部，是国防部科研体系中的计划管理机构，其职能包括：调动公司、大学、国防部和其它社会科研力量开展研究；投资高风险、高回报的技术研发项目，对潜在新技术和能力做出关键的早期投资；鼓励与众不同的思想，挑战现状，超脱或超越主流观点”。该文件还规定了DARPA未来三大战略目标，其中，第一大战略目标就是：为保障国家安全寻求突破性能力，关注潜在对手，通过支持研发“可改变游戏规则”的新技术，创造“下一代能力”，以便再次打破军力平衡，使对手来不及反应。文件同时规定，要以创新方式控制成本，尤其是要谋求增加对手的成本，控制己方的成本，进而提升科技战略威慑力。显然，在这里，美国国防部把研发颠覆性技术与成本战略结合起来，把节约化、经济可承受性提到战略高度，谋求通过综合施策全面超越对手。

（三）国家安全领域是与军事、战争关联度极高的领域，为赢得主动权，必须重视基于颠覆性技术的作战意识。颠覆性技术在实战中所展现出的特征只是技术创新的冰山一角，而其颠覆性的军事影响往往预示着未来作战样式的发展趋势。DARPA在技术创新上具有很强的前瞻性，其项目的研发不但蕴含了对技术发展走向的预见，也反映出对未来军事作战的超前研判。

以隐身技术和激光技术为例，回顾DARPA的创新史，1974年，DARPA提出有关隐身技术的构想；1975年，DARPA要求诺斯罗普和通用动力公司进行名为“哈维”（Hervey）的轻型隐身战斗机试验机计划研究；1976年，洛克希德公司战胜其它对手，赢得计划合同，并将设计的原型机命名为“深蓝”；几经波折，终于，F-117隐身战斗机于1982年交付美空军，由此开创了隐身战机的新时代。又如在很多科幻电影中，激光武器都出现在战斗机或航天器上。现在，这种技术越来越接近于现实。DARPA就宣布，他们刚刚成功完成一种科幻武器的首次测试，这种激光武器被称之为高能液体激光区域防御系统，它最终可被应用到无人机或战斗机上。另外，在去年的“短距宽视场极高灵敏度电控光发射器”项目上，DARPA则是通过非机械方法在芯片上成功实现了突破性的非机械光扫描技术，从而为新型军用和商用微型化、低成本的稳健激光扫描技术开辟了新的发展途径。

近期，DARPA发布了一份题为《服务于国家安全的突破性技术》的报告，该报告系统总结了DARPA过去所执行的任务、当前研究的重要领域及所研发的技术在各军种的转移情况。从形式上，该报告主要由两部分组成：第一部分是当前技术向各军种转移的情况；第二部分则是将DARPA在数十年里研发的部分项目以“成功案例”的方式总结了出来，并对一些技术的可实现度、成熟度，以及可能对美国军事能力造成的影响进行评估，并根据评估结果对相关技术进行优先排序，从而有针对性地开展情报研究，为保持美国军事优势向决策层提供详细建议。可见，这种做法就是要强化基于颠覆性技术进行军事作战的意识。

二、DARPA锁定颠覆性技术的创新机制

从创建之初的军事航天项目到冷战中期的“星球大战计划”，从越战时期应对游击战的技术研发到海湾战争之后的情报、监视及侦察手段探索，从超音速战斗机概念、军用“阿帕网”构想到陆军的“轻标枪”导弹、海军的F/A-18舰载机、F-117隐形战斗机、“战斧”巡航导弹及B-2隐形轰炸机问世……在不到60年的发展历程中，DARPA先后成功启动了50多个重大项目，涉及陆、海、空、天各类关键武器系统和重大国防工程，在国防科技创新的道路上留下的一串闪光的足迹。到底是什么样的运行机制或文化基因孕育了这些创新的果实呢？这些机制涉及对新思想的“疯狂”追逐、对“信任文化”的坚守以及有利于发现潜在军事需求的协同机制等方面。

（一）“疯狂”追逐新思想。思想是DARPA的灵魂，其所谓的思想就是要“看见”人所未见的前沿问题和潜在需求。如果最初之所想都在人们“预料之中”，则仅从技术上是无法产生颠覆性影响的。实际上，在DARPA局长们的访谈记录中提及最多的词并不是“创新”，而是“思想”，因为思想才是颠覆性创新的稀缺资源。史蒂夫·卢卡西克(1970-1975年担任DARPA局长)就认为，“DARPA职员要像海绵一样吸收思想，不限于思想来自于谁，也不限于源头。”托尼·特瑟(2001-2009年担任DARPA局长)则坚信，“最好的项目经理必须从内心深处渴望成为科幻小说作家。”为此，DARPA采用多种方法推倒各种束缚颠覆性技术创新思想汇聚的显性和隐性之墙，打破禁锢思想的藩篱。

DARPA常常聘用领域外专家为项目经理来打破学科之墙，因为他们往往会提出一些领域内专家看似“愚蠢”的问题，而这些问题可能帮助研发人员跳出圈外。DARPA还通过人员轮换(平均周期为4年)聘用“新人”来打破学派之墙，并在资助项目时避免“同样的一群人资助另一群同样的人做同样的事情”。乔治·海尔迈耶(1975-1977年担任DARPA局长)也提出，“我们不关心这些好的思想从哪里来，它们可以来自于普通的学校或者来自于一流的研究型大学”。

此外，DARPA还频换更换新人来打破禁锢思想的藩篱。DARPA的基本理念是新思想来自于新人，因此其多任局长皆认为其最重要的职责是招聘新人，补充新鲜血液，通常这项工作占其日常工作50%的时间。同时，他们认为人内在的思维惯性和惰性是创新的天敌，因而无人可以持续创新，通过人员的轮换才能不断带进新思想。于是，选择项目经理也是以创新思想为原则，不论年龄、学位学历、职称头衔和专业背景等。值得一提的是，项目经理是DARPA的核心。他们带着思想进入DARPA，全面负责为实现其思想所需的项目，平均每年研发经费大约为2000万-3000万美元。

基于这种理念，一方面，从DARPA的局长到项目经理均为临时岗位。在其不到60年的历史中，已任命20位局长，平均任期不到3年。同时，规定项目经理岗位的平均任期为4年左右，这样可以保证每年有25%左右的新人带进新思想。另一方面，敢于起用新人。基于样本数据统计，早期(1960和1970年代)DARPA的项目经理平均年龄大约在30岁左右，1990年代后大致为45岁。例如，在DARPA信息处理领域做出重要贡献的伊凡·苏泽兰于1964年被任命为DARPA信息处理技术办公室主任，管理每年近2000万美元的经费，当时年仅26岁。现任DARPA局长阿尔提·普拉巴卡尔在1986—1993年间也曾在DARPA工作，27岁成为项目经理，刚过30岁即成为DARPA国防科学办公室代理副主任，领导14位项目经理，负责包括微电子、光学、神经网络以及生化传感器等领域的研究项目。

（二）注重“信任文化”的创新管理，宽容失败。DARPA的“信任文化”充分体现在它的结构特点与创新精神上：从结构来看，DARPA的机构设置呈现出典型的扁平化特征，在项目经理与DARPA局长之间只相隔一个中间管理层——业务处长，如果项目经理想要资助某一项目时，只要通过自己所在的部门的业务处长和DARPA局长两个人同意即可。因此，DARPA的项目经理拥有较大的自主权力去选择和资助他所在领域的有关的创新研究项目。

众所周知，由于惧怕失败也是束缚创新思想的隐性之墙，DARPA的信任文化尤其注重对失败的宽容与呵护。根据托尼·特瑟局长估计，大约85%-90%的DARPA项目未能达到其全部的目标。罗伯特·弗萨姆(1976-1981年担任DARPA局长)回忆起他在美国国会听证会上被一位国会议员问过这样一个出乎意料而又极具洞察力的问题：“弗萨姆博士，请你告诉我在技术开发过程中你们已经失败了多少次、失败于哪里以及为什么失败？我之所以问这个问题，是因为如果DARPA不是进行知识或技术前沿的研究，就不需要DARPA。……而衡量是否在前沿的方式就是多长时间你失败一次。”因此，DARPA在选择资助项目的时候以其是否包含新思想为其重要准则，倾向于高风险高回报的项目，因而不采用常见的规避风险的项目评估方式。例如，不采用学术界常用的同行评议方式，因为他们认为颠覆性创新与学术共同体的“学术共识”毫无关系。他们也不像商业创新那样常常进行态势分析（SWOT分析法），因为那是规避风险的工具。DARPA打破成败之墙的理念与文化使得在科技前沿模糊地带的思想得以不断被尝试，而不是因为惧怕失败而将这些思想拒之门外。

（三）充分利用协同机制，发现潜在的军事需求。就理论而言，军事需求与技术推动好似驱动武器装备发展的双轮，但在现实中，各军兵种出于自身的利益考量，往往会提出各自的军事需求，而这些需求存在两方面问题：一是各军兵种会故意夸大其重要性；二是不能顾及长远潜在需求。认识到这一点，我们即可发现DARPA为探索颠覆性技术创新而独立评估需求的重大意义。可以讲，DARPA的研究并不以满足军方的现实需求为目标，而是以探索国防科技的新概念而著称。它虽然归属于国防部，但却独立于各军种，与美国海、陆、空军都是客户关系，其主要责任是感知军方的未来潜在需求，而不是去验证军方提出的现实需求。当然，在提出需求的过程中，DARPA会依赖其与军方广泛而长期的联络网，进行充分的思想交流与碰撞，甚至直接参与到军方的一些军事演习中，竭力探索未来的潜在军事需求。

具体而言，DARPA所从事的国防预研项目在给美国带来军事上的绝对优势之余，也必然是一项高风险的投资。因此，如何最快速、最准确地发现那些潜在的军事需求，这对于DARPA来说是最富挑战性的一项工作。在寻求创新灵感上，DARPA的项目管理人员特别重视利用协同机制从多种途径捕获创新灵感。例如，DARPA的技术机构，既注重吸收来自美国国防部咨询机构的建议，也注重吸收来自DARPA资助的技术团体的建议以及来自工业和学术界的建议，此外，DARPA的项目管理人员还注重利用大数据展开对国际技术前沿的调研，确保利用多种途径锁定颠覆性技术。

在具体的技术组织管理上，通常而言，DARPA采用由上至下的过程定义问题，采用由下至上的方法发现创新灵感。具体来说，由国防部长、负责采办、技术和后勤的国防部副部长和国防研究工程局的局长专门分配任务；由各军种的部长、参谋长联席会议主席和联合作战司令提出要求；征求高层军事领导的意见，了解他们最关心且难以解决的问题；研究最近的军事行动，找出限制美国部队能力的情况；与国家空间情报局、国防威胁预防局、国防信息系统局和国防后勤局等机构进行讨论；与情报机构进行讨论，诸如中央情报局、国家安全局；与其他政府机构或非政府机构进行讨论，诸如国家科学基金会和国家科学院等；参观军种举行的演习和试验等。正是通过上述这种多方高效协同机制，DARPA才能发现潜在的军事需求而非现实的军事需求。

三、国家安全视阈下布局未来颠覆性技术的战略着眼点

    国防科技创新能力是推进中国特色军事变革的决定性因素，努力提高国防科技自主创新能力，在日趋激烈的国际竞争中掌握主动，就要搞好颠覆性技术的谋划与储备，通过机制创新、理念创新及人才创新等，摆脱核心技术受制于人的局面，牢牢掌握国家和军队现代化建设命脉，为国家安全保驾护航。

（一）重视颠覆性技术背后的基础科学。伟大的抽象派数学家哈代曾经自豪地说：“我从未做过任何‘实用’的事情。没有任何一个我的科学研究被发现有过，或者可能有过对现实世界造成直接或者间接的影响，哪怕是一点点不同。……如果用现实的标准来衡量，我从事的数学研究的价值为零……”不过，哈代显然是谦虚了，抽象数学在军事领域有许多实践性的应用，密码术和电子保密技术就是其中的代表。这折射的道理其实就是基础科学与国家安全的关系。

我国著名科学家、“两弹一星”功勋科学家王淦昌也十分强调基础科学研究对国家安全的重要性。他曾说：“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。……我国核科学技术的发展，之所以在60年代达到一个高峰期，成功爆炸了原子弹和氢弹，这是与50年代所打下的基础分不开的。如果没有培养出一批理论功底较深的专业人员，如果没有在反应堆、加速器、核探测技术，以及核材料等方面的研究成果，我国要独立研制核武器并取得重大成就是不可能的。”

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。科学的法则，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。

（二）下好颠覆性技术研发的军民融合“一盘棋”。颠覆性技术，又被称为破坏性技术，其本身就是由非军方最先提出的。1995年，美国哈佛商学院克里斯滕森首先提出这一概念。为了表达那种咬牙切齿的效果，颠覆性技术这一种提法，后来在军事领域更受青睐。美国军方于2014年也推出以“创新驱动”为核心，重点发展能够“改变未来战局”的颠覆性技术群优势的第三次“抵消战略”。

在新的形势下，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。

（三）关注军事变革前沿动向，抢占战略制高点。科技创新是军事革命的基本动因，每一次军事革命的发生，都是源于科学技术的巨大进步。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。

在这种背景下，布局研发颠覆性技术，就要关注军事变革前沿动向，抢占战略制高点。尤其是要认识到，军事对抗是进攻与防御的矛盾运动。要达到制衡对手、赢得主动的目的，基本的逻辑前提就是要把握军事对抗的攻防矛盾运动，它包括军事技术发展的不对称性，战争攻防对抗的可转换性，作战体系结构的非均衡性等方面。其中特别是要利用军事技术发展的不对称性，跳出在别人发展版图上找路子的窠臼，坚持“有所为，有所不为”，研究梳理具有重大支撑引领作用、具有重要军事应用前景的技术领域，从培植武器装备新增长点的高度，谋划颠覆性技术创新，抢占国防科技的战略制高点，将未来战争的主动权牢牢掌握在自己手里。

参考文献（略）

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