曾幾何時，我們自恃為"大自然的主人"，習慣性地將生物作為一類食物或工具而熟視無睹，似乎從未認真思考過生物對人有何關乎生計之外的特別意義。殊不知，在人類文明走向繁榮的每一個腳印裡，都鐫刻著生物留給我們的啟迪。如今，它們正以軍事技術創新的方式"逆襲"而來，或將成為形塑未來戰爭的關鍵要素。
向生物學習戰爭的歷史
在人類歷史的最初階段，抵禦生物襲擾、捕食和飼養生物是原始人生存的基本技能，讓人又愛又恨的生物給人類帶來瞭無窮的煩惱。可以說，人類向生物學習的歷史就是一部生產力發展的歷史，而與生物的"相愛相殺"則是人類掌握戰爭技巧的啟蒙一課。伴隨著生物學、物理學及數學等學科的蓬勃發展，軍事仿生學獲得瞭在戰爭中施展拳腳的有力支撐，並跟隨著戰爭實踐的演進而不斷進化。
軍事仿生技術的興起
作為生物界的一分子，人與其它生物最顯著的區別就在於能夠創造並使用工具進行勞動，最初的勞動工具很大部分亦源於生物，如貝殼、獸角及獸骨。在此基礎上，人們模仿動物的角、爪、牙齒和尾針等，制造出瞭石錐、石刀及石針等更多生產工具，生產效率得以逐步提高。在原始社會，借助這些工具的幫助，原始人應對猛獸，捕食獵物，在維持生存的基礎上逐漸有瞭更多的食物，人與人之間的爭奪就此展開——從前用於生產的工具直接變成瞭用於殺傷的武器，這是仿生手段用於戰爭的雛形。
▲石錐
伴隨著人類生產能力的提高，從新石器時代晚期開始，武器從生產工具中逐漸脫離出來，成為具有專門用途的一類工具。這些經過實踐檢驗改進而成的工具，在模仿生物方面形成瞭更加突出的鮮明特色。例如，在我國雲南曾出土瞭大量的青銅兵器，被認為是世界上最早的"仿生兵器"，其中很多文物代表瞭冷兵器時代武器仿生制造的基本思想，如鳥頭形銅啄、蛇頭形銅矛及狼牙棒，等等。這些兵器不僅在殺傷功能部分對動物的身體或器官形狀進行瞭模仿，而且在手持部分還繪有鳥、蛇、蛙等相應紋飾，可謂"形神兼備"的仿生傑作。無獨有偶，在同樣悠久的古代埃及文明中，也有類似的武器出現。著名的克赫帕什鐮形刀設計獨特，不僅有強大的劈砍威力，而且彎曲部分還能設計成倒鉤形，用來格擋武器和勾回對手的盾牌，十分好用。其名稱"Khopesh"在古埃及語中也有"牛腿"之意，意指該刀的形制是照著牛腿的樣子而設計的。
▲虎噬牛狼牙棒
雖然，古人們模仿動物設計武器的實踐已經十分普遍，但由於缺乏科學理論的指導，大多數的改進都始於靈感、借助於經驗，且嚴重受制於材料強度的限制，因而改進的過程也十分緩慢，猶如現代科學起源前夜的中世紀一樣漫長。然而，人類並沒有放棄這一艱辛的探索，在一些先驅者的帶動下，做出瞭讓人嘆為觀止的仿生壯舉。
如果我們以時間順序回顧一種武器裝備的發展史，就可以清晰地看出仿生學在軍事領域應用的演進及其對戰鬥力進步的持續貢獻。
伴隨著戰爭從陸地蔓延至海洋，戰船成瞭海戰必不可少的作戰平臺。對於這種模仿魚類外形而建造出的交通工具，優化結構和增強動力一直是困擾造船者的兩大難題，而用於作戰需要的戰船對此要求更高。為瞭優化戰船的結構，滿足撞擊的需要，公元前800年，戰船有瞭青銅鑄造的船艏沖角，使戰船的沖擊進攻更具威脅的同時，也能保護自身結構的完整。在防守措施上，為瞭增強戰船在破損後的生存能力，仿照魚鰾的原理，中國宋代的戰船已經普遍采用瞭水密艙壁技術，使船體的部分創傷不至於造成全船的傾覆，充分體現瞭古代勞動人民的非凡智慧和卓越才能。到瞭13世紀之時，秦世輔建造瞭自重約60噸的"鐵壁鏵嘴平面海鶻"戰船，模仿甲殼類昆蟲，用鐵板覆蓋在艙壁上，成為裝甲船的祖先。為瞭增強戰船的動力，人們先是模仿魚鰭造出瞭船槳，協助風帆為船提供動力。公元前700年，腓尼基和希臘等國造出瞭兩層槳的戰船，後又出現三層槳戰船，在地中海各國海軍中大肆流行。增加槳的數量和帆的面積一度成為增強戰船動力的主要改進方式。到公元600年後，我國唐代的離皋發明瞭車船——增加瞭輪槳的槳帆船，成為後來機械明輪船的先驅。而輪子的雛形也來源於植物——四千多年前，我們的祖先"見飛蓬轉而知為車"，即見到隨風旋轉的飛蓬草而發明輪子，做成裝有輪子的車。
▲南宋海鶻船
漫長的中世紀見證瞭古代軍事仿生技術的緩慢發展。在長達幾個世紀的時間裡，人類先是增加瞭戰鬥盔甲的厚度並使用瞭新的材料，增強瞭人的生存能力；繼而馴服瞭戰馬，發明瞭沖擊力強大的騎兵群戰術；而後又增加瞭矛的長度，使步兵有瞭抵抗騎兵沖擊的有力武器；進而，火藥的發明和傳播，使人類掌握瞭在狹小空間內集中釋放能量的技術——火器應運而生，開始替代冷兵器，逐漸成為戰場的主角。歐洲三十年戰爭見證瞭近半德意志人口的犧牲，但這些戰爭的代價並沒有使人類在軍事仿生學上有突飛猛進的發展。
▲北宋時期的火銃
反觀遙遠的東方，同時期的我國古代勞動人民展開豐富的想象力，在大量勞動和戰爭實踐的基礎上，不斷進行著軍事仿生領域的探索。在該時期較有代表性的當屬利用火藥進行的一系列仿生實踐，例如，生活在約14世紀末的陶成道（官位為"萬戶"），希望利用火箭和風箏實現自己像鳥一樣飛翔的夢想。但由於缺乏足夠的前期理論研究，火箭推力、飛行器結構等各方面條件都不成熟，陶成道在實驗時獻出瞭寶貴的生命，他也因"萬戶飛天"的壯舉而成為瞭"世界航天第一人"。另如，明代勞動人民根據火藥噴射時產生反作用力的原理，模仿烏鴉的形狀和傳說中"龍"的樣子分別制造出"神火飛鴉"和"火龍出水"兩種火器，在攻城和水戰中達到瞭不俗的效果。
▲神火飛鴉
這些主要由工匠主導的軍事仿生實踐，在古代自然科學中獨樹一幟，為近代和現代自然科學提供瞭寶貴的經驗，更直接為仿生學在軍事領域的理論化發展和深入實踐提供瞭一條獨特的發展進路。
軍事仿生進入2.0時代
亙古以來，推動人類一切技術進步的總動力都離不開社會經濟基礎，軍事仿生技術也是在此基礎上發展起來的。經過長期的生產實踐和科學積累，軍事仿生終於迎來瞭它的2.0時代。
15世紀中葉之後，在人類拓展市場和發展經濟需求的推動下，大規模航海探險活動為人類呈現瞭一個嶄新的地球，其中不乏大量聞所未聞的動物、植物等經驗材料，可供軍事仿生借鑒。更為重要的是，伴隨著天文學的發現而喚醒瞭近代自然科學，以伽利略、哥白尼等為代表的科學巨匠所倡導的註重觀察、實驗和理性思考的方法，使仿生學及其軍事應用第一次有瞭科學的理論指導。值得註意的是，文藝復興時期所倡導的人文主義思想，使人們更加關註自身。生理學、解剖學的初步發展使人類第一次理性地打開瞭自身世界這扇奇妙的大門，為仿生學實踐從人體機能中汲取靈感提供瞭可能。
▲仿生學
眾所周知，對於任何一門具有長遠意義和研究價值的學問而言，再多單打獨鬥、零零散散的發明創造都無法提供持續而深入的相關理論及研究成果，仿生學也是如此。
當仿生設計在建築、機械、藝術、甚至心理學等領域積累瞭大量零散實踐案例的同時，軍事仿生主要經歷瞭兩次世界大戰和軍事力量建設的考驗，已在航空航天、偵查探測、結構力學、偽裝防護、軍事醫學等方面進行瞭諸多卓有成效的嘗試，成為仿生領域極具特色的一個專門方向。到20世紀40年代，人們開始明確意識到人造工具與生物之間存在著千絲萬縷的聯系，甚至有一些科學傢明確指出生物和工程技術的自動調節系統在原理上是相通的，但學界公認的"仿生學"概念依然沒有出現。20世紀40年代後期，申農展開瞭對信息論的研究，在此基礎上人們發現瞭一切通信與控制系統所共有的特點；1949年，維納的《控制論》出版，從此把生物科學和工程技術從理論上聯系起來，成為在原理上溝通生物系統與技術系統的橋梁，奠定瞭生物與機器在控制與通信上進行類比的科學理論基礎。萬事俱備，隻欠東風。至此，仿生學在實踐和理論上的準備都已較為成熟，學科化和體系化的蛻變呼之欲出。
▲《控制論》
1960年，第一屆仿生學研討會在美國俄亥俄州召開。在這屆大會上，"仿生學"正式成為一門獨立的學科，其定義首先由斯蒂爾博士給出："仿生學是模仿生物系統的原理以建造技術系統，或者使人造技術系統具有生物系統特征或類似特征的科學"，簡而言之，仿生學就是"模仿生物的科學"。
從此開始，仿生學不僅自身的發展有瞭逐漸明晰的內涵和外延，而且與其他學科的交叉互動也更加順暢，軍事仿生學也因此而有瞭更加堅實的學科平臺，其2.0時代就此到來。
軍事仿生技術是指模仿生物系統的原理和功能來創新軍事技術，以達到提高武器裝備性能、優化戰略戰術水平、增強管理指揮效能等目的的技術。按照具體用途的不同，軍事仿生學的研究內容主要包括軍事技術仿生、軍事戰略戰術仿生、軍事指揮控制仿生、軍事後勤保障仿生等。作為仿生學研究的主要分支之一，軍事仿生技術提高在戰鬥力方面具有極強的生命力。歷史已經有力地證明，善用仿生技術的軍隊能夠在戰場上掌握更多先機，更易走向勝利。
大放異彩的仿生武器裝備
兩次世界大戰是人類有史以來規模最大、參戰人數最多、使用武器最多的戰爭，也是人類戰爭手段的集中展示。其間，軍事仿生技術在戰爭的各個階段、戰場的各個角落隨處可見，在大放異彩的同時也增加瞭戰爭的殘酷性，值得人們深刻反思。
在第一次世界大戰期間，仿生學的初步應用就給戰場力量對比帶來瞭極大的改變。
早在16世紀，人類為瞭探索海底，就已提出瞭"可以潛水的船隻"的構想，開始瞭建造潛艇的探索。為瞭解決在水底自由浮沉的難題，人們毫不猶豫轉向生物學習——水母、烏賊、魚等生物都生長有鰾，可以通過調整鰾內空氣的體積來靈活控制其在水下的沉浮。以此為靈感，美國獨立戰爭時期的大衛·佈什奈爾建造瞭"海龜號"潛艇，可以通過腳踏閥門和壓力水泵控制水艙的註水和排水，達到控制沉浮的目的。"海龜號"也是史上最早用於軍事目的的潛艇，進行瞭首次襲擊軍艦的嘗試。
▲海龜號
到第一次世界大戰前夕，潛艇經過不斷的改進，已經基本解決瞭沉浮控制和動力的難題；仿照魚類的外形，也解決瞭艇體外形和主戰武器的問題——流線型的潛艇配備瞭魚雷，具備瞭遠距離打擊能力。第一次世界大戰開始後，利用深水這個天然屏障，潛艇在艦隊和港口神出鬼沒，完成瞭一次又一次的奇襲。其中，最為重視潛艇運用的德國，率先將潛艇投入戰鬥，取得瞭一戰中最為輝煌的潛艇戰績。據保守估算，在整個一戰期間，德國潛艇攻擊協約國和中立國船隻的戰損比高達1:34，德國用損失178艘潛艇的代價擊沉瞭約1800萬噸的商船和軍艦，給嚴重依賴海運的英國帶來瞭極大的損失，並牽制瞭協約國的防禦力量。從此以後，潛艇運用和反潛鬥爭成為瞭海戰中不可忽視的重要課題。不得不說，這些戰果背後，都有仿生技術的貢獻。
▲魚雷
到瞭第二次世界大戰時，軍事仿生技術吸取一戰的經驗教訓，在更好的工業基礎上繼續發展，發揮瞭更加關鍵的作用。聲吶就是其中的典型代表。水中探測一直是困擾軍隊的一大難題，但已有探測手段卻無法勝任水中探測任務：光波和電磁波在水中的作用距離太短，難以實現有效的遠程探測。經過反復研究，人們註意到瞭生物界的幾位探測能手：蝙蝠可以在黑夜中快速地捕捉獵物，即使蒙上眼睛也無妨；海豚和鯨魚可以在海裡高速遊泳，並發現幾百米外的魚群。經過觀察，科學傢發現他們都有一個共同的本領——利用超聲波反射原理確定物體的位置。很快，英國海軍的劉易斯·尼克森就於1906年發明瞭"聲吶"，用於偵測潛艇。但此時的聲吶僅能被動聽取聲音，探測能力還比較弱。1915年，法國電氣工程師和俄國電氣工程師合作研發出瞭第一部用於偵測潛艇的主動式聲吶，開啟瞭後續聲吶設備設計的先河。1923年，主動式聲吶已經裝備瞭英國皇傢海軍的驅逐艦隊，這距離發明最早的聲吶僅僅過去瞭17年；到1935年，皇傢海軍艦隊中半數以上的驅逐艦都裝備瞭聲吶，不得不感嘆戰爭對軍事仿生技術的巨大促進作用。
▲聲吶
在軍事技術的發展中，進攻和防禦手段總是交替革新的。在第二次世界大戰中，為瞭躲避艦載和機載雷達對潛艇的探測，納粹海軍研制出瞭潛艇的"通氣管"裝置，可以使潛艇的充電過程更為隱蔽，大大降低瞭被發現的幾率。與此同時，剛剛投入實戰不久的聲吶性能還差強人意，英國幾乎一度要重蹈一戰時被德國潛艇宰制的覆轍。在戰敗的巨大恐懼中，聲吶的改進腳步從未停歇。1939年，英國在標準聲吶裝置上加裝瞭一個距離顯示器，它可以指示發射深水炸彈的最佳時機。在相同原理的指導下，聲導魚雷也應運而生，即將聲吶聽聲定位的原件配備在魚雷上，讓魚雷追尋聲音來源發動攻擊。同時，機載的浮標式聲吶也投入使用，與雷達、磁感探測等手段相互配合，形成瞭應對潛艇進攻的立體偵查和防禦網，最終成功挫敗瞭納粹德國的"狼群"戰術。
▲潛艇的"通氣管"
軍事仿生創新的基本方式
回顧漫長的軍事仿生史，人類已經從生物身上汲取瞭太多智慧。歷經無數次戰爭的勝利和失敗，軍事仿生本身已成為極具復雜性和綜合性的一個研究領域，似乎讓人眼花繚亂。但遵循技術本身發展的邏輯，我們總能找到技術演進的主要脈絡。從模仿生物的不同靈感來源，我們可以看到軍事仿生的幾種基本方式，掌握其創新的主要途徑。
結構上模仿
毫無疑問，生物體的結構是人類認識生物最為直觀的屬性。結構決定功能，許多生物之所以能夠在自然界生生不息，就是取決於其特殊的內外結構，而軍事仿生正是認識並利用瞭這些特殊的結構，達到瞭特定的軍事目的。
在外形結構上模仿生物最為典型的例子當屬飛機。飛機機翼的靈感主要來源於鳥類飛行時翅膀的狀態。作為氣體動力學創始人之一，英國科學傢凱利經過細致觀察和深入研究，模仿鳥翼設計瞭一種機翼曲線，奠定瞭現代機翼設計的基礎。法國生理學傢馬雷所著的《動物的機器》一書，專門研究瞭鳥類飛行，並對鳥類的翅膀負荷和體重的關系進行瞭專門研究。俄國科學傢茹可夫斯基在前人基礎上，提出瞭航空動力學理論，將模仿鳥類的成果進一步理論化。終於，在大功率輕便發動機的幫助之下，美國的萊特兄弟在1903年駕駛著第一架真正意義上的飛機，實現瞭人類飛天的千年夢想，而飛機也在日後的戰爭中成為瞭不可或缺的主角之一。
▲萊特兄弟
作為優秀的"暗夜獵手"，貓頭鷹的翅膀形狀給夢想無聲飛行的人類提供瞭關鍵的啟示。當今唯一的隱身戰略轟炸機B-2和美國現役的F-22、F-35隱形戰機等，都模擬貓頭鷹的翅膀而采用輕便且寬大的機翼，大量使用瞭鋸齒狀邊緣結構的消聲技術，從而平穩瞭高速飛行中產生的大量尾部湍流，極大降低瞭飛機的噪聲，為增強音頻隱身性能立下汗馬功勞。
▲F-22A隱形戰機
同樣，伴隨著生物學和解剖技術的進步，人們對生物內部結構的認識也逐漸深入，獲得瞭更多軍事仿生方面的啟發。
作為大規模殺傷性武器的代表，化學武器極具威懾力，其靈感就來源於一種昆蟲——氣步甲，俗稱"放屁蟲"。化學武器的大規模使用始於第一次世界大戰。在使用仿生技術之前，普通的化學毒劑裝在炮彈內不僅腐蝕彈體，且預先制備難度大，性質極不穩定，對己方也十分危險。一籌莫展之時，科學傢註意到生物界的"化學武器專傢"——氣步甲。在它的肚子裡有兩個腺體，一個生產對苯二酚，另一個生產過氧化氫。平時兩種物質不接觸，一旦遇到危險，氣步甲就迅速將兩個腺體裡的物質混合到一起，在酶的作用下迅速生成100度的毒液，噴射而出，嚇退捕食者。受此結構啟發，科學傢研制出瞭先進的二元系化學武器。這種化學武器的體內不直接裝填毒劑，而是將相對無毒和或低毒且穩定的藥劑分別裝填在彈體內隔墻的兩邊或兩個容器內，在彈丸飛行過程中阻隔裝置破裂或炸開，使兩種藥劑混合，迅速發生化學反應，產生毒劑，達到殺傷目的。二元化學武器易於生產、儲存及運輸，安全且不易失效，迅速從"傷敵一千自損八百"的雙刃劍變成瞭"窮人的核武器"而被大規模擴散。雖然《禁止化學武器公約》在一定程度限制瞭化學武器的生產，但主要針對的還是一元化學武器，一些國傢因此大力發展二元化學武器，成為懸在人類頭上的一把達摩克裡斯之劍。
▲放屁蟲
長頸鹿是世界上最高的動物，其血壓高達160-260毫米汞柱。在通常的理解中，在如此高的血壓之下，當長頸鹿低頭飲水時，大腦的位置會低於心臟，突然增高的腦部血壓會使血管破裂，帶來危險。但長頸鹿靠著厚實而緊繃的皮膚將血管箍住，平衡瞭過高的血壓，毫不受其影響。依照此原理，科學傢設計出瞭供戰鬥機駕駛員和航天員穿的"抗荷服"。這種服裝可以根據駕駛員承受的局部過高血壓而產生相應的反壓力，提高瞭執行任務中的舒適性和安全性。
▲抗荷服
材料上借鑒
材料科學的進步使人類借鑒生物體材料的功能成為可能。雖然人是賦予自然界全部意義的"萬靈之首"，但生物的諸多特殊功能卻是人體所不具備的。因此，人類在先進材料制造方面，大有向生物學習的空間。
▲材料科學
以殺傷敵人為目的的戰爭給人們帶來瞭肢體上的傷痛，不少人從戰場歸來，身陷殘疾卻終生無法復原。但是不少動物卻沒有這方面的煩惱，它們的身體殘缺之後可以完美復原，如水螅、蚯蚓及蜥蜴，等等。經過研究發現，這些生物之所以有這種"特異功能"，是因為它們的細胞受到傷害後會釋放出一種刺激鄰近細胞發生分裂的物質，使身體重新長出失去的部分。但成熟的人體卻會在同樣情況下分泌一種作用相反的"抑素"，抑制瞭同種組織的幼稚細胞發生分裂。據此原理，科學傢通過化學刺激和物理刺激等方法試圖使人也具備一定的再生能力，取得瞭成功。早在1975年，美國醫生就已成功用這種方法幫助一些兒童恢復瞭意外切斷的手指。如果能夠將此技術大規模應用於戰場救護，會使很多傷殘軍人重獲失去的肢體，享受健全人的自由。
▲蜥蜴斷尾再生
對於如何處理槍彈造成的貫穿傷等較大創口，仿生技術也有"高招"。沙塔蠕蟲是一種生活在淺水中的小型生物，可以分泌一種粘性物質來粘貼沙粒和碎貝殼，為自己建造庇護所。這種粘性物質不僅粘度高、高度防水，而且能迅速凝固，是一種十分高效的粘合劑。受此啟發，美國生物工程學傢傑弗裡·卡普試驗瞭一種手術用液體膠水，在特制LED燈的照射下，塗抹在器官創口上的膠水即使在有血液的情況下也可以迅速凝固，將創口封閉，甚至在心臟這種不停運動的器官上也同樣奏效。這種膠水可用於彌合身體活動器官的孔洞創傷，免去瞭縫合帶來的周圍組織損傷，並大大降低瞭感染風險。該膠水已經成功幫助大鼠和狗粘合瞭心臟和口腔中的孔洞，並進行瞭初步的人體血管粘合試驗，取得瞭良好效果。不難想象，一旦這種技術形成便攜式的產品配備部隊，就可大大節省戰場救護時間，並減少戰鬥人員因中彈後瞬時失血過多帶來的傷亡。
▲來自沙塔蠕蟲的靈感發明的膠水
運動方式上學習
直立行走的人類在運動能力上與很多動物存在差距，因此，動物的運動能力和運動方式一直是人類學習的對象。在軍事領域也是如此。在生物個體運動方式、群體運動方式以及與環境的互動方式等方面，軍事仿生都大有可為。
首先，在個體運動方式上，生物給瞭人類關鍵性的啟發。例如，在萊特兄弟發明飛機之後，人類對飛行速度的要求逐步提高。但受制於螺旋槳飛機飛行高度的限制，飛機的最快速度局限在650公裡/小時以內，飛行高度也從未超出7600米。從小受飛行員父親熏陶的英國人惠特爾對改進飛機有著濃厚興趣，立志將飛機的性能提升到一個新的高度。一次偶然的機會，他參觀海洋博物館時發現，烏賊遇到危險時可以以極快的速度逃生，而推動它逃跑的正是尾部噴出的水。受此啟發，惠特爾提出將渦輪發動機作為飛機的動力源，通過噴出氣體的反作用力推動飛機前進，必將大大提高飛機的速度和飛行高度。幾經失敗和挫折，第一架噴氣式飛機終於在1941年誕生並試飛成功，從此開啟瞭飛機的超音速時代。在二戰軍事需求的推動下，英國與美國合作，迅速生產出第一種噴氣式戰鬥機——"流星"戰鬥機，並投入戰場。雖然此種噴氣式戰鬥機未能與德國的競爭對手在二戰中相遇，但同樣創造瞭戰鬥機截擊V-1導彈的驚人戰果，名垂戰史。
▲噴氣式飛機
其次，生物的群體運動方式也引發人類思考，撬開瞭新技術大門。隨著控制論、管理學等學科研究的深入，科學傢對動物的群體運動方式產生瞭愈發濃厚的興趣。在軍事領域最為直接的應用當屬對蜂群運動方式的考察。研究發現，蜜蜂在成群飛行時能夠通過與同伴的簡單交流而保持一定的隊形，朝向一個方向移動，並確保同伴之間互相不碰撞。但蜂群在整個復雜的飛行任務過程中，卻沒有一個明確的指揮者。據此原理，軍用無人機可以模仿蜂群的運動方式，運用智能控制系統打造出"無人機蜂群"。這種由多個無人機組成的機群不僅具備與蜂群相似的屬性，而且具備難以防范、成本低廉、行動隱蔽等突出優勢。一旦技術成熟，可以完成電子戰、偵查搜索、防空制空、撞擊、轟炸等多種任務，是未來戰場上不可忽視的無人力量。
▲無人機蜂群
另外，生物與環境的互動方式也被人類發現，催生瞭改變戰爭的裝備革新。第一次世界大戰中，德軍首次在陣地戰中使用瞭毒氣，毫無防備的英法聯軍損失慘重，5000多名官兵中毒身亡。為瞭防禦後續可能遭遇的毒氣襲擊，協約國科學傢對毒氣污染過的戰場進行瞭考察，發現陣地上大量的野生動物也因毒氣喪命，但野豬卻奇跡般地存活瞭下來。通過研究野豬的習性，科學傢發現野豬喜歡用鼻子拱地，當毒氣來襲時，野豬將鼻子放入拱動過的泥土中，松軟的泥土起到瞭過濾毒氣的作用，使野豬逃過一劫。據此原理，科學傢用能吸附有毒物質且透氣好的木炭代替泥土，裝入豬鼻子形狀的過濾盒中，迅速制造出瞭首批防毒面具。防毒面具一經使用，立刻打破瞭毒氣帶來的巨大恐懼。經過不斷改進，防毒面具如今已成為步兵的基本裝備之一，為作戰人員保駕護航。
▲防毒面具
仿生學3.0時代的未來戰爭
如今，仿生學已經成為橫跨物理學、數學、生物學、化學、管理學、信息科學、系統科學及社會學等諸多學科的交叉學科，在社會生產和人類生活的各個角落發揮著不可替代的作用。借助仿生學蓬勃發展的東風，軍事仿生技術也在新的起點上開啟瞭它的3.0時代。精細化、智能化、網絡化及集成化的軍事仿生技術正在顛覆現有戰場格局，加快塑造未來戰爭的嶄新面貌。
深度開發的仿生資源
生物資源的開發深度是隨著人類認識能力的提升而不斷加深的。過去，人們認識生物的方式比較"直觀"——僅能通過肉眼觀察，對生物的模仿和借鑒就隻能停留在外形、宏觀結構層面；光學顯微鏡發明之後，生物的微觀結構開始揭開其神秘面紗，細胞級別的認識與仿生也由此展開；待掃描隧道顯微鏡發明後，人類對物質的認識能力躍升到瞭單個原子級別，納米技術的迅速興起使仿生實踐開啟瞭新時代。模仿人類處理信息模式設計的電子計算機，極大提高瞭人類的工作效率，開啟瞭信息化時代的大幕，使大規模數據仿真和數據分析成為可能。在這個信息爆炸式增長的時代，如果說有什麼因素限制瞭仿生技術向縱深發展的話，與其說是技術工具，不如說是人類的想象力。仿生技術已經在新起點上，有瞭眾多讓人耳目一新的深度發展，並具備極大的軍用潛力。
生物膜是仿生領域近年來新興的研究方向。作為生物體的一個基本組織，生物膜經過億萬年的進化，具備瞭近乎完美的功能：具有自由擴散、物質運輸、能量轉換等多種特殊能力。在充分研究生物膜的物質組成和結構特征後，科學傢開發出瞭與其相似的仿生膜，已經在多個領域取得不俗成果。而仿生膜一旦廣泛用於軍事領域，特別是軍事醫學領域，將對軍隊的醫學保障能力產生巨大變革。
▲生物膜
軍人在作戰時難免會遭遇各種身體創傷，有時甚至一個很小的傷口就能帶來極大的損傷，甚至因此而喪命。而在野外不良的衛生條件和緊急的戰爭環境中，如何高效地處理傷口一直是困擾軍事醫學專傢的難題。仿生技術的出現使這一難題有瞭完美解決的可能。例如，美國科研人員研制出瞭一種外用矽基薄膜，可以在皮膚表面形成一個可穿戴的高分子層，對下方的皮膚進行物理強化，同時提供一個透氣的阻擋層。這是仿照很多生物膜所具有的生物活性，即對特定的分子具有識別和阻攔能力，對其他分子則具有高通過性。這種類似"第二層皮膚"的技術可以處理皮膚受損問題，也可以用於藥物輸送和敷貼傷口。一旦制備成類似"創可貼"的便攜膠佈，就可以幫助軍人快速處理皮膚上的小創口，提高生存能力。
▲新型創可貼
生物資源深度開發的另一典型案例就是對生物算法的模擬。仿生算法是基於對生物行為和活動的研究，通過模擬自然界中生物依靠自身調節功能來優化生存狀態的行為機制，對特定決策行為進行賦值，按照生物的行為規則進行迭代計算，輸出最優化的結果。仿生算法的優勢在於不僅提高瞭算法在異常情況下的可用性，而且大大減少瞭針對大規模問題的搜索次數和時間，在要求快速精準決策的軍事領域具有天然的應用優勢。近年來各類新興的仿生算法層出不窮，如狼群算法、蝙蝠算法、螢火蟲算法及猴群算法，等等。目前，它們已可用於敵我目標識別、戰略決策優化、火力分配模擬等決策輔助。相信隨著大數據和仿真技術的發展，仿生算法可以為戰場決策提供更有價值的參照，助力制勝信息化戰爭。
▲狼群捕獵模型
此外，仿生模式識別也是已投入應用的新興仿生技術之一。該技術是模仿人類"認識"事物的過程，利用數學方法讓機器"認識"不同事物從而加以區分的理論模型，是由我國王守覺院士在2002年首先提出的。經過十多年的研究，已經取得瞭不俗的成果，其中一些成果已經在民用領域進行瞭應用。在軍事領域，仿生模式識別可以幫助軍隊尋找目標、在人群中辨認打擊對象、識別網絡攻擊行為、以及檢測電路系統故障等。
▲王守覺院士
升級版的傳統仿生技術軍事應用
和平時期的軍備，一方面限制瞭大規模殺傷性武器的發展，另一方面也使各國的目光投向更具前景的高技術軍備，仿生手段正是高技術軍備中最具發展潛力的方向之一。在新材料技術、新工藝手段和大工業基礎的支撐下，傳統軍事仿生技術得到瞭升級版的改造，有些甚至能夠帶來顛覆性的變革。
▲仿生機器魚
在新材料技術方面，蜘蛛絲可能給防彈衣帶來革命。面目可憎的蜘蛛是生物界的建築能手，蛛絲的強度比同直徑的鋼絲高出4倍，且具備超強的彈性和防水性，是制造防彈衣的理想材料。但由於蜘蛛喜歡獨居的習性，批量生產蛛絲就成為幾乎不可能完成的任務。2016年，美國"凱瑞格"生物工藝公司提出瞭一項大膽的想法：將蜘蛛的基因片段植入蠶的體內，使其能夠吐出類似蛛絲的生物材料，給批量生產蛛絲防彈衣提供原料。一旦成功，取代現有笨重防彈衣的將是輕薄柔軟、強韌舒適的全身防彈衣，必將大大降低戰場的傷亡率，提高戰士的戰鬥力。
▲防彈衣
在新工藝技術方面，DNA計算可能會撼動傳統計算機在特定領域的統治地位。經過漫長的探索，人類終於發現決定生物體遺傳性狀的關鍵因素——DNA，從此對DNA的認識和應用也如火如荼地展開，DNA計算機就是一個熱門研究方向。區別於傳統計算機以邏輯電路的高低電平狀態作為存儲信息的基本形式，DNA計算機將信息以分子代碼的形式存儲在DNA上，用特定的酶對分子排列進行改變，作為信息處理的工具。而反應前後分子不同的排列狀態，就是輸入和輸出結果。目前，這種看似復雜的運算方式雖然還不如傳統計算機方便快捷，但已經在特定領域顯現出瞭傳統計算機不可替代的優勢。早在1994年，就有美國科學傢阿德勒曼利用DNA計算機成功求解瞭"漢密爾頓路徑問題"（即在確定起點和終點的多個點之間尋找單次行走的最短路徑）。這一看似簡單的問題卻沒有一個現成公式可以套用，僅能通過窮舉法相互比較方可求解。因此，如果交給傳統計算機，就需要大量的計算時間。當年，阿德勒曼利用他的DNA計算機，僅花瞭一星期時間就求解出傳統計算機幾年才能算出的最短路徑。不難預見，在對時效性要求極高的軍事行動中，快速尋找最短路徑必然能夠帶來作戰行動決策的整體改觀。雖然目前DNA計算機無法如傳統計算機一般便捷操作，但在軍事領域的應用趨勢已經顯現，或在不久的將來投入戰場。
▲DNA計算
另外，隨著生物技術的廣泛傳播和大工業基礎的日臻完善，過去成本高昂的材料和技術越來越"接地氣"。更加便捷的仿生技術一方面給低成本軍事應用帶來瞭機遇，另一方面也帶來瞭新的非傳統安全風險。駭人聽聞的生物武器一度是國傢和軍隊的專利，其制備、存儲、運輸等條件苛刻，需要專門的機構來操作實施，普通人難以涉足。但伴隨著生物工程技術的普及，越來越多的人掌握瞭基因改造技術，廉價的基因編輯工具也變得越來越容易獲取，使"生物駭客"這一角色悄然出現。這些掌握基因編譯技術的專業人士，倘若被不法之徒脅迫利用，合成出帶有損害性基因的細菌等生物載體，一旦投入社會將造成無法預期的傷害。因此，對於這種仿生技術濫用的非傳統威脅，我們也必須提高警惕。
▲DNA改造技術
生物主導的未來戰場
在現有戰爭形態中討論下一場戰爭的樣式，是長久以來人類未雨綢繆的典型表現。站在信息化戰爭方興未艾和智能化戰爭蓬勃發展的今天審視明天，生物技術已成為未來戰爭中不可忽視的重要角色。生物對未來戰場的主導地位，在邏輯上是由戰爭手段的辯證發展決定的，在實踐上是由已有的技術基礎決定的。
▲生物技術
縱觀人類的反戰史，充滿著人類對毀滅自身武器的恐懼。從《特定常規武器公約》、《禁止化學武器公約》，到《全面禁止核試驗條約》和《全面禁止核武器公約》，以及《反彈道導彈條約》等，人類不斷地將耗資巨費研發出來的利劍折斷。在人工智能大踏步前進的今天，人類又通過協定將這隻伸向戰場的手臂束縛住，防止又一種可能導向人類毀滅的武器走向失控。2016年，在第五屆《特定常規武器公約》審查大會上，123個成員國一致同意於今年正式討論可自主選擇並攻擊目標的人工智能武器系統帶來的挑戰；今年，在2017年國際人工智能聯合會議上，人工智能領域的116名專傢正式向聯合國發表公開信，呼籲采取相關措施來制止圍繞"智能武器"而展開的軍備競賽。這種看似矛盾的行為正是體現瞭戰爭自身的辯證法：戰是為瞭不戰。
▲禁止核武器
然而，在生物學蓬勃發展的今天，軍事仿生技術卻幾乎未受到任何限制，所有雄心勃勃的軍事力量都在改進和開發軍事仿生技術上不遺餘力。當然，這與軍事仿生技術尚未對現代戰爭直接造成顛覆性影響有關。但歷史已經雄辯地證明，生物界是軍事技術無窮無盡的靈感來源，在每一次系統性的軍事革命中，甚至在每一個微小的軍事技術進步中，生物都沒有缺席。甚至可以毫不誇張地將，生物界本身就是一個龐大的武器庫，已有的武器裝備都直接或間接地帶有某些生物的影子。因此，隻要戰爭存在，軍事仿生手段就會一直存在並發展下去，它是無法被限制和禁絕的——離開仿生技術，參加作戰的就隻能是震顫著機翼的戰機、丟掉護甲的坦克和非流線型的戰艦，這是難以想象的。
▲基因
前不久，美國醫療部隊在俄采集人體RNA和滑膜液樣本一事引發轟動，人們似乎已經看到瞭躍躍欲試的基因武器，對軍事仿生技術的擔憂一度甚囂塵上，大有基因戰爭即將全面打響之意。雖然，真正的基因武器在短期內無法實現，但並不代表未來無法實現，人們的擔憂並非偶然。電子計算機的發明使人類進入瞭信息時代，生物技術是在信息時代之後，又一醞釀著顛覆性變革的技術領域。對於生物技術主導未來戰場的潛在可能性，人類既滿懷期待，又心懷恐懼。但技術的發展總會遵循其自身的邏輯不斷進化，軍事仿生技術在未來的深度應用已經成為必然的趨勢。我們隻有預先謀劃，才能引領新的變革。
▲仿生機器人
同時，已經帶上枷鎖的武器並未永遠消失，而是會以民用技術的率先發展作為技術演進的主要進路。一旦軍事上的迫切需求出現，不排除有亡命之徒打開潘多拉盒子的可能性，這是人類永遠無法擺脫的"囚徒困境"。在這種情況下，潛力巨大的軍事仿生技術作為連續性較好的一種軍事技術發展思路，將會承擔起發展戰爭的更多重任。不難預測，未來的戰場將是生物技術和仿生技術扮演主角的戰場，在諸多方面會引發變革。
首先，"腦控"技術可能帶來作戰方式革命。該技術通過模擬人腦在產生特定情緒時腦電波的形態，以類似無線電的方式向人體直接發射"有生命的信號"，從而達到改變人的情緒和心理狀態、影響其行動的目的。據報道，早在2007年美軍在伊拉克戰場就可能嘗試過這種技術，曾使激戰中的反美武裝人員主動繳械投降。由於該項技術保密級別很高，尚無更多證據驗證其真實有效性，但直接作用於人腦的打擊方式已經足夠引起人的高度重視。一旦大規模應用，部隊在戰爭打響之前就可消解敵方作戰人員的戰鬥意志，實現另一種意義上的"不戰而屈人之兵"。
▲"腦控"技術
其次，人體增強技術可能引發戰鬥人員革命。人體增強技術是指將生物技術、信息技術與機械手段等相結合，作用於人類的身體，以提升感知能力、記憶力、體能、生存能力等的技術。目前，已經投入試驗和部分應用的單兵作戰系統，就是人體增強技術的集成化運用。美國最新公佈的數字化單兵系統"塔羅斯"，可以讓士兵在保持高效運動的情況下承受更多載荷，更加快速地獲取戰場信息支持，並具備更加輕便可靠的防護力。無獨有偶，俄羅斯最新一代"戰士-3"系統也具備類似功能，其亮點在於信息化的頭盔可以集防護、信息顯示、信息控制等多種功能於一體，改善操作的便捷性。這些人體增強裝備一方面模仿瞭昆蟲的裝甲結構，作為所有子系統的外部載體；另一方面用電子信息手段放大瞭人體原有的功能，如視力、聽力、大腦的記憶功能等，可以說是仿生技術的集大成者。該技術給作戰人員帶來的變革十分直接，將在降低傷亡率的同時極大地提高單兵作戰效能，是各國都在大力發展的軍事仿生技術。
▲Ratnik-3未來戰士
最後，生物能源可能引發戰場的後勤保障革命。古往今來，戰爭中的後勤補給一直是困擾軍隊的一大難題，人們都希望獲得持續的高效能源供應，降低補給成本。生物能源為這一夙願提供瞭一種實現的可能。生物能源是指通過生物的生命活動，將生物質、水或其他無機物轉化為沼氣、氫氣等可燃氣體或乙醇、油脂類等可燃液體的可再生能源。2016年1月，美軍"大綠艦隊"的兩艘導彈巡洋艦正式服役，他們使用的混合能源有一部分是來自廢棄牛肉和牛油所轉化成的生物燃料。生物燃料的使用不僅降低瞭裝備使用的成本，而且在消耗巨大的作戰行動中，也減少瞭對不可再生的化石能源的依賴，是一種可持續的能源供給模式。雖然目前尚未出現全部使用生物能源的裝備，但隨著生物能源效能的逐步提高和工藝改進，相信軍隊的能源革命指日可待。
▲大綠艦隊
此外，執行軍事任務的動物大軍、新一代生物醫療技術等仿生手段的應用，都可能在某些方面給未來戰爭帶來或多或少的變化。而系統性的戰場革命，必定是多種軍事技術突破性進展的綜合成果。因此，我們必須在多個領域同時實現跨越，方可在新式戰爭中塑造未來。
目前，在人類的認知能力所及的范圍內，已經命名瞭約1000萬種生物，仍有約上千萬種生物處在未被發現或缺乏深入研究的階段。毫無疑問，如此龐大的生物界可以為我們提供源源不斷的靈感和直接的實踐參考，為軍事技術創新發展帶來新的機遇。因此，美國國防高級研究計劃局（DARPA）現任局長阿拉提·普拉哈卡爾也堅定地指出："生物是自然界的終極創新者，任何致力於創新的機構，若是未能從這個極其復雜的網絡中汲取靈感與解決方案，都將是十分愚蠢可笑的。"
作者：劉一鳴 石海明（國防科技大學）
來源：軍鷹資訊
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