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现代军事评论:空间信息战的负熵性和分维性

http://jczs.sina.com.cn 2006年10月05日 09:55 解放军报

  黄尊文

  空间信息战是21世纪的新型战争模式。为了推动新军事变革的发展,我们必须研究空间信息战本体论方面的主要特征,即空间信息战的本质、战场和系统等。因为这是空间信息战的重要理论基础。

  空间信息战的本质是熵战

  信息论的创始人香农定义“信息是不确定性的减少”,即“信息等于通信前的不确定性减去通信后仍有的不确定性”,或者说信息是两次不确定性之差。不确定性必然导致混乱无序。事物混乱无序的程度是用熵来度量的,熵是表示事物混乱无序程度的量。熵增则表示事物混乱无序程度的增加。熵原来是热力学的概念,后来逐渐从自然科学向生命科学、社会科学、军事科学领域大范围地推广,形成了“广义熵”的概念。熵不同于质量和能量,不遵循守恒定律。封闭系统的熵,总是自发的趋于最大值,如水中一滴墨汁的扩散、一台机器的报废、一个生命的老死、一场战争的失败、一个国家的消亡等,都是熵自发增加到最大值的结果。因此,爱因斯坦指出:“熵理论,对整个科学来说,是第一法则。”“控制论”的创始人维纳首先将信息与熵明确地联系起来,指出“熵是无秩序的度量,信息是有秩序的度量。”“信息是负熵。”著名物理学家布里渊也指出:“信息就意味着负熵。”

  克劳塞维茨说:“战争是不确定性的王国。”现代战争更是如此。指挥战争,赢得战争,必须使我方尽量减少不确定性,使敌方尽量增加不确定性。孙武说:“知己知彼,百战不殆。”毛泽东说:“情况明,决心大,方法对。”都是指减少甚至消除不确定性。在未来的战争中,由于隐形技术的应用,由于信息干扰、信息欺骗、信息摧毁手段的应用,更难分辨真假有无。“假作真时真亦假,无为有处有还无”的情况会经常出现。

  信息战的本质就是通过输入物质流(如箔条、炭粉等)、能量流(如微波束、激光束以及磁爆弹等)、信息流(如木马程序、逻辑炸弹等),使敌方的信息系统熵增,达到无序态或混沌态。对我方的信息系统则采用多种保护措施,防止敌方的“硬杀伤”和“软杀伤”,使其保持有序态、低熵态。可见,信息战的本质就是熵战。

  空间信息战场是非整数维空间

  当前的军事变革中,广泛使用三维战争、四维战争、五维战争等概念。其实,空间的维数并非一定是整数,也可能是非整数(或分数)。

  非整数维理论也称为分维理论或分形理论,是现代数学的一个前沿分支。世界存在着大量的分维现象。一张纸放在桌面上是二维平面,有纵横两个坐标;若将纸揉成一团,且没有任何间隙,则是一个无缝的球体,是三维球体,除纵横轴外,还增加了一个立轴。但是,纸团是不可能没有间隙的,因此,纸团的维数必然在二维与三维之间,如2.5维、2.8维等等。这就是非整数维。在空间信息战中,天基、空基、陆基、海基的各种信息源、干扰源、摧毁源产生的电磁波以及声、光、热、核等物理场,也是有缝隙,有盲区或空白的,不可能充满整个的三维空间。因此,空间信息战场实质上是非整数维空间,处在二维与三维之间。具体的维数要由信息兵器的数量、性能和分布而决定。维数愈接近3维,说明信息战的能力愈强。

  实际上,声、光、电、热、核的各种物理场在多个地区的分布不可能是均匀的。所以,必须引入“多重分维”及“模糊多重分维”的概念。把系统分成很多区域,各区域的分维称为部分分维或部分模糊分维。

  分析空间信息战场的维数,还与观察的标度有关。不太严格地说,“标度”就是衡量的尺寸或尺度。例如把一根细线揉成一个球,从远处看是零维的点;近些看就是三维的球(其实在二维与三维之间);用放大镜看一小段,又成了一维的线;再放大一些又成了三维的圆柱(也是在二维与三维之间)。也就是说,我们必须具有辩证的战场观。同一场战争,同一个战场,从战略、战役和战斗的角度看,其维数是不同的。

  信息兵器也是如此。信息系统中普遍采用的显示屏,由于干扰而产生“雪花”。“雪花”具有明显的自相似性,是分形理论的典型之一,通过计算其维数为1.2618维,即在一维与二维之间。各种语音信息兵器的输出,都会受到与频率成反比的噪声干扰,称为“粉红噪声”,其维数为0.6309,即在0维与1维之间。

  分维、分形理论,是美籍法国科学家曼德尔布罗特创立的,被认为“开创了20世纪数学的新阶段,是更接近现实世界的数学”。美国著名物理学家约翰·惠勒说:“可以相信,明天谁不熟悉分形,谁就不被认为是科学上的

文化人。”面临军事变革的挑战,以分形分维理论为指针,研究空间信息战具有十分诱人的前景。

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