作者:军鹰智库陈留哥来源:军鹰资讯
1、对时间如何认识?
时间不是一个永恒的固定量,它是一个越来越精确的变量!在农业社会,人们日出而作,日落而息。时间并不重要,大概能知道上午干什么,明天干什么,用沙漏、水漏、烧香等粗略计时就够用了。各个城镇之间,大家各有各自的时间,都是根据当地太阳运行的规律来调整自己的表,也不知道外面的人跟自己的时间差距。军事行动也是在较小的地域范围内,通过锣鼓声响、孔明灯、信号树等方式统一行动时间、寻找战机。在早期的大航海时代,工业文明还没有出现,没有精确的航海钟,大家是没有办法判定自己在海上的位置经度的。早期的钟表只有时针,直到年前后钟表上增加了分针,而年之后的钟表才出现了秒针。
时间变得精确,实际上是技术跃进的一个前提条件。进入工业时代,时间越来越成为人类文明内部的一件事情,跟大自然的关系越来越小。年,英国人韦奇伍德开办了陶瓷工厂,厂里的流水线生产需要精准的时间表,相互配合。哪个环节慢了,会影响后一个环节,甚至整个生产线都会停下来。铁路公共交通的影响也很重要,铁路只能用一张时间表,否则就乱了!年,美国发生了一次严重的火场相撞事故,死亡14人,原因是两列火车工程师都是按照自己家乡的时间工作,而两地的时差差了两分钟。有了列车时刻表,人们才普遍接受了在日常生活中遵守精准的时间刻度。年,哈里森发明的机械航海钟在跨越大西洋81天的航行中只是慢了5秒!年,英国人肖特制造的双摆天文授时机械钟,误差是每天几个毫秒。年,用具有压电效应的石英钟问世,计时误差每天可以控制在0.1毫秒内。20时间50年代,利用原子钟的电子在特定能级间跃迁是辐射出的电磁波的周期计时,误差每天可以控制在纳秒级。在信息时代,人直接对时间要求已被普遍满足,反而是人类发明的各类技术和设备对时间的要求越来越高。
钟表再精准,没有大家都承认的标准时间,小范围协作可以,范围一大就不行了。随着全球协作的加深,时差的问题就更加突出了,迫切需要一个全球统一的标准时间。在英国格林尼治天文台的一栋八角建筑的屋顶上,有一个红色的圆球,圆球直径1.5米左右。这个球从年开始就在这个位置上,每天12:55准时升起,在13点时准时落下,上升下落时间非常精确。十九世纪英国航海家出发前,都要来天文台跟这个红球对表。这样结合太阳的方位高度就能计算自己航行中的经度。随着无线电技术的发展,人们开始在较大范围通过无线电授时来统一标准时间;在现代社会,随着卫星应用技术的成熟,人类已经在全球范围实现了基于卫星的时间基准统一。
现代社会所有的事务都在高速地运转,已经超出了人类理解和反应的极限。例如,金融领域的许多实际行动都发生在毫秒之间。高盛集团和其他金融公司支付了数千万美元的光纤电缆费用,以缩短信息从芝加哥传输到新泽西的时间,然而这个时间仅仅缩短了4毫秒(从17毫秒缩短到13毫秒)。芝加哥的一家高频交易公司,为了提高0.1秒左右的交易(抢单)时间,专门花了1亿多美元改进芝加哥到纽约的光纤专线。金融公司拥有基于数据读取信息和交易的特殊算法,这一切也全都发生在几毫秒之间。年9月18日下午两点整,美国联邦储备局要宣布一个重大的货币政策,这个货币政策肯定会对当天的市场交易产生重大的影响。但是,那一天有一个现象比较奇怪,就是在芝加哥的市场反应,竟然要比纽约的市场反应要快那么几个毫秒!但是从华盛顿联邦储备局总部发出的消息,从空间距离上算传到纽约要2毫秒,传到芝加哥要7毫秒。通常华盛顿发出的新消息,都是纽约市场要比芝加哥市场早那么几毫秒做出反应。这一次芝加哥反应比纽约的快,这是一个反常现象。最后联邦储备局专门成立一个委员会调查此事,看是不是消息提前被走漏了。
现代信息化战争对时间的要求空前提升。年2月25日,在沙特阿拉伯已经运行了小时的爱国者系统电脑守时误差约1/3秒。这似乎不是一个严重错误,但是从空中坠落的飞毛腿导弹,速度为1.5公里/秒,飞毛腿在这段时间内的飞行距离约米。这意味着爱国者导弹雷达无法找到飞毛腿的位置,将会朝着错误的地方发射,或者根本不可能发射。于是发生了爱国者导弹眼睁睁看着飞毛腿击中美军营房,造成28人死亡,多人受伤。究其原因是爱国者系统计算机采用二进制表达计时单位0.1秒,但由于截断误差实际为0.秒,造成误差是0.秒,即每1秒就快了约0.9微妙。开机后,经过较长时间运行,累积误差终于不可忽略。
2、时间如何用于战争?
时间与时间观念不是一回事。时间是物质存在的基本形式,而作为这样的形式,时间本身便是无限的、绝对的和客观的。与此相对,时间观念是人对时间的认知,因此是有限的、相对的和主观的。绝对意义上讲,时间是唯一的不可替代资源。“管理时间”只不过是人们一厢情愿而已。换而言之,人类能够做的事情顶多只不过是发明改进测量时间的工具而已,根本没有任何办法去左右时间。相对意义上讲,战场上可以创造时间和时机。
认知优势在很大程度上就是表现为快速识别。在很多场景里,行动优势和最终的竞争优势取决于认知优势,而这种认知优势表现在它消耗的时间是极其短暂的,不是秒级而是毫秒级的。不到1秒的时间,就解码了,就看出问题的本质,就像我们的手机能在一瞬间识别我们的指纹和面孔。瞬间的自动化是一个长期修炼的结果。瞬间完成的行为让人羡慕,但要实现这样的一个行为,是需要及其复杂的准备工作的。黑客的瞬间解码行为,其本质特征在于瞬间释放认知优势,让对方的防御性识别系统瞬间瓦解,同时通过制造某种跟你的隐秘认知切合的东西,让对方突然之间产生一种熟悉感,完全处于不设防甚至是拥抱的状态,瞬间实现认知优势!
天下武功无坚不破唯快不破。古代战场时间主要是把握时机利用而言的,所谓战机,与战争追求突然性本质是一致,目的就是在敌未做准备的时间和地点或者以敌意想不到的方式进行打击。军事组织的核心功能就是能够将能量集中到特定时间、特定空间释放。信息化战争时代,信息引导着巨大的能量投放。信息的生成精度和使用精度都与时间精度和战场状态变化率相关,时间对信息的生成、传输、使用的价值和意义巨大。精密授时可以为联合部队提供同步作战行动的能力,使用如跳频通信以及网络加密同步等技术,提高通信安全和有效性。在精确打击方面,即使双方同时发现对方,提前几十毫秒开火就能获胜。
千里之堤毁于毫秒。现代通讯系统、电力系统、金融系统、信息系统都需要精确的、不间断的高精度时间信息,才能实现高效率的同步和运行。各项金融活动,哪怕只是在时间上出现极其细微的异常,都有可能造成大规模的市场震荡和恐慌。年1月26日,美国空军关闭了一颗老旧卫星,在对其进行数据库数据清零时,意外引发了其他卫星的数据库故障,导致了几颗卫星传送了错误的计时数据,仅仅慢了万分之一秒,就让美国通信和国防承包商Microsemi公司出现了大问题。大批手机信号塔事情了连接、美国警方和消防站都出现了通讯错误、BBC无线信号中断、跟踪小行星的望远镜也失灵了。在世界范围内其他地方类似的事件不一而足。
3、未来时间战如何打?
美国空军战略与技术中心研究人员提出了“授时战”的概念,并提出美军需重视定位、导航与授时(PNT)中的授时信息。从时间信息保障和使用的链条上看,要保障时间信息的精确、稳定和统一,需要解决好计时、授时、守时三个方面的问题。
时间战的本质是授时网络战。军事系统计时一般可以采用原子钟,从计时长度准确性来看,可以做到几百万年才能差一秒,保护严密。守时一般是本地用户在获取授时信号后独立与标准时间保持一致的能力,外界难以对其实施影响。授时是指将标准时间传递给用户,以实现时间统一的技术手段。授时服务异常将会导致一系列的服务出错,影响深刻而且广泛,授时网络是时间战的主战场。
表1不同高精度授时方法特点比较
授时系统
授时方法
时间准确度
频率稳定度
作用范围
优缺点
无线电授时
长波授时
优于1μs
发播精度优于1×10-12
km(国土、领海)
作用范围大,可靠性高;精度一般。
卫星授时
双向时间频率传递法
约1ns
优于1×10-14/天
卫星视角内
精度高,即时性好;脆弱易干扰。
光纤授时
DWDM双向对比法
可达10ps
可达5×10-18/天
光缆作用处
精度最高,潜力大;精度随距离下
时间战的主要目标是通过影响敌方授时链路向不同节点用户传递不同的时间基准信号,造成敌方时间基准不一致,进而造成通信不联通、指挥不统一、协作不同步、信息不准确。鉴于目前毫秒级及以上精度的授时方式主要是网络同步和无线电授时同步技术,网络攻防、电子攻防、导航战等作战样式是也是时间战的主要形式和路径。
图1时间战的主要形式和路径
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