第三章. 数量模型对军事思想的影响
写完前两章之后, 也许会给很多朋友带来一种误会, 认为我写这篇"兵法"是为了取代将领临机应变的灵活战术, 而是用一些微分方程就可以解决问题. 我只能说这是读本文的一个误区, 因为我说了这么多, 还从来都只是在研究在公平消耗战中, 双方的士兵会以什么样的"效率"死亡. 相信任何一个优秀的将领都不会只考虑打消耗战, 更不可能追求这里所谓的"公平消耗战"的模式, 来进行军旅的对决. 那么既然如此, 我写这么多又有什么用处呢? 我希望朋友们读完这一章, 回找到一个相对满意的答案.
我们现在来分析一个比较复杂, 也比较实际的实战情况, 也是无论现代战争或古代战争都经常出现的"各个击破"的战术. 假设A和B的两个现代军队交战(以枪炮攻击为主): A军有10000人, B军也有10000人, 其中A军的杀伤系数和B军一样. 如果正面对抗, 那么显然结果是两败俱伤, 按期望值演变最终两军皆没. 那么这时候, 如果A军选择一种战术, 可以把B军分割成两个5000人的军队. 那么按Lanchester定律预测, A方消灭B队的第一批5000人只会损失2500人. 简单的说, 这是因为A队的10000人火力是B军的两倍. 那么用7500人去攻击B军剩下的5000人, 虽然也会损失相当严重(大概损失3750人), 但A军最终还是可以获胜的.
通过这段分析我们可以看出, 当一个军队可以暂时让敌军一部分力量"暂时退出战斗", 那么该军队用"各个击破"而取胜的成功率就会提高. 我们讨论一下, 具体什么可以算做"暂时退出战斗". 所谓退出战斗的实际意义, 就是让敌人一部分军队丧失攻击能力. 我们这里定义有攻击能力的士兵为"活跃"(active), 没有攻击能力的叫"呆子"(idle). 假设一队10000人的部队, 当其中5000人受到攻击, 另外5000人坐视不管, 这就可以看做有5000人暂时退出, 而另外5000人是活跃的. 也有一种可能, 就是当10000人的军队把敌人的10000包围在地势不利的地方. 其中敌人的5000人由于种种原因, 不能对我军构成任何攻击能力(例如射程不够), 而我军的10000人可以全部对敌人发动攻击. 在这种情况下, 我军的10000人就有更高的胜利把握. 从这个角度看, 把我军活跃人数最大化, 把敌军活跃人数最小化, 是双方公平对阵战术的关键.
类似这种情况, 在1805年的Trafalgar海战为例子. 该战役的背景是这样的: 1803年拿破仑统治的法国与英国为首的反法联盟再次爆发战争, 拿破仑计划进军英国本土, 为牵制住强大的英国海军, 拿破仑派海军中将维尔纳夫率领的法国和西班牙联合舰队与英国海军周旋. 1805年10月21日, 双方舰队在西班牙特拉法加角外海面相遇, 决战不可避免, 战斗持续5小时, 由于指挥失误, 法西联合舰队遭重创, 主帅维尔纳夫被俘. 英军主帅聂尔逊公爵也在战斗中阵亡. 此役之后法国海军精锐尽丧从此一蹶不振, 拿破仑被迫放弃进攻英国本土的计划. 而英国海上霸主的地位得以巩固. 此战被公认为拿破伦战争中最为显著的一场海战, 该战也是英国海军奠定自己在下100年世界无敌地位的战争.
如果按我们目前模型的观点看, 首先英军元帅聂尔逊公爵, 知道敌众我寡, 自然要避免直接打出现对射的消耗战的情况. 他指挥英军27艘一字排开, 对准法军舰队进行切割. 法西联军由于行队不整, 被英军轻易切成两半. 由于英军的分割的突然性, 令法西联军舰队出现了大量的"呆子". 只有英军突破口处的几艘战舰可以和英军直接交战, 法军南北两端的舰队只能坐观, 无法有效地给予火力支援. 这样一来, 英国海军便对法西联军成功地各个击破.
被分割开的法军舰队. 其舰队阵型错乱, 加之船头方向不对, 后方舰队射程不足等, 出现了大批"丧失攻击力"的"呆子".
各个击破这个道理其实谁都明白, 而且当年聂尔逊公爵运用此战术时, 根本还没有任何数量方法可拿来应用. 但值得注意的是, 经典军事家认为各个击破主要是为了造成敌军混乱, 和心态上的打击. 但因为冷兵器作战中, 活跃士兵相对比较少: 武器局限问题, 10000士兵里可能长时期有1000活跃, 9000呆子. 所以10000人分两次打, 假设每个士兵都战到最后一人的话, 不一定比10000人一次吃掉轻松多少. 而现代战争中, 10000士兵用好了应该不会出现一个呆子, 如果能让对方的10000士兵里, 哪怕出现5000个呆子, 那么你就已经有很大胜算了.
这个例子还说明了一个问题: Lanchester模型所模拟出来的情况, 是战术空间里每一瞬间的切面空间里所发生的情况. 例如Trafalgar战役中, 上午11点时可能是一种对抗, 当聂尔逊完成了切割后则又出现了另外一种对抗. 无论使用什么样的战术, 所解决的无非是两军在不同的情况下如何对抗, 但对抗这个过程一般却是很难避免的. 因此我们称对抗过程为战斗过程的切面空间. 在微分几何的流形和李群的理论里, 也经常出现类似的情况: 首先弄清楚怎么切面空间里怎么回事, 然后通过一个"connection form"(接量), 去把流形上的每一个点的切面空间联系起来. 这两部只要走通了, 我们就会对整个战术空间的结构, 有一个比较详细的理论. 在一场战争中, 关于切面空间的情况, Lanchester方程可以作出一种初步的分析, 本篇文章后面还会提供一些其它改良过的模型. 那么什么才是这里所谓的"接量"呢? 这就是搏弈论出现的地方了, 由于第一部分主要以具体模拟激战为主, 关于搏弈论的问题就只好等到第二部再介绍了. 不过在这里还可以举个简单的例子, 令K_a*A_t = A军中的活跃人数, I_a*A_t = A 军中的呆子人数, 则K_a + I_a = 1. Lanchester方程说dA/dt = - b*B(t), 由于呆子不能攻击, 所以此方程应该更新为:
dA/dt = -b*K_b*B_t
dB/dt = -a*K_a*A_t
在理想的冷兵器战斗中, K_b*B_t = 常数, 在现代战斗中K_b*B_t* = B_t, 当部队出现不良状态时, K_b*B_t < B_t. 由于K_b显然是关于双方将领指挥战略函数, 那么K_b = K_b (t, alpha(t), beta(t)), 其中alpha(t)是从实数->Omega_A, A军战术空间的函数(具体怎么用数学定义战术空间Omega_A, 要到第二部分了), 它的取值直接代表着A方主将对于战术的决策. 对战术空间Omega_A, 我们可以创造一个sigma-algebra F(sigma-algebra可以理解为事件空间), 使得(Omega_A, F, F_t, P)变成为一个过滤性概率空间. 在这个基础上, 我们要求alpha(t)为一个F_t可测函数. 对于没有接触过测度论的朋友们, 这个附加条件的实际意义是, 在决定alpha(t)的时候, 我们不能用到未来还没有发生过的信息(也就是说不能有象诸葛半仙那种上知500年, 下知500年的人). 所以说现在我们的模型大体是以下结构:
实数(时间)+(Omega_A, F^A, F^A_t, P) ----> A 方面看自己的信息和决策空 ----> 给出一个A的瞬间策略
实数(时间)+(Omega_B, F^B, F^B_t, P) ----> B 方面看自己的信息和决策空 ----> 给出一个B的瞬间策略
A+B方的策略 ---> 在t瞬间的 K_A 和 K_B ----> 下dt时间的士兵伤亡, 由该瞬间的 K_A, K_B 和切面空间上的 Lanchester 方程来决定.
另, 一般的说, (Omega_A, F^A, F^A_t, P) != (Omega_B, F_B, F^B_t, P), 因为如果它们相等, 就代表双方将领掌握的信息是一样的了. 这个过程会一直维持下去, 一直到一方士兵死光(目前失败的定义只能是士兵全部战死, 有了随即模型后我们还可以做出更贴切实际的定义). 那么理智的双方将领所要考虑的是, 如何决定F^A_t可测的alpha(t), 和F^B_t可测的beta(t), 使得己方最终存活士兵, 或敌方伤亡士兵达到最大. 类似问题在控制论(Optimal Control)和微分几何学里, 都已经有很好的处理了. 至于具体的几种战术, 是属于搏弈论范围内的, 我们还是留到第二部分来分析吧.
P.S. 这里要提前说一个问题, 有些朋友提出了搏弈论做出了一个很不实际的假设, 也就是如果双方统帅不理智了怎么办? 我在这里反问各位, 大家下围棋或者象棋的时候, 开局时大家都走定式, 如果你对手不按定式走你有什么办法? 一个死记硬背定式的人, 可能这时候毫无办法, 但一个真正理解定式变化的人, 可以马上利用破绽出奇招捞取更大的便宜. 搏弈论的道理也是这样, 第二部里我们会用数学办法推出若干个平衡点. 这里的理论也是一样的, 如果一方这时候不理智, 犯糊涂了, 那么理论上说只要他碰到足够强的对手, 他都会注定要吃大亏的. 下围棋里的让子局显然白方会走所谓的"欺招", 例如一些过于强硬, 而且有破绽的无理棋. 但白方既然敢让子, 就说明他的水平比黑方高, 他走这些棋时可能是预料到黑方"不够聪明", 才这么下的. 军事中也有类似的情况, 这些看似不理智的手段, 其实还是应该算理智行为, 搏弈论中管这个叫Principle of Rational Irrationality (有理智的无理).
