提升多域作戰中的認知優勢：美陸軍的策略與實踐

美陸軍深刻認識到認知優勢在現代戰爭中的核心作用，將認知能力定位為構建官兵個體及部隊整體戰斗力的基石。隨著其在多域作戰（Multi-Domain Operations， MDO）領域的深入準備，美陸軍致力于在各個領域實現超越對手的戰略優勢。在這一背景下，全面提升官兵的認知能力，不僅是一項緊迫的任務，更是確保戰場優勢的關鍵。

美陸軍認知能力的多維度評估

認知能力，作為觀察、分析、決策和行動（OODA循環）的核心，是確保在戰場上取得最佳成果的關鍵。隨著戰爭形態的演進，戰場維度的擴展帶來了全新的挑戰。為應對這些挑戰，美軍提出了MDO的概念。MDO對指揮層和士兵的認知能力提出了更高要求，它要求他們能夠迅速捕捉并利用瞬息萬變的戰機，實現跨領域、多維度的協同作戰，以在復雜多變的戰場環境中取得勝利。盡管人工智能和其他技術進步為戰斗員的決策提供了有力輔助，但在可預見的未來，“人腦”依舊是決策過程中不可或缺的核心。因此，為了在認知領域取得優勢，深入了解人腦的基本功能和工作原理顯得尤為重要。認知科學家大衛·洛克等人通過廣泛的研究，提出了從最佳喚醒水平、多任務處理能力、認知耐力到決策質量這4個維度來綜合評估認知能力的方法，這一評估方法已獲得學術界和軍事實踐領域的普遍認可。這種多維度的認知能力評估不僅為我們提供了衡量官兵認知水平的科學方法，也為提升個體和部隊的認知表現提供了明確的方向。通過這些維度的深入研究和應用，美陸軍能夠更有效地培養和優化官兵的認知能力，以適應未來戰爭的需求。

最佳喚醒水平 情感喚醒水平對認知表現具有決定性影響?！耙怂?多德森法則”自1908年提出以來，為理解情感喚醒與認知表現之間的關系提供了理論基礎，并揭示了達到最佳表現所需的理想喚醒水平。適宜的喚醒水平能夠促進大腦釋放適量的神經遞質，從而提高警覺性和專注力。杰出的教練深諳此道，能夠根據比賽的需要適時調節團隊的喚醒狀態，以激發或穩定表現。喚醒水平不足可能導致反應遲鈍和缺乏動力，而喚醒過度則可能引發壓力、焦慮，甚至認知失調。美陸軍戰斗能力發展司令部士兵中心開展的“監控和評估士兵戰術準備和效能”項目，致力于利用前沿科學和技術手段，優化士兵和小隊的感知、認知和協同作戰能力。通過分析士兵在訓練中佩戴的實驗性傳感器所收集的數據，該項目旨在幫助官兵維持一個能夠提升決策質量、射擊精準度和注意力控制的最佳喚醒狀態。

多任務處理 軍事指揮官在動態戰場環境中被寄予厚望，需同時處理多項任務并解決復雜問題，同時保持對全局的清晰認知。然而，指揮官及其所依賴的工具和方法反而增加了戰場上的“戰爭迷霧”?？茖W研究揭示了大腦在任何特定時刻處理任務數量和復雜性的限制。專注于單一任務需要在前額葉皮質分配神經資源，這限制了大腦同時處理多項任務的能力。在多任務處理過程中，大腦不得不頻繁地在不同任務間切換，這種切換過程消耗了大量代謝資源，一旦資源耗盡，認知和身體表現便會受到嚴重影響。此外，多任務處理還會導致壓力激素皮質醇的增加，同時影響腎上腺素和多巴胺的水平，進而擾亂思維過程。一些研究者甚至認為，多任務處理可能對認知產生重大負面影響，相當于暫時降低了智商。研究還表明，多任務處理增加了決策風險。2009年斯坦福大學的研究對比了重度和輕度多任務處理者的認知能力，發現重度多任務處理者在記憶、學習和認知功能方面受到損害，這種現象被稱為“雙重任務干擾”或“心理反射效應”。

認知耐力 人腦在處理數據時所面臨的資源限制意味著，隨著時間的流逝，執行決策、抑制沖動或忽略干擾等認知任務將逐漸消耗我們的認知儲備。在充斥著瑣碎選擇和干擾性信息的環境中，我們的精神力量被迅速消耗，導致認知能力下降，因為大腦難以區分和優先處理決策的緊迫性。換言之，我們作出有效決策的能力受限于認知耐力，并隨時間推移而降低。盡管對認知耐力的限制有充分的認識，但許多軍事領導者在工作安排上往往忽視了這一點。他們可能會在最富生產力的時段處理電子郵件或執行次要任務，而非充分利用其認知資源來處理復雜任務和做出關鍵決策。這些情況凸顯了時間管理教育和訓練的必要性，它們是提升認知優勢的有效途徑。通過優化時間管理和認知資源分配，軍事領導者可以更高效地應對復雜多變的戰場環境，確保在關鍵時刻能夠發揮最佳的認知表現。

決策質量 最優復雜性理論揭示了決策過程中一個關鍵現象：存在一個最佳因素數量，過多或過少的信息考慮都會導致決策表現下降。這反映了人類認知處理能力的局限性。我們通常難以在全面理解情境的同時，維持對超過三到五個關鍵點的記憶。當信息量超過十個因素時，決策效率和質量將顯著降低。認識到這一點，將有助于在壓力和時間緊迫的情況下做出更精準的決策。然而，普遍存在一種誤解，即認為更多的信息輸入必然導致更優質的決策。實際上，決策實驗表明，當受試者在達到最佳信息量后繼續尋求額外信息時，由于信息過載，其決策表現往往不升反降。在軍事領域，這一現象尤為值得關注。在伊拉克和阿富汗的戰場上，信息優勢培養了高級領導層對大量信息的依賴，以支持其決策過程。但這種對信息的過度依賴可能導致決策者陷入“信息成癮”，等待更多信息而延誤決策時機，反而降低了決策質量。為應對這一挑戰，軍方正在積極開發人工智能技術，以改進信息過濾和決策支持算法，旨在輔助指揮員迅速做出更高質量的決策。雖然這些技術的發展充滿希望，但在可預見的未來，它們并不能完全解決現代戰爭中的認知挑戰。因此，作為陸軍大腦科學教育計劃的一部分，教育官兵識別和應對信息過載的負面影響至關重要。這種教育可以促進文化變革，改善決策過程，無論是否結合人工智能技術的應用。提升對信息篩選和管理的意識，可以增強指揮員在復雜戰場環境中的決策能力，確保在關鍵時刻做出明智的選擇。

美陸軍“認知硬件”升級策略

借助計算機的類比，我們可以更直觀地理解認知能力的提升，即將其視為硬件（生理基礎）和軟件（認知技能）的協同升級。認知表現的優化，即在生理條件的框架內，盡可能地發揮和增強我們的“認知軟件”。在此框架下，硬件的升級（包括人才選拔、生理調節、藥物輔助以及技術增強）構成了一種基礎而間接的增強手段。

人才選拔 在《從優秀到卓越》一書中，詹姆斯·C·柯林斯以“把正確的人請上車，把錯誤的人請下車，讓正確的人坐在正確的位置”的隱喻，精辟地闡述了構建卓越團隊的首要步驟。美陸軍在提升部隊集體認知操作能力方面，同樣遵循這一原則，致力于識別、招募、評估和保留具有卓越認知潛力的人才。研究指出，認知能力在一定程度上受遺傳影響，而神經成像技術、統計分析工具與常規認知評估的結合，有助于識別個體的神經靈活性和技術專長等關鍵特質。美陸軍將這些工具納入信息時代的招募和人才管理計劃中，旨在識別并優化個人的認知特質，從而促進認知多樣性，提高團隊的創造力和決策能力。最新研究顯示，在不確定和復雜的情境中，認知多樣性能夠加速學習過程并提升團隊的整體表現。因此，通過有效的評估和人才管理計劃，可以顯著增強軍事團隊的認知多樣性。美陸軍認識到，在現有的人才評估和管理機制基礎上，進一步招募和保留具有高認知潛力的人才至關重要。這不僅能夠提升部隊的整體認知能力，也是構建未來軍事競爭優勢的關鍵。通過精心設計的人才選拔和培養體系，美陸軍將能夠組建一支在多變戰場環境中具備高度適應性和創新能力的精英團隊。

生理調節 廣泛的研究已經證實，體育鍛煉、均衡營養和優質睡眠是提升認知能力的關鍵因素。美陸軍一貫推崇體育鍛煉對心理健康和生理健康的益處，而最新的研究進一步揭示了耐力運動在神經保護和促進學習記憶方面的積極作用?！睹狸戃娨皯鹗謨浴罚‵M 7-22）“整體健康與健身”章節對睡眠和營養的指導原則，雖然已經制定，但在實際執行中尚未得到充分的重視和應用。盡管陸軍已經意識到合理營養對于維持身體和認知功能至關重要，但士兵們往往將營養與身體力量、體重和能量水平聯系起來，而忽略了其對認知能力的影響。在提升認知表現的生理干預中，睡眠管理顯示出巨大的潛力，但往往被忽視。手冊中明確指出，睡眠質量直接關系到官兵的認知能力和戰備狀態。然而，研究指出，超過62%的士兵患有慢性睡眠不足，無論是在駐地還是任務中，平均睡眠時間遠低于建議的６小時。為了在睡眠管理上取得實質性進展，陸軍需要在入伍訓練和職業軍事教育的所有階段，通過大腦科學教育推動思維變革。這種教育必須與建立健康睡眠習慣的計劃相結合，作為提高認知能力的一部分。沃爾特里德陸軍研究所（WRAIR）和美陸軍戰斗能力發展司令部士兵中心的研究表明，商用可穿戴技術，如智能手表、戒指或手環，可以在個人和組織層面促進行為改變。這些設備能夠監控睡眠和非工作時間內的身體活動，為領導者提供個性化數據，幫助指導士兵建立健康習慣。美陸軍將睡眠管理作為近期投資的優先領域，這不僅是對提高認知能力的承諾，也是實現這一目標的快速且可見的方式。通過這些綜合措施，陸軍旨在構建一個更加健康、警覺和高效的軍事力量。

藥物干預 藥物干預作為一種提升認知能力的手段，與生理干預相輔相成。在陸軍實踐中，醫療專業人員為飛行員開具處方，使用如右旋安非他命等藥物，以保持他們在長時間任務中的認知表現和警覺性。同樣，咖啡因的攝入也是士兵們普遍采用的方法，用以提升日常的個人表現。盡管對于莫達非尼爾（Provigil）、哌甲酯（Ritalin）和安非他命混合物（Adderall）等藥物作為認知增強劑的使用在美國存在爭議，但咖啡因作為一種相對無爭議的選擇，已被廣泛接受。然而，咖啡因的過量攝入可能帶來一系列副作用，包括失眠、焦慮、血壓升高和心悸等，這提示我們在追求認知提升的同時，必須考慮健康風險。因此，開發合理的藥物干預策略，旨在實現最佳喚醒水平而避免負面健康影響，顯得尤為重要。在這一領域，沃爾特里德陸軍研究所與生物技術高性能計算軟件應用研究所合作開發的2B-Alert應用程序，代表了一種創新的嘗試。該應用程序利用機器學習技術分析睡眠歷史和個人數據，預測在睡眠不足情況下的認知功能狀態，并據此制定個性化的咖啡因劑量標準。其目標是在特定時間窗口內最大化士兵的認知能力。若2B-Alert應用程序能夠與可穿戴技術相結合，并融入日常訓練和軍事活動中，那么它將為美陸軍提供一種安全且具有成本效益的認知增強解決方案。這種整合不僅能夠優化士兵的認知表現，還有助于在不犧牲健康的前提下，提升整體的作戰效能。

技術增強 美國防部正積極探索一系列基于技術手段的認知增強策略。這些技術在應用方法、成熟度和成本效益上存在顯著差異，但它們共同構成了實現認知優勢戰略的關鍵組成部分。特別值得一提的是，經顱電刺激（TES）技術，它通過增強大腦信號，模擬深度睡眠期間的腦波模式，以促進睡眠質量的改善。在睡眠不足的情況下，TES的應用能夠顯著提升士兵在短時間內的恢復效果，從而增強其認知功能。沃爾特里德陸軍研究所睡眠研究中心與國防高級研究計劃局（DARPA）的合作項目，正在對一種便攜式TES設備進行有效性評估。該設備旨在幫助士兵在有限的休息時間內實現更高效的恢復，優化疲勞管理。此外，經顱直流電刺激（tDCS）技術，已經在奧運會運動員中得到應用，并在國防部內部進行了測試。tDCS通過提升大腦能量、激發神經活動、改變神經網絡連接，已被證實能夠提升運動表現和認知能力。初步測試結果表明，即便在極度疲勞的狀態下，tDCS也能顯著提高海軍特種作戰人員和空軍人員的認知能力。這些技術的應用不僅展示了科技在提升軍事人員認知能力方面的巨大潛力，也為未來戰場上的認知優勢提供了新的視角和解決方案。隨著這些技術的不斷發展和完善，它們有望成為提升士兵作戰效能、保障任務成功的有力工具。

美陸軍“認知軟件”升級策略

前文討論了“認知硬件的升級”，但僅靠更好的硬件優化并不足以確保性能的全面提升。正如先進的硬件設備需要配合高效的軟件系統和用戶熟練的操作技能，以發揮其最大效能一樣，認知能力的提升同樣需要軟硬件的協同發展。為了實現認知能力的最大化，通過基礎大腦科學教育、基于認知科學的教學和管理信息過載，對“認知軟件”的升級顯得尤為關鍵。這些策略的實施，不僅能夠增強個體的認知能力，還將促進團隊協作和提高決策效率，為美陸軍在復雜多變的戰場環境中保持競爭優勢提供支持。

基礎大腦科學教育 認知心理學家和神經學家普遍認為，深入理解大腦的工作原理是優化個人認知表現的起點。大腦功能的基本認知構成了元認知（即對自身認知過程的認識和調控）的基礎。美陸軍高度重視元認知在解決復雜問題和促進適應性思維中的核心作用，并已提供具體指導以培養和改進元認知技能。然而，這些指導主要針對領導者在處理復雜問題時的應用，尚未普及至整個部隊。在2021年的研究中，安德魯·斯特德曼指出，元認知尚未普及至戰術層面，而它應當成為領導者必備的特質和培訓內容。因此，對所有官兵進行全面的大腦科學和元認知教育，是實現最佳認知表現的關鍵。神經科學和心理學的多項研究表明，正念訓練能夠顯著提升認知控制和決策能力。美陸軍已將正念訓練納入其“士兵和家庭健身計劃”中，但其在部隊內的理解和應用仍有限。與此同時，美海軍在2018年推出了“勇士韌性”計劃，采用正念和運動心理學技術，如目標設定、自我對話、想象和能量管理等，以增強情緒調節和認知表現。美陸軍應借鑒海軍的這一計劃，將大腦科學、元認知和正念意識融入專業軍事教育，并作為所有新入伍人員的必修內容。通過這種全面的教育策略，美陸軍不僅能夠提升官兵的認知能力，還能夠培養出更具適應性和創新性的軍事領導者，從而在不斷變化的戰場環境中保持競爭優勢。

基于認知科學為基礎的教學在軍隊中，持久的體能和技能訓練一直是標準做法。然而，認知科學的新興研究揭示了一個重要現象：傳統的訓練方法，如單純的重復練習、死記硬背和反復閱讀，可能并不如預期那樣有效。研究表明，通過改變教學和訓練方法，如引入間隔練習、交錯練習和適應性輔導，可以顯著提升訓練的質量和效率。《美陸軍野戰手冊》（FM 7-22）“整體健康與健身”章節強調了基于認知科學的教育策略的重要性。這些策略通過優化學習環境、減少干擾，并根據官兵的個人學習偏好定制教學方案，以實現更佳的教學效果。美陸軍大學的應用認知和大腦科學專家韋德·埃爾莫爾的研究表明，利用機器學習和計算機算法所開發的智能輔導平臺，雖然不直接提升決策和批判性思維技能，但能夠有效增加官兵的隱性知識儲備，為掌握復雜的認知任務打下堅實基礎。美陸軍正致力于將這些基于認知科學的學習方法和技術整合到其訓練體系中，使之成為陸軍訓練文化的一部分。這種整合不僅增加了官兵在長期記憶中存儲的知識和技能的數量，也提高了這些知識和技能的質量，從而優化了認知“軟件”，以實現最佳的作戰性能。

管理信息過載 盡管認知科學支持的學習方法和技術在優化學習過程中發揮著重要作用，但它們對于提升官兵的短期工作認知效果有限。陸軍已經意識到，要改善官兵在短期內處理復雜任務的能力，需要采取更有針對性的策略。《美陸軍野戰手冊》（FM 7-22）“整體健康與健身”章節強調了通過任務簡化、學習提示和記憶提示等方法來提升短期工作認知的重要性。信息過載已被證明會削弱認知表現，因此，陸軍正在尋求從根本上改變其“隨時在線”的通信和信息管理文化，特別是對于領導層。美陸軍將治理信息過載視為推動變革的關鍵步驟，其中，高效的時間管理是核心策略之一。有效的時間管理不僅有助于領導者應對日常運作的需求，也是提升認知能力的重要手段。然而，當前的初中級軍事教育中缺乏對時間管理技巧的系統教授，導致許多領導者未能掌握基于認知科學的時間管理方法。為了解決這一問題，陸軍正在考慮在教育體系中增加相關課程，以幫助領導者更好地規劃日程、避免分心，并為專注工作創造條件。通過這些措施，美陸軍旨在培養官兵在信息密集環境中的篩選、處理和應用信息的能力，從而在快節奏的現代戰場中保持認知優勢。

責任編輯：王宇璇