人工智能發展對北極安全態勢的影響和中國參與

董 躍 盛健寧

(中國海洋大學 法學院,山東 青島 266100)

人類步入21世紀以來,日益加劇的氣候變化使北極的海冰、冰川快速融化,降低了北極的石油、天然氣等礦產資源的開發門檻,北極圈內國家與北極圈外國家積極投入圍繞北極資源的博弈中。北極圈內國家憑借在北極圈內擁有主權和管轄權的優勢,紛紛宣布了新的以主權安全、發展為主題的“北極綜合計劃”,中國、法國等北極圈外國家也將北極視為帶有全球公共屬性的區域,在北極尋求新的立足點。

各國在北極競爭的加劇使北極面臨復雜的軍事安全、生態環境安全以及人類生存安全問題。人工智能作為一類用于自動化決策的智能計算系統,[1]不但能計算分析大量實地數據,發現潛在的惡意行為;也能進行環境監測,及時對預測的危險做出反應,這在重視實地數據收集的北極可以發揮重要作用。國內外有多個案例證實人工智能技術已經應用于北極安全領域,可有效監測海冰變化或氣候變化的影響,甚至用于北極的軍事監視活動。(1)參見:Artificial intelligence to help predict Arctic sea ice loss[EB],https://www.turing.ac.uk/news/artificial-intelligence-help-predict-arctic-sea-ice-loss, Johnson B T. Sensing the Arctic: situational awareness and the future of northern security[J]. International Journal, 2021, 76(3): 404-426.但對于這一技術給北極安全造成的整體影響,特別是給北極安全帶來的挑戰以及在此進程中的中國角色等問題的關注度不足。

在總結相關國家在北極的人工智能實踐基礎上,應聚焦機遇和挑戰兩個層面探討人工智能對北極安全的影響,并提出在人工智能對北極治理規則造成沖擊的背景下,中國可以人工智能為依托,開辟參與北極安全治理、保障中國北極正當權益的新路徑。

一、人工智能技術在北極的應用現狀

(一)北極安全背景下人工智能的內涵與外延

1、北極面臨的安全問題

美國國防部支持的北極安全與復原力中心將北極安全定義為“通過健全的政治、軍事、經濟和社會政策來保護北極地區的人民、國家和地區免受快速變化的環境造成的威脅和傷害”。[2]北極面臨的安全問題主要有兩類,涉及軍事安全的傳統安全問題和涉及多個地區國家共同安全的非傳統安全問題。軍事安全主要包括國家管轄權和邊界主權相關問題,而共同安全包括該地區的氣候變化安全、環境保護安全、人類生存安全等問題。

氣候變化導致北極環境發生一系列改變,氣溫上升使北極的海冰和冰川、永久凍土層融化。東北航道開辟通航,為北極開發新能源和新礦產提供了新途徑。然而,北極資源開采也導致空氣污染、水污染、動物棲息地破壞等生態問題,[3]永久凍土層的融化釋放出休眠的病原體和有毒物質都在危及原住民的生命安全。(2)例如,2016年,西伯利亞爆發了大規模炭疽病,熱浪從永久凍土層中冷凍了數十年的馴鹿尸體中釋放出炭疽病,導致約一百名受害者住院,至少一人死亡。參見:Are there zombie viruses in the thawing permafrost?[EB].http://www.npr.org/sections/goatsandsoda/2018/01/24/575974220/are-there-zombie-viruses-in-the-thawing-permafrost.除了生態安全,北極社區也面臨糧食安全危機。

2、人工智能的內涵

人工智能具有類似核能的軍民兩用性和改變國際局勢的顛覆性,在推動國際行為體內部的權力分配結構變革的同時,還擁有催生新觀念與社會思潮的巨大力量。[4]隨著人工智能工程化、場景化、平臺化落地,[5]人工智能的安全問題日益受到重視,由此衍生出“人工智能安全”概念。人工智能安全指的是經過比較某個環境中的行為與其他環境中行為的異同,識別“安全”與“惡意”(Mellcious),這種安全識別本質上屬于“無監督學習”。結合先進的網絡技術,人工智能安全技術不但能計算和分析大量數據,發現潛在的惡意行為,而且能用于自動化、分類以及警報的排序和響應等,大大提高了對危險的監測能力。

3、人工智能與北極安全的關聯

人工智能作為一項基礎技術,在推動機器人作業、網絡運營、醫療保健、生物技術和許多其他領域的進步的同時,也不斷挑戰著人類社會既有的道德、法律和政策。人工智能在北極的幾個關鍵領域影響北極安全。一是人工智能將在北極網絡安全和公共安全領域得到深度應用,二是人工智能潛在的不成熟性可能給北極的安全穩定帶來風險,三是各國可能在未來構建北極人工智能安全管理體系。[6]

在北極從事科學考察和環境保護離不開實地數據的收集,所以北極問題核心要素是“數據問題”。人工智能作為“雙刃劍”特征明顯的數字技術,既能提高測量整合北極數據的效率,也構成對北極安全的威脅和隱患。人工智能技術能通過監測系統發現本地和云端中的潛在危險,最大程度地保障北極科考作業的安全性;通過利用先進的機器學習和深度學習技術,提高航行中的船舶對危險海冰的檢測能力,并為北極的生態環境及原住民的生存保駕護航。北極圈內國家在使用人工智能應對不斷變化的安全威脅、保護其數字資產的同時,也已將人工智能用于部署無人軍事防御設施,加劇了北極地區的緊張局勢。

(二)人工智能技術在北極的現實應用

1、準確預測北極海冰融化速率

北極地區受氣候變化影響嚴重。北極地區氣溫上升速度是全球平均速度的四倍,(3)參見: Rantanen, Mika, et al. The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979[J].Communications Earth &Environment,2022,3(1): 168.從1979年到2023年,每年3月北極地區的海冰的最大范圍每十年穩步下降2.5%,海冰融化使原本冰封的海上航線得以通航,船舶的通航頻率隨之增加。(4)2020年北極理事會報告稱,從2013年到2019年,穿越北極水域的船舶數量增加了25%。其中,大多數是漁船、破冰船或科考船,甚至是旅游團的船隊,參見:First Arctic shipping status report from pame working group highlights increase in Arctic shipping traffic[EB].https://arctic-council.org/news/first-arctic-shipping-status-report-increase-shipping-traffic/#:～:text=Notably%2C%20during%20the%20six%20year,million%20nautical%20miles%20in%202019.北極航行的船舶面臨冰層不定時融化的風險,因此需要對海冰進行準確的預測以確保船舶的安全。各國研究團隊和研究機構都開發了用以監測北極海冰融化的人工智能模型。英國南極調查局(BAS)和艾倫圖靈研究所(Alan Turing Institute)開發的IceNet,可對數千年氣候變化進行模擬試驗,得出的數據能與數十年的觀測數據進行比較,了解海冰的變化規律并準確預測未來幾個月北極海冰的融化速度和流動范圍,彌補了在北極可持續發展方面預測海冰變化的關鍵空白。[7]霍普金斯大學應用物理實驗室 (APL) 的研究團隊也創建了一個機器學習模型,(5)他們使用阿拉斯加北部波弗特海的多個大氣和海洋學模型的預測數據訓練人工智能,包括2016年和2018年冰凍期期間的洋流、海面溫度、風和海冰范圍。參見:New AI promises ships safer passage while traversing Arctic seas[EB].https://www.jhuapl.edu/news/news-releases/230602-artificial-intelligence-model-promises-ships-safer-passage-through-arctic-seas.可生成長達7天、分辨率為1千米的每日海冰預報,[8]與實際海冰數據相比,該模型能在1天和7天后預測海冰的范圍,準確率超過90%。

2、廣泛用于北極的軍事監視

為保護本國領土免受外國入侵,美國、俄羅斯等北極圈內國家紛紛開發啟用人工智能的軍事監視功能,加強對北極地區的態勢感知。在政策部署層面,監視技術和實踐以“安全”“防御”為導向,具有“雙重用途”特征。[9]在實用層面上,軍民兩用的人工智能監視技術不至于引發挑釁的軍事風險,同時北極態勢感知技術較之其他國防投資成本更低,財政壓力更小,與民營企業及當地政府的融合程度更高。人工智能技術為北極圈內國家進行軍事監視、全域感知北極地區安全態勢提供助力。這種全域感知涉及空間和時間維度,感知面積覆蓋北極,以一種“系統的系統”方式與國家權力的對外擴張聯系在一起,旨在支持北極圈內國家快速靈活地行動,搶占數據化、信息化先機,獲得地緣空間的優勢。

加拿大研發了先進的海域感知軟件,使用人工智能技術監測航行異常的船舶并執行皇家空軍的監視任務,在此基礎上啟動北極開發監視技術計劃(ADSA計劃)和北方監視技術示范項目(NWTDP)。[10]通過加強與其他北冰洋沿岸國家合作,加拿大著眼于人工智能技術突破,為北極的智能監視提供了新方案。受到大國競爭的影響,美國對情報、監視、偵查 (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance,以下簡稱“ISR”)系統的關注開始由“全方位的北極主導地位”轉向“由技術優勢完全控制戰斗環境的物理和電磁領域”。美國海軍和海岸警衛隊也在加強北極地區使用ISR系統的能力,采取了系列行動滿足北極地區通信、監視與偵查的需求,[11]實時了解該地區的軍事和其他活動。美國國防部高級研究計劃局(DARPA)和北美防空司令部(NORAD)的戰略均強調要加強ISR能力,并指出傳感技術對提供北極完整的態勢感知非常重要,支撐北美防空司令部的戰略理論也從全頻譜主導更敏銳地延伸到傳感領域?？傊?以人工智能技術為媒介的ISR系統可以用于完整北極地區的安全態勢感知。

二、人工智能為北極安全穩定帶來新機遇

(一)保護北極環境安全

人工智能在北極的應用有利于各國加強合作,協同應對北極存在的環境安全風險。首先,人工智能技術將實現觀測傳感器對該地區的充分覆蓋。海域感知軟件可用于監測水面船舶交通的情況,ISR系統中的數據可用以探察地貌及海平面以上及以下的異常,保持北極全域環境安全穩定所需的態勢感知。[12]其次,人工智能技術有助于加強北極地區的信息共享。在依靠人工智能建立的信息共享系統中,共享的數據可以被任何一個接收國家處理,并在數據整合之后,將發現任何北極環境異常跡象通報給其他國家或社區。[13]最后,人工智能作為一項協作技術促進了北極圈內國家合作應對北極環境安全問題。人工智能與機器學習技術能發揮類似虛擬實驗室的作用,[14]允許多個變量同時運行,可以更快、更安全地模擬北極社區實時場景,并且這些變量可以由北極利益相關者和權利持有者(right-holders)實時修改,提供強大的態勢感知,有利于政策制定者理性決策,減少不確定性。例如,它可用于更好地識別北極人類賴以生存的水源并建立保護水源或減輕水源損失的系統,保證未來的長遠使用。換句話說,有效保護北極環境安全的關鍵是通過人工智能使利益相關者和權利持有者密切合作,[15]人工智能可根據用戶需求進行風險評估,既依靠一定的科學技術水平,也依賴于國家之間的合作,將運營商、利益相關者、權利持有者代入數據驅動的場景,開發出準確的數據模型,為北極環境安全采取適當的保護措施,比如,為預測永久凍土變化的后果,應增強土壤的復原力并制定干預措施。

(二)保護北極生物多樣性

無冰期的延長迫使北極熊等動物增加了在陸地的停留時間,人工智能技術能幫助專家使用無人機測算北極保護動物的數量,通過衛星對北極熊進行無線電跟蹤,并探測動物的位置與活動軌跡,避免其與人類進行危險接觸。(6)參見: Leslie Canavera.Blending indigenous knowledge and artificial intelligence to enable adaptation[EB]. https://www.arcticwwf.org/the-circle/stories/blending-indigenous-knowledge-and-artificial-intelligence-to-enable-adaptation/.俄羅斯使用大型無人機研究北極熊和其他動物的種群,統計北極熊或海象等大型野生動物數量,小型無人機則用于執行探索北極熊居住的洞穴等本地任務。[16]

美國Polar Bears International團隊使用人工智能技術和雷達系統搭建的熊雷達(bear-dar),(7)熊雷達系統的運行類似于手機的應用程序,功耗低靠互聯網鏈接即可使用。參見: ‘Bear-dar’: This tech uses AI to reduce the risk of dangerous polar bear encounters in the Arctic[EB].https://www.euronews.com/green/2022/12/26/bear-dar-this-tech-uses-ai-to-reduce-the-risk-of-dangerous-polar-bear-encounters-in-the-ar.能監測任何靠近人類居住社區的動物,為人類使用非致命威脅手段進行驅趕預留了充足時間,降低了對瀕危動物造成傷害的風險。相較于探測北極熊的傳統雷達,bear-dar不僅難以被北極熊發現,而且使用和維修的成本較低。除了能避免人類活動對北極熊的干擾,bear-dar能使研究人員在惡劣的天氣條件下追蹤北極熊,標記北極熊的洞穴,記錄其出現和活動頻率,從而增進對北極熊習性的了解。[17]此外,阿拉斯加漁業科學中心也開發了人工智能系統,用以監測在北極海冰航測期間拍攝的冰海豹、北極熊和其他哺乳類海洋動物,在降低了圖像存儲需求的同時,也可以更迅速地評估北極哺乳動物種群,制訂更有效的保護計劃。

(三)維護北極文化遺產安全

氣候變化間接地破壞了北極原住民的文化遺產。盜獵者從解凍的凍土土地上“掠奪”猛犸象牙以及其他自考古遺址挖掘出來的歷史文物。一些具有精神文化和歷史研究意義的文物正在被盜取或被毀壞,使當地社區的文化安全面臨風險。

北極圈內國家使用經人工智能改良的遙感技術,持續進行有關文化遺產保護和數據留存的研究,可幫助北極社區、考古學家和其他遺產保護從業者預判可能存在的自然或人為風險。(8)世界遺產和遺產地通常會受到自然和人為引發的災難性事件的影響,這威脅到其完整性并可能損害其價值。這些財產的損失或惡化對當地和國家社區產生嚴重的負面影響,這既因為它們的文化重要性,也因為它們的社會經濟價值。參見: Reducing disasters risks at world heritage properties[EB]. https://whc.unesco.org/en/disaster-risk-reduction/.人工智能技術通過實地測量并收集北極的時間、空間數據,可對北極瀕危文化遺產保護政策的制定進行分析和規劃,評估潛在風險。配備無人車和無人機的遙感系統能夠提供高達厘米級的超高空間分辨率,并與保護地規模和文物結構相匹配。將北極社區的專業知識應用于遙感系統和無人設備,可以提高北極文化遺產保護領域的安全性和應對復雜情況的能力,這將使數量有限的考古學家和文化遺產保護的專業人士高效、安全地分配資源。此外,在火災、暴風雪、犯罪等極端事件中,人工智能保留程序和訪問協議可以防止遺產地數據丟失并阻止犯罪分子的非法訪問。[18]

(四)保障北極社區的生存安全

人工智能對北極社區生存安全的影響主要體現在三個方面:保障食物安全、升級基礎設施和增強執法能力。僅依賴軍事主導難以滿足這些需求。

1、拓展北極食物供應鏈

根據因紐特極地理事會(Inuit Circumpolar Conference)《糧食安全完整技術報告》(見下圖1)規定,北極的糧食安全是一個多層次相關聯的系統。糧食主權處于糧食安全的核心位置,而獲取糧食的方式構成了保護糧食安全的最外層防線。

圖1

北極原住民社區(9)主要指的是美國阿拉斯加和加拿大北部的因紐特人。面臨糧食安全的多重威脅,包括食品供應商抬高物價以及氣候變化給當地狩獵活動帶來的挑戰。在食物運輸方面,空運幾乎是將食物運送至北極偏遠社區的唯一辦法,由于難以更換損壞的運輸和配送設備零件,交貨通常需要數周時間以及高額的配送成本。這導致北極地區,特別是農村地區的食品價格居高不下,(10)例如,在加拿大北部,一包餅干的售價是18.29 美元,一串葡萄28.58美元。一盒嬰兒奶粉26.99美元, 參見: Photos: how families eat in the arctic: from an mym18 box of cookies to polar bear stew[EB].https://www.npr.org/sections/goatsandsoda/2019/11/26/781679216/how-families-eat-in-the-arctic-from-an-18-box-of-cookies-to-polar-bear-stew,2019-11-26/2023-07-13.而低收入水平使食品問題更加復雜。例如,冰島等偏遠國家始終面臨糧食安全風險,多達一半的糧食需要進口,地緣政治問題和自然災害如火山爆發都可能影響食物供應鏈的穩定。

人工智能技術有助于解決糧食安全問題。近年來,亞馬遜、谷歌、阿爾法等在線零售商已經開始利用人工智能,[19]致力于研制用于送貨、運輸的無人機,向偏遠地區運送了比以前更多的食品和物資,大幅優化供應鏈。除了改善運輸方式,人工智能還可以幫助北極原住民實現食物來源的多樣化。地熱能可為配備有人工智能和機器人的溫室提供能源,一些國家如冰島及一些大型公司如微軟正在使用這種溫室技術生產出肉類。另外,PolArctic在加拿大努納武特因紐特人社區試點了將原住民知識、衛星數據、科學研究和人工智能結合起來的科研項目,通過定位未被發現的捕魚地點、改變魚類養殖的氣候環境等,指導原住民發展可持續和適應性強的海洋養殖方案,[20]避免食物來源的單一化。

2、升級北極安全需要的基礎設施

(1)應急搜救設施

人工智能可為北極地區提供必要的緊急服務。北極地區擁有大約四百萬永久居民,人口密度非常低。隨著北極旅游業的發展和資源的進一步開采,越來越多的人涌入北極,這使北極發生重大意外事故和受到自然災害影響的可能性上升,由此產生的生活廢物也需要智能機器人的清理。目前,搜救行動受到多種因素的阻礙,包括衛星成像受阻、GPS定位錯誤、長時間的黑夜以及港口、機場、醫療中心和急救人員數量不足。(11)參見: Bioethics in the Arctic[EB]. http://ethics.calpoly.edu/arctic.htm,2023-07-13.人工智能不僅可以優化地面基站的信號,還可用于改善新興北極基礎設施如醫院、港口的建設,提供北極地區所需的緊急服務。

一方面,人工智能系統可以幫助醫療前哨站分配工作人員,配備額外的機器人工人、醫生和其他勞動力,并應用人工智能驅動的自主浮動平臺。機器人在海陸空巡邏時可以快速向急救人員發出救援警報,為野外傷員提供最優的治療方案,使用自主破冰船和空運機開辟前往救援地點的道路,往往比人工搜救活動更有效率。(12)達芬奇機器人由機械臂、操作臺、三維成像系統三大功能單元構成,它極大拓展了手術醫生的技能界限,顯著降低醫生工作強度,完成遠超人類精度的手術動作,拓展手術應用范圍,提高手術成功率;截至2019年全球達芬奇機器人安裝量已達5582臺,累計參與手術達到720萬臺。全世界平均每26秒就有一個醫生使用達芬奇機器人進行手術,參見:醫療機器人冠軍——直覺外科(達芬奇機器人)[EB].http://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202006041382351749_1.pdf。[21]

另一方面,搜救系統可以通過人工智能以及機器學習技術進行優化,提高多種應用程序的態勢感知能力。例如,在搜救行動中,結合周圍船只的雷達和聲吶獲取的洋流數據,人工智能系統可以交叉引用數據點,通過將衛星圖像與其他傳感器的數據相結合進行數據處理,找到值得調查的異常值和異常情況。在無人機和直升機航拍鏡頭的輔助下,搜救團隊可以更全面地了解實際情況,規劃搜救直升機的最優返回路徑,尋找最大數量的救生艇。人工智能技術可對所有北極可用數據進行審查和分類,以確保搜救船只在短時間內收到正確的信息,為搜救行動提供便利。

(2)通信與網絡設施

搭建信息和電信基礎設施是聯通北極與外界的橋梁。盡管北極正在鋪設光纖電纜,但由于衛星、微波和其他互聯網服務價格昂貴、速度緩慢,而且覆蓋范圍有限,[22]北極地區的通信仍不順暢。人工智能不但能降低通信成本,為北極當地居民提供負擔得起的互聯網服務,還可以擴大互聯網在北極的覆蓋范圍?！爸悄堋比斯ぶ悄芨丝梢栽诤Ｑ笾袆摻o線網絡,利用洋流將其重新定位到需要的地方,地面上的設備則可以部署在陸地上的網絡中。這些智能浮標和傳感設備還可以追蹤水中或地面上的運動,幫助迷路的旅行者有效定位。在空中,谷歌的Project Loon能構建智能氣球網絡模型,從平流層傳輸互聯網連接;[23]在近地軌道更高的地方,成群的小衛星也可以在空中提供類似的網絡。GPS等全球導航衛星系統對于船舶和飛機定位的態勢感知可能會受到太陽耀斑等因素的干擾,降低極地高緯度地區的衛星能見度,而自主飛行的無人機可以增強衛星信號。[24]此外,人工智能技術可以幫助提高鉆井和采礦作業的效率和安全性,新的推進系統可最大限度地減少螺旋槳推進器在水中受到的阻力和干擾。

3、增強各國在北極地區的執法能力

人類活動日益增多的北極面臨犯罪和恐怖主義問題。隨著氣候變暖,未來西北航道的開辟既可以用于食品和其他合法貨物的運輸,也可能被跨國犯罪分子用于販賣人口、毒品走私以及其他非法運輸,以致各國不得不在數千千米外的邊境預防犯罪。自911事件以來,加拿大和美國擔心隨著北美大陸安全重心的南移,北極很可能被恐怖分子當作北美的新入境點。因此,兩國正在加強對該區域的監視和攔截非法入境的能力。[25]北極地區人類活動的增加也意味著涌現更多的暴力犯罪,包括兇殺案件、性暴力案件等,(13)參見: 來鴻.挪威之殤——北極圈中震驚世界的性犯罪[EB].https://www.bbc.com/zhongwen/simp/fooc-43568739.這意味著北極地區需要強有力的執法能力。

人工智能技術的出現,為執法機構預防犯罪開創新時代。其一,人工智能提高在協調預防和減少犯罪方面的資源分配效率。人工智能可以通過資源分配確定和識別相關的犯罪模式,綜合警車或步行巡邏、物理路障、警報、緊急服務和急救人員的響應時間等安排,形成最合理的預防犯罪方案。其二,人工智能可通過分析元數據以檢查犯罪預防工作的有效性。根據預防犯罪計劃的范圍和數量,收集分析并突出顯示財務記錄、地理空間圖像、監控錄像、社交媒體等數據,確定最優措施。復雜精細的算法應用幫助研究人員梳理數據,以獲得各種犯罪預防計劃的效用和影響的準確指示。其三,人工智能可以增強執法能力。人工智能視覺工具被用于幫助美國海岸警衛隊規劃軍事任務,自動分析海上圖像,為海岸警衛隊和林肯實驗室聯合開發的寒冷地區成像和監視平臺(CRISP)增加了打擊非法捕魚的有效力量。[26]

三、人工智能對北極安全態勢的新挑戰

軍事安全作為硬安全的核心部分,在北極安全中占據主導地位。俄烏沖突后,北極相對和平穩定的局面被打破。[27]在北極軍事演習中,人工智能已廣泛用于網絡攻擊以及無人機和其他非正規部隊和戰術的配合中,成為現代“多元化”戰爭的一部分,在以技術為驅動力的領域,人工智能也對北極安全構成多方面的挑戰。

(一)加速北極地區的軍事化進程

人工智能的發展不僅使作戰的邏輯發生根本性的轉變,也加速了自動化武器系統在北極地區的使用。具體來說,人工智能技術解決了武器系統在時間、空間和檢測方面受限的問題,使北極圈內國家在北極地區部署武器的重點轉向提升在使用閾值內(核武器以下)武器的威力。

加拿大武裝部隊研制了由機器人和自主處理系統(Robotic and Autonomous Systems,以下簡稱“RAS”)組成的無人系統。主要軍事強國都在大力投資生產各種RAS平臺,創建新型作戰部隊。[28]RAS可以控制各種類型的無人設備協同工作,在復雜的北極山脈、苔原、深海環境中運行,幾乎不需要人力支持。無人兩棲漫游車可以輕松穿過苔原,經過湖泊或海洋到達偏遠的島嶼,監測開辟海上航線的船只,通過無線電聯系RAS控制的無人破冰船擊碎海冰;在北極群島巡邏的無人機可以指示漫游車移動到指定區域,持續搜索海陸空目標。此外,快速移動的無人水下潛航器可以探察領海深處航行的船舶或潛艇,將其發現的加密數據傳輸給無人機加以儲存,以便在數據運營中心進行處理。

美國以保護國土安全為由,利用人工智能系統在阿拉斯加布置了遠程雷達和導彈防御系統,防止未來遭受高超音速導彈和巡航導彈的襲擊。此外,美國連同北約盟友在北極建設了Andoeya Space監視和傳感項目,并配備了大量用于軍事監視的衛星、無人機、無人船和無人潛艇,與北約盟國共享敵方船只、飛機和潛艇的實時數據。[29]俄羅斯則翻新了冷戰時期的北極戰斗機基地,部署了防空武器并進行了大型軍事演習。除了恢復北美防空司令部防空識別區的遠程轟炸機飛行,俄羅斯還開發了高超音速巡航導彈和滑翔飛行器等進攻性武器。據報道,俄羅斯開發了一種核動力水下自主魚雷和命名為 Klavesin-2 的遠程無人水下航行器 (UUV)。人工智能技術應用于武器中,使武器變得“智能化”,這意味著軍事武器可以自主決定攻擊對象,這可能引發北極軍備競賽和地緣政治的緊張局勢,增加北極發生沖突的風險。而國際法并沒有禁止在北極高緯度地區部署武器的條約,因此,美國、俄羅斯、加拿大等北極圈內國家可能向北極頻繁派遣部隊和作戰車輛,不斷增強軍事威懾力以支持其領土主張。[30]

(二)強化北極的排他性

1、引發數據主權爭奪

數據主權和擴張主義正成為一種新的地緣政治趨勢,對全球人工智能治理的呼聲促使一些國家放棄對人工智能的絕對所有權,轉而追求數據主權的擴張。歐盟和美國分別出臺了《人工智能法案》和《人工智能戰略規劃》,結合自身的經濟技術現狀,服務于打造世界級經濟體和確保數字主權、技術主權的政策目的。(14)參見: 歐盟《人工智能法案》邁出新一步:明確AI價值鏈責任 建立高風險AI系統數據庫[EB].https://m.21jingji.com/article/20230527/herald/23af52f6ef54712402ea77ef402be0c6.html.

人工智能技術是北極圈內國家及其居民維護數據主權的重要途徑。在物理空間層面上,國家領土意識的增強離不開對實地情況的把控,而人工智能技術能將不同的數據流進行數據融合并創建復合圖像,將物理空間感知具象化。近年來,加拿大和其他北冰洋沿岸國家普遍開始利用人工智能技術應對海洋領土主權的挑戰。在北極高緯度地區,加拿大皇家海軍試用了先進的海洋領域感知系統,利用人工智能檢測行為異常的水面船舶和交通數據,加拿大皇家空軍則將人工智能和機器學習納入目前正在進行的許多官方ISR項目中。

在意識形態層面上,人工智能可作為北極經濟、文化和政治領域的賦權工具發揮作用。人工智能可通過掃描監測,定位輻射海底電纜的最佳位置,通過北極航道鋪設海底電纜的項目將使全球70%的互聯網用戶實現聯網。從這個角度看,北極圈內國家和北極圈外國家正在利用人工智能搭建電信網絡以增強本國在北極的影響力。北極圈內國家可通過互聯網對北極居民實施有效管控,[31]通過傳播媒介增強原住民對本國的文化認同,并在認同的基礎上獲取管理數據,將原住民的土地視為本國領土的一部分。如果不建立本國控制下的北極電信網絡,北極圈內國家就可能面臨其他國家對本國數據主權的侵占。在高北地區,各國依賴ISR系統鞏固主權,投資開發強大的人工智能和機器學習系統可使北極圈內國家將大數據轉化為國家主權意識。

2、加強北極圈內國家的管控能力

北極一直存在管轄權爭奪的問題。俄羅斯、加拿大、丹麥均主張北冰洋底的羅蒙諾索夫海嶺為其大陸延伸,并據此主張對北冰洋200海里外大陸架的主權權利,西北航道水域法律地位也長時間存在管轄權歸屬爭議。俄羅斯等國向聯合國大陸架界限委員會(CLCS)提起申請的目的在于爭奪北極地區豐富的礦產資源,而大陸架界限委員會可能需要數年甚至數十年的時間才能對重疊的北極大陸架主張做出裁決。

人工智能技術的應用有利于北冰洋沿岸國家提出并證明有利于自身的主張,邊界最初的劃定取決于大陸架向各國海岸延伸的距離,加拿大、俄羅斯、丹麥聲稱其根據國際法享有對北冰洋200海里外大陸架的主權權利及管轄權。人工智能的應用不但能使衛星監視系統追蹤其水域內的外國船只,而且有助于推進北極人工島嶼的建設,在領土上建立新的立足點。與南海的問題類似,利用人工智能技術建設的北極人工島嶼可能引發《聯合國海洋法公約》規定的有關領土主張的問題。

(三)加重北極治理面對的挑戰

1、造成自然資源的過度開采

人工智能技術加快了北極地區勘探、開采、運輸各類資源的速度。采礦活動產生的甲烷等溫室氣體加劇北極變暖和冰川融化,極有可能導致北極2050年之前出現無冰夏季。[32]采礦以及石油和天然氣開發項目的建設需平整大面積的土地,這導致部分動植物棲息地的喪失,燃煤發電產生的汞物質也損害了人類及動植物健康。在頻繁燃燒化石燃料的情況下,北極的經濟發展對原住民的生存、生物多樣性保護構成了較大的風險,這種風險遠大于人類適應環境變化的速度。國際冰凍圈氣候倡議(ICCI)在其科學報告中提出,允許開發北極資源的條件“會放大風險和社會破壞”,(15)參見: State of the cryosphere report 2022[EB]. https://iccinet.org/statecryo22/,2022-11-07/2023-07-13.由此產生的不利影響會使夏季北極無冰所帶來的任何暫時的經濟效益黯然失色。[33]

2、給原住民帶來負面影響

第一,人工智能技術的應用加快了國際社會對北極資源的開發。資源的快速開采,暴露了北極原住民對氣候變化的敏感性和脆弱性。氣候變化和以往的殖民歷史引發了復雜、相互關聯且快速演變的司法問題和環境問題,人工智能也對原住民應有的“氣候正義”與“環境人權”造成了潛在損害,使北極的資源開發、基礎設施投資、航運等經濟議題的討論充滿不平等性。第二,人工智能將北極原住民社區的生活與互聯網聯通,使原住民社區既有的傳統習慣和價值觀暴露在人工智能技術的沖擊下,進一步拉大了原住民與外界居民的“數字鴻溝”。第三,人工智能可能加劇針對北極原住民的“結構型民族主義”傾向,[34]人工智能程序的設計者很有可能將其對原住民的刻板印象預設在算法系統中,并在醫療、司法等領域應用,使原住民遭受不公正對待。

3、引發新的道德問題

由于算法決策允許戰爭工具遵循人工智能的指示行動,包括無人破冰船在內的自主救援船只或車輛可能被武器化并引發新的沖突,這將對北極區域及整體安全穩定造成嚴重影響,人工智能的不可預測性很有可能引發使用大規模毀滅性武器的擔憂。人工智能自身也有可能出現類似無人駕駛汽車的道德問題,機器人和人工智能活動需要使用電力并排放溫室氣體,釋放的熱量不可避免地會對北極環境造成負面影響。此外,用于北極緊急救援的智能傳感器也可能引起隱私問題,此類技術可能會導致“監視和威權”的北極管理模式,侵害北極社區原住民的人權和隱私權。[35]

四、利用人工智能技術參與北極安全事務的中國方案

北極海冰的融化對北極主權、管轄權爭議和安全問題提出了挑戰,俄烏沖突給北極圈內國家與北極圈外國家之間的關系蒙添變數。[36]在美國最新發布的《北極國家戰略實施辦法》中,已經開始全面重視和應用與人工智能相關的大數據技術,(16)參見:Implementation plan for the 2022 national strategy for the Arctic region[EB].https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2023/10/NSAR-Implementation-Plan.pdf.一方面,美國通過人工智能優勢加強對北極的感知,形成對中國等戰略競爭對手的代差優勢;另一方面,又利用北極復雜的情勢,進行有效的數據收集和整合,進一步訓練人工智能,加強人工智能方面的優勢,形成對其他北極圈內以及圈外國家的“雙向壓制”。隨著中國北極治理身份的定位轉變為“北極事務的重要利益攸關方”,[37]中國應就人工智能對北極安全的影響做出準確研判,開辟參與北極安全治理的新路徑,促進北極可持續發展并保障中國北極正當權益的獲取。[38]

(一)出臺專門的北極人工智能戰略規劃

人工智能的應用實際上是“以數據為中心”的體現,因此人工智能可能會改變北極的治理規則。盡管各國有多項國際人工戰略和協議,但少有國家發布北極的人工智能戰略,(17)目前為止,只有挪威出臺了在北極使用人工智能的白皮書。參見:White Paper Transforming the Arctic future with artificial intelligence: a Norwegian Perspective[EB]. https://www.ntnu.edu/documents/139785/1297612701/AI_Arctic_White_Paper22.pdf/575476ef-c013-4c8a-c440-dcc97be2c41c?t=1651495081696.隨著人工智能在北極安全和可持續發展領域的重要性日益突出,[39]中國應加快制訂涵蓋北極可持續發展、國家北極政策、數據管理、地緣政治等議題的人工智能戰略規劃,確保在北極使用人工智能的安全性。

首先,該戰略規劃應建立由中國政府主導的北極人工智能安全框架。接軌歐盟《人工智能法案》、美國《國家人工智能委員會法案》規定的相關北極圈內國家標準,(18)參見: US lawmakers introduce National AI Commission Act[EB]. https://cointelegraph.com/news/us-lawmakers-introduce-national-ai-commission-act.建立我國的人工智能風險管理體系,遵守采購規則以確保值得信賴的人工智能框架的使用。例如,在采購高風險人工智能系統時,我國政府可以要求供應商通過第三方審核證明其符合國內與相關國際標準。(19)參見: 中國政府的人工智能采購標準[EB].http://www.cgpnews.cn/articles/51116.其次,應制定基于人工智能技術架構的監管和法律框架。其一,應當明確人工智能技術的管理主體,加快出臺《生成式人工智能服務管理辦法》,將監管責任分配給不同的參與者,最接近設計、部署和使用相關決策的人負有減輕相應風險的義務,并監督人工智能技術的使用符合道德原則。其二,應用和執行現有人工智能法規,加速出臺《人工智能法》,為北極開發人工智能模型制定新的法律,為人工智能基礎設施運營商設立新的義務。最后,該戰略應保障人工智能技術的透明度并確?？蒲腥藛T和非營利組織能夠使用人工智能平等參與北極事務,以符合道德準則的方式在北極開發和部署人工智能,將透明度、公平性和算法相結合,建立符合人類的價值觀和倫理觀的“道德人工智能”系統,對其做出合理評估,推動北極的跨學科研究。

(二)在北極事務中安全應用人工智能技術

人工智能技術可應用于北極的公共安全和網絡安全領域,感知、預測、預警基礎設施運行狀況和社會經濟的發展趨勢,主動反應并做出決策,提升北極網絡防護能力與社會治理能力。北極治理是通過一套國際、區域和次區域機制實現的,在人工智能技術的推動下,北極安全態勢正在發生變化。如今的北極治理機制仍以北極理事會為主導,該機制并不是為了解決北極存在的不公正與環境問題而存在,而是為了建立北極圈內國家以國家利益的名義擴張域外管轄權的機制。[40]北極治理本質上仍是不平等、圈層式的,結構性不公正的弊端依然凸顯。而中國有機會使用人工智能技術獲取北極的實地數據和衛星數據,并將數據作為本國的資產進行捕獲和管理,從而獲得北極事務的參與資本與話語權,以一種“去中心化”的方式打破了北極圈內國家對北極治理的壟斷,有望改變北極的治理規則。

由于北極理事會固化的體制限制,中國借助現有的區域治理制度利用人工智能參與北極治理的難度較大,而中國向北極地區提供人工智能公共產品的活動做得不多,在北極人工智能制度供給方面依然有較大的提升空間。[41]中國北極政策白皮書提出了三個主要科學目標:推進北極自然科學和社會科學研究、加強專業培訓、提高公眾意識。(20)“科學”是中國北極政策白皮書中使用頻率最高的名詞。參見: 中國的北極政策,https://cointelegraph.com/news/us-lawmakers-introduce-national-ai-commission-act。在科學考察領域,中國可使用人工智能技術加強在北極的科學存在以及影響力,通過斯瓦爾巴群島的科考站增強實體存在,創新極地科考船舶、破冰船、走行冰雷達等裝備的研發;并以中國北極科學家的貢獻為基礎建立北極智庫,培養在船舶制造、資源開發、法律外交等領域的北極專業人才;此外,加快與北極圈內國家共享數據并向其他國家的科學家以及研究人員開放中國的科研設施,簡化北極實地數據收集和分析,便于研究人員從事更具創造性、戰略性的工作。此外,應用復雜的機器學習以及深度學習系統也為北極科學考察提供了強大支撐,通過改進北極的遙感技術,研制并發射北極海冰遙感衛星,處理不同的數據集和數據庫,有助于更好地保護北極生物多樣性甚至實現北極地表氣溫的重建。(21)為了重建1979年以來北極地區月平均地表氣溫,清華大學地球系統科學系羅勇教授研究團隊與中國科學院大學、成都信息工程大學、中國氣象科學研究院和美國北卡州立大學等國內外多所研究機構合作,基于北極地區多源器測逐日觀測資料,采用深度學習方法建立了一套1979年以來北極地區1°×1°格點月平均地表氣溫資料,數據范圍覆蓋30°N以北區域。該數據集還包括2010年之后的北極地區日平均溫度。該數據的發布將有助于進一步認識、監測北極氣候變化及其影響,也可為驗證和改進氣候模式對北極氣候模擬能力提供數據基礎。參見:羅勇教授團隊利用人工智能助力北極地表氣溫重建, https://www.dess.tsinghua.edu.cn/info/1108/5813.htm。[42]

(三)推進北極治理中人工智能領域的國際合作

受俄烏沖突的影響,北極地區核心區域治理機制處于停擺狀態,給北極治理增添了更多不確定性。中國作為正式觀察員國,雖無表決權,但依章程享有參與權和發言權,還可通過成員國行使項目提議權。在北極氣氛愈加緊張且政治化的情況下,中國應秉持負責任的態度,[43]在參與的各類北極會議上依法行使發言權,呼吁各方摒棄冷戰思維,關注俄烏局勢以外的全球治理難題,在人工智能與氣候變化、原住民生存、環境保護、海上救援的交叉領域增強合作。

一方面,中國應建議禁止在北極將人工智能用于軍事,推動相關共識的形成。北極人工智能的軍備競賽已在ISR領域展開,北約與俄羅斯紛紛在北極軍事演習中使用人工智能技術部署導彈與反導設施,(22)2023年5月, 俄羅斯的北極軍事演習和美西方國家的北極軍事演習,分別為“安全北極2023”“北極挑戰演習”,參見:Russia to hold Arctic drills with non-Arctic nations[EB].https://www.c4isrnet.com/battlefield-tech/c2-comms/2023/04/04/russia-to-hold-arctic-drills-with-non-arctic-nations/. Arctic Challenge 2023: U.S. joins coalition for largest Nordic exercise[EB].https://www.usafe.af.mil/News/Press-Releases/Display/Article/3409426/arctic-challenge-2023-us-joins-coalition-for-largest-nordic-exercise/.中國作為北極的利益攸關方,應主動做出禁用人工智能武器的承諾,抵制人工智能武器在北極的使用,呼吁各國秉持“智能向善”原則,遵守國家或地區倫理道德準則,(23)2021年12月,中國發布《關于規范人工智能軍事應用的立場文件》。參見: 中國關于加強人工智能倫理治理的立場文件[EB].https://www.fmprc.gov.cn/web/wjb_673085/zfxxgk_674865/gknrlb/tywj/zcwj/202211/t20221117_10976728.shtml.不通過人工智能技術謀求北極軍事優勢,防止軍備競賽升級,推動北極禁用人工智能武器多邊協議的簽署。

另一方面,尋求與北極圈內國家以及北極圈內國家在人工智能方面的共同利益所在,促進北極地區人工智能領域合作的達成。在北極多邊合作面臨困難的形勢下,本著相互尊重、求同存異、合作共贏的精神,在鞏固與加強現有伙伴關系的同時,精準把握參與北極治理的節奏,以生物多樣性保護、氣候變化、海冰監測等低敏感度領域為突破口,凝聚更多人工智能合作共識,并避免卷入主權安全等領域的紛爭。[44]進一步鞏固加深與俄羅斯的北極合作關系,推動北極航道沿線基礎設施建設,提升北極航運治理的參與度,重視與北歐國家的北極合作基礎,并與美國、加拿大等北極圈內國家就北極事務保持對話溝通,增進相互了解,探索合作可能。加強與區域、次區域合作組織溝通協調,重視與北極原住民組織的交流,共同維護北極多邊主義合作主旋律。

五、結論

人工智能正在對北極的安全態勢產生新的影響。積極的一面在于人工智能為北極生物多樣性保護、船舶航行安全提供了相對成熟穩定的技術支持,應用人工智能技術改進感知系統和應急、搜救設施有利于保障原住民的生存安全和文化遺產安全,同時一定程度上推動了北極圈內國家在環境保護領域的國際合作。消極的一面在于人工智能給北極帶來了新的安全問題。長遠來看,開采更多的自然資源意味著對北極環境破壞的加快,無人系統的建設也加劇了北極圈內國家的軍事化程度,帶來諸多道德和倫理問題。

因此,中國應專門制定國家人工智能與北極的戰略和政策,更好地協調、促進科學數據共享,激勵從事北極研究的企業、組織和個人,確保企業和組織的北極數據開發得到安全訪問并加以保護,充分考慮原住民的利益訴求,呼吁限制北極地區的武力使用,并重點關注人工智能可能產生的道德與倫理問題,在新形勢下不動搖地推進北極地區的國際合作。