人工智能发展对北极安全态势的影响和中国参与

董 跃 盛健宁

(中国海洋大学 法学院,山东 青岛 266100)

人类步入21世纪以来,日益加剧的气候变化使北极的海冰、冰川快速融化,降低了北极的石油、天然气等矿产资源的开发门槛,北极圈内国家与北极圈外国家积极投入围绕北极资源的博弈中。北极圈内国家凭借在北极圈内拥有主权和管辖权的优势,纷纷宣布了新的以主权安全、发展为主题的“北极综合计划”,中国、法国等北极圈外国家也将北极视为带有全球公共属性的区域,在北极寻求新的立足点。

各国在北极竞争的加剧使北极面临复杂的军事安全、生态环境安全以及人类生存安全问题。人工智能作为一类用于自动化决策的智能计算系统,[1]不但能计算分析大量实地数据,发现潜在的恶意行为;也能进行环境监测,及时对预测的危险做出反应,这在重视实地数据收集的北极可以发挥重要作用。国内外有多个案例证实人工智能技术已经应用于北极安全领域,可有效监测海冰变化或气候变化的影响,甚至用于北极的军事监视活动。(1)参见: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.但对于这一技术给北极安全造成的整体影响,特别是给北极安全带来的挑战以及在此进程中的中国角色等问题的关注度不足。

在总结相关国家在北极的人工智能实践基础上,应聚焦机遇和挑战两个层面探讨人工智能对北极安全的影响,并提出在人工智能对北极治理规则造成冲击的背景下,中国可以人工智能为依托,开辟参与北极安全治理、保障中国北极正当权益的新路径。

一、人工智能技术在北极的应用现状

(一)北极安全背景下人工智能的内涵与外延

1、北极面临的安全问题

美国国防部支持的北极安全与复原力中心将北极安全定义为“通过健全的政治、军事、经济和社会政策来保护北极地区的人民、国家和地区免受快速变化的环境造成的威胁和伤害”。[2]北极面临的安全问题主要有两类,涉及军事安全的传统安全问题和涉及多个地区国家共同安全的非传统安全问题。军事安全主要包括国家管辖权和边界主权相关问题,而共同安全包括该地区的气候变化安全、环境保护安全、人类生存安全等问题。

气候变化导致北极环境发生一系列改变,气温上升使北极的海冰和冰川、永久冻土层融化。东北航道开辟通航,为北极开发新能源和新矿产提供了新途径。然而,北极资源开采也导致空气污染、水污染、动物栖息地破坏等生态问题,[3]永久冻土层的融化释放出休眠的病原体和有毒物质都在危及原住民的生命安全。(2)例如,2016年,西伯利亚爆发了大规模炭疽病,热浪从永久冻土层中冷冻了数十年的驯鹿尸体中释放出炭疽病,导致约一百名受害者住院,至少一人死亡。参见: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.除了生态安全,北极社区也面临粮食安全危机。

2、人工智能的内涵

人工智能具有类似核能的军民两用性和改变国际局势的颠覆性,在推动国际行为体内部的权力分配结构变革的同时,还拥有催生新观念与社会思潮的巨大力量。[4]随着人工智能工程化、场景化、平台化落地,[5]人工智能的安全问题日益受到重视,由此衍生出“人工智能安全”概念。人工智能安全指的是经过比较某个环境中的行为与其他环境中行为的异同,识别“安全”与“恶意”(Mellcious),这种安全识别本质上属于“无监督学习”。结合先进的网络技术,人工智能安全技术不但能计算和分析大量数据,发现潜在的恶意行为,而且能用于自动化、分类以及警报的排序和响应等,大大提高了对危险的监测能力。

3、人工智能与北极安全的关联

人工智能作为一项基础技术,在推动机器人作业、网络运营、医疗保健、生物技术和许多其他领域的进步的同时,也不断挑战着人类社会既有的道德、法律和政策。人工智能在北极的几个关键领域影响北极安全。一是人工智能将在北极网络安全和公共安全领域得到深度应用,二是人工智能潜在的不成熟性可能给北极的安全稳定带来风险,三是各国可能在未来构建北极人工智能安全管理体系。[6]

在北极从事科学考察和环境保护离不开实地数据的收集,所以北极问题核心要素是“数据问题”。人工智能作为“双刃剑”特征明显的数字技术,既能提高测量整合北极数据的效率,也构成对北极安全的威胁和隐患。人工智能技术能通过监测系统发现本地和云端中的潜在危险,最大程度地保障北极科考作业的安全性;通过利用先进的机器学习和深度学习技术,提高航行中的船舶对危险海冰的检测能力,并为北极的生态环境及原住民的生存保驾护航。北极圈内国家在使用人工智能应对不断变化的安全威胁、保护其数字资产的同时,也已将人工智能用于部署无人军事防御设施,加剧了北极地区的紧张局势。

(二)人工智能技术在北极的现实应用

1、准确预测北极海冰融化速率

北极地区受气候变化影响严重。北极地区气温上升速度是全球平均速度的四倍,(3)参见: 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.从1979年到2023年,每年3月北极地区的海冰的最大范围每十年稳步下降2.5%,海冰融化使原本冰封的海上航线得以通航,船舶的通航频率随之增加。(4)2020年北极理事会报告称,从2013年到2019年,穿越北极水域的船舶数量增加了25%。其中,大多数是渔船、破冰船或科考船,甚至是旅游团的船队,参见: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.北极航行的船舶面临冰层不定时融化的风险,因此需要对海冰进行准确的预测以确保船舶的安全。各国研究团队和研究机构都开发了用以监测北极海冰融化的人工智能模型。英国南极调查局(BAS)和艾伦图灵研究所(Alan Turing Institute)开发的IceNet,可对数千年气候变化进行模拟试验,得出的数据能与数十年的观测数据进行比较,了解海冰的变化规律并准确预测未来几个月北极海冰的融化速度和流动范围,弥补了在北极可持续发展方面预测海冰变化的关键空白。[7]霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 的研究团队也创建了一个机器学习模型,(5)他们使用阿拉斯加北部波弗特海的多个大气和海洋学模型的预测数据训练人工智能,包括2016年和2018年冰冻期期间的洋流、海面温度、风和海冰范围。参见: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.可生成长达7天、分辨率为1千米的每日海冰预报,[8]与实际海冰数据相比,该模型能在1天和7天后预测海冰的范围,准确率超过90%。

2、广泛用于北极的军事监视

为保护本国领土免受外国入侵,美国、俄罗斯等北极圈内国家纷纷开发启用人工智能的军事监视功能,加强对北极地区的态势感知。在政策部署层面,监视技术和实践以“安全”“防御”为导向,具有“双重用途”特征。[9]在实用层面上,军民两用的人工智能监视技术不至于引发挑衅的军事风险,同时北极态势感知技术较之其他国防投资成本更低,财政压力更小,与民营企业及当地政府的融合程度更高。人工智能技术为北极圈内国家进行军事监视、全域感知北极地区安全态势提供助力。这种全域感知涉及空间和时间维度,感知面积覆盖北极,以一种“系统的系统”方式与国家权力的对外扩张联系在一起,旨在支持北极圈内国家快速灵活地行动,抢占数据化、信息化先机,获得地缘空间的优势。

加拿大研发了先进的海域感知软件,使用人工智能技术监测航行异常的船舶并执行皇家空军的监视任务,在此基础上启动北极开发监视技术计划(ADSA计划)和北方监视技术示范项目(NWTDP)。[10]通过加强与其他北冰洋沿岸国家合作,加拿大着眼于人工智能技术突破,为北极的智能监视提供了新方案。受到大国竞争的影响,美国对情报、监视、侦查 (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance,以下简称“ISR”)系统的关注开始由“全方位的北极主导地位”转向“由技术优势完全控制战斗环境的物理和电磁领域”。美国海军和海岸警卫队也在加强北极地区使用ISR系统的能力,采取了系列行动满足北极地区通信、监视与侦查的需求,[11]实时了解该地区的军事和其他活动。美国国防部高级研究计划局(DARPA)和北美防空司令部(NORAD)的战略均强调要加强ISR能力,并指出传感技术对提供北极完整的态势感知非常重要,支撑北美防空司令部的战略理论也从全频谱主导更敏锐地延伸到传感领域。总之,以人工智能技术为媒介的ISR系统可以用于完整北极地区的安全态势感知。

二、人工智能为北极安全稳定带来新机遇

(一)保护北极环境安全

人工智能在北极的应用有利于各国加强合作,协同应对北极存在的环境安全风险。首先,人工智能技术将实现观测传感器对该地区的充分覆盖。海域感知软件可用于监测水面船舶交通的情况,ISR系统中的数据可用以探察地貌及海平面以上及以下的异常,保持北极全域环境安全稳定所需的态势感知。[12]其次,人工智能技术有助于加强北极地区的信息共享。在依靠人工智能建立的信息共享系统中,共享的数据可以被任何一个接收国家处理,并在数据整合之后,将发现任何北极环境异常迹象通报给其他国家或社区。[13]最后,人工智能作为一项协作技术促进了北极圈内国家合作应对北极环境安全问题。人工智能与机器学习技术能发挥类似虚拟实验室的作用,[14]允许多个变量同时运行,可以更快、更安全地模拟北极社区实时场景,并且这些变量可以由北极利益相关者和权利持有者(right-holders)实时修改,提供强大的态势感知,有利于政策制定者理性决策,减少不确定性。例如,它可用于更好地识别北极人类赖以生存的水源并建立保护水源或减轻水源损失的系统,保证未来的长远使用。换句话说,有效保护北极环境安全的关键是通过人工智能使利益相关者和权利持有者密切合作,[15]人工智能可根据用户需求进行风险评估,既依靠一定的科学技术水平,也依赖于国家之间的合作,将运营商、利益相关者、权利持有者代入数据驱动的场景,开发出准确的数据模型,为北极环境安全采取适当的保护措施,比如,为预测永久冻土变化的后果,应增强土壤的复原力并制定干预措施。

(二)保护北极生物多样性

无冰期的延长迫使北极熊等动物增加了在陆地的停留时间,人工智能技术能帮助专家使用无人机测算北极保护动物的数量,通过卫星对北极熊进行无线电跟踪,并探测动物的位置与活动轨迹,避免其与人类进行危险接触。(6)参见: 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/.俄罗斯使用大型无人机研究北极熊和其他动物的种群,统计北极熊或海象等大型野生动物数量,小型无人机则用于执行探索北极熊居住的洞穴等本地任务。[16]

美国Polar Bears International团队使用人工智能技术和雷达系统搭建的熊雷达(bear-dar),(7)熊雷达系统的运行类似于手机的应用程序,功耗低靠互联网链接即可使用。参见: ‘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.能监测任何靠近人类居住社区的动物,为人类使用非致命威胁手段进行驱赶预留了充足时间,降低了对濒危动物造成伤害的风险。相较于探测北极熊的传统雷达,bear-dar不仅难以被北极熊发现,而且使用和维修的成本较低。除了能避免人类活动对北极熊的干扰,bear-dar能使研究人员在恶劣的天气条件下追踪北极熊,标记北极熊的洞穴,记录其出现和活动频率,从而增进对北极熊习性的了解。[17]此外,阿拉斯加渔业科学中心也开发了人工智能系统,用以监测在北极海冰航测期间拍摄的冰海豹、北极熊和其他哺乳类海洋动物,在降低了图像存储需求的同时,也可以更迅速地评估北极哺乳动物种群,制订更有效的保护计划。

(三)维护北极文化遗产安全

气候变化间接地破坏了北极原住民的文化遗产。盗猎者从解冻的冻土土地上“掠夺”猛犸象牙以及其他自考古遗址挖掘出来的历史文物。一些具有精神文化和历史研究意义的文物正在被盗取或被毁坏,使当地社区的文化安全面临风险。

北极圈内国家使用经人工智能改良的遥感技术,持续进行有关文化遗产保护和数据留存的研究,可帮助北极社区、考古学家和其他遗产保护从业者预判可能存在的自然或人为风险。(8)世界遗产和遗产地通常会受到自然和人为引发的灾难性事件的影响,这威胁到其完整性并可能损害其价值。这些财产的损失或恶化对当地和国家社区产生严重的负面影响,这既因为它们的文化重要性,也因为它们的社会经济价值。参见: Reducing disasters risks at world heritage properties[EB]. https://whc.unesco.org/en/disaster-risk-reduction/.人工智能技术通过实地测量并收集北极的时间、空间数据,可对北极濒危文化遗产保护政策的制定进行分析和规划,评估潜在风险。配备无人车和无人机的遥感系统能够提供高达厘米级的超高空间分辨率,并与保护地规模和文物结构相匹配。将北极社区的专业知识应用于遥感系统和无人设备,可以提高北极文化遗产保护领域的安全性和应对复杂情况的能力,这将使数量有限的考古学家和文化遗产保护的专业人士高效、安全地分配资源。此外,在火灾、暴风雪、犯罪等极端事件中,人工智能保留程序和访问协议可以防止遗产地数据丢失并阻止犯罪分子的非法访问。[18]

(四)保障北极社区的生存安全

人工智能对北极社区生存安全的影响主要体现在三个方面:保障食物安全、升级基础设施和增强执法能力。仅依赖军事主导难以满足这些需求。

1、拓展北极食物供应链

根据因纽特极地理事会(Inuit Circumpolar Conference)《粮食安全完整技术报告》(见下图1)规定,北极的粮食安全是一个多层次相关联的系统。粮食主权处于粮食安全的核心位置,而获取粮食的方式构成了保护粮食安全的最外层防线。

图1

北极原住民社区(9)主要指的是美国阿拉斯加和加拿大北部的因纽特人。面临粮食安全的多重威胁,包括食品供应商抬高物价以及气候变化给当地狩猎活动带来的挑战。在食物运输方面,空运几乎是将食物运送至北极偏远社区的唯一办法,由于难以更换损坏的运输和配送设备零件,交货通常需要数周时间以及高额的配送成本。这导致北极地区,特别是农村地区的食品价格居高不下,(10)例如,在加拿大北部,一包饼干的售价是18.29 美元,一串葡萄28.58美元。一盒婴儿奶粉26.99美元, 参见: 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问题更加复杂。例如,冰岛等偏远国家始终面临粮食安全风险,多达一半的粮食需要进口,地缘政治问题和自然灾害如火山爆发都可能影响食物供应链的稳定。

人工智能技术有助于解决粮食安全问题。近年来,亚马逊、谷歌、阿尔法等在线零售商已经开始利用人工智能,[19]致力于研制用于送货、运输的无人机,向偏远地区运送了比以前更多的食品和物资,大幅优化供应链。除了改善运输方式,人工智能还可以帮助北极原住民实现食物来源的多样化。地热能可为配备有人工智能和机器人的温室提供能源,一些国家如冰岛及一些大型公司如微软正在使用这种温室技术生产出肉类。另外,PolArctic在加拿大努纳武特因纽特人社区试点了将原住民知识、卫星数据、科学研究和人工智能结合起来的科研项目,通过定位未被发现的捕鱼地点、改变鱼类养殖的气候环境等,指导原住民发展可持续和适应性强的海洋养殖方案,[20]避免食物来源的单一化。

2、升级北极安全需要的基础设施

(1)应急搜救设施

人工智能可为北极地区提供必要的紧急服务。北极地区拥有大约四百万永久居民,人口密度非常低。随着北极旅游业的发展和资源的进一步开采,越来越多的人涌入北极,这使北极发生重大意外事故和受到自然灾害影响的可能性上升,由此产生的生活废物也需要智能机器人的清理。目前,搜救行动受到多种因素的阻碍,包括卫星成像受阻、GPS定位错误、长时间的黑夜以及港口、机场、医疗中心和急救人员数量不足。(11)参见: Bioethics in the Arctic[EB]. http://ethics.calpoly.edu/arctic.htm,2023-07-13.人工智能不仅可以优化地面基站的信号,还可用于改善新兴北极基础设施如医院、港口的建设,提供北极地区所需的紧急服务。

一方面,人工智能系统可以帮助医疗前哨站分配工作人员,配备额外的机器人工人、医生和其他劳动力,并应用人工智能驱动的自主浮动平台。机器人在海陆空巡逻时可以快速向急救人员发出救援警报,为野外伤员提供最优的治疗方案,使用自主破冰船和空运机开辟前往救援地点的道路,往往比人工搜救活动更有效率。(12)达芬奇机器人由机械臂、操作台、三维成像系统三大功能单元构成,它极大拓展了手术医生的技能界限,显著降低医生工作强度,完成远超人类精度的手术动作,拓展手术应用范围,提高手术成功率;截至2019年全球达芬奇机器人安装量已达5582台,累计参与手术达到720万台。全世界平均每26秒就有一个医生使用达芬奇机器人进行手术,参见:医疗机器人冠军——直觉外科(达芬奇机器人)[EB].http://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202006041382351749_1.pdf。[21]

另一方面,搜救系统可以通过人工智能以及机器学习技术进行优化,提高多种应用程序的态势感知能力。例如,在搜救行动中,结合周围船只的雷达和声呐获取的洋流数据,人工智能系统可以交叉引用数据点,通过将卫星图像与其他传感器的数据相结合进行数据处理,找到值得调查的异常值和异常情况。在无人机和直升机航拍镜头的辅助下,搜救团队可以更全面地了解实际情况,规划搜救直升机的最优返回路径,寻找最大数量的救生艇。人工智能技术可对所有北极可用数据进行审查和分类,以确保搜救船只在短时间内收到正确的信息,为搜救行动提供便利。

(2)通信与网络设施

搭建信息和电信基础设施是联通北极与外界的桥梁。尽管北极正在铺设光纤电缆,但由于卫星、微波和其他互联网服务价格昂贵、速度缓慢,而且覆盖范围有限,[22]北极地区的通信仍不顺畅。人工智能不但能降低通信成本,为北极当地居民提供负担得起的互联网服务,还可以扩大互联网在北极的覆盖范围。“智能”人工智能浮标可以在海洋中创建无线网络,利用洋流将其重新定位到需要的地方,地面上的设备则可以部署在陆地上的网络中。这些智能浮标和传感设备还可以追踪水中或地面上的运动,帮助迷路的旅行者有效定位。在空中,谷歌的Project Loon能构建智能气球网络模型,从平流层传输互联网连接;[23]在近地轨道更高的地方,成群的小卫星也可以在空中提供类似的网络。GPS等全球导航卫星系统对于船舶和飞机定位的态势感知可能会受到太阳耀斑等因素的干扰,降低极地高纬度地区的卫星能见度,而自主飞行的无人机可以增强卫星信号。[24]此外,人工智能技术可以帮助提高钻井和采矿作业的效率和安全性,新的推进系统可最大限度地减少螺旋桨推进器在水中受到的阻力和干扰。

3、增强各国在北极地区的执法能力

人类活动日益增多的北极面临犯罪和恐怖主义问题。随着气候变暖,未来西北航道的开辟既可以用于食品和其他合法货物的运输,也可能被跨国犯罪分子用于贩卖人口、毒品走私以及其他非法运输,以致各国不得不在数千千米外的边境预防犯罪。自911事件以来,加拿大和美国担心随着北美大陆安全重心的南移,北极很可能被恐怖分子当作北美的新入境点。因此,两国正在加强对该区域的监视和拦截非法入境的能力。[25]北极地区人类活动的增加也意味着涌现更多的暴力犯罪,包括凶杀案件、性暴力案件等,(13)参见: 来鸿.挪威之殇——北极圈中震惊世界的性犯罪[EB].https://www.bbc.com/zhongwen/simp/fooc-43568739.这意味着北极地区需要强有力的执法能力。

人工智能技术的出现,为执法机构预防犯罪开创新时代。其一,人工智能提高在协调预防和减少犯罪方面的资源分配效率。人工智能可以通过资源分配确定和识别相关的犯罪模式,综合警车或步行巡逻、物理路障、警报、紧急服务和急救人员的响应时间等安排,形成最合理的预防犯罪方案。其二,人工智能可通过分析元数据以检查犯罪预防工作的有效性。根据预防犯罪计划的范围和数量,收集分析并突出显示财务记录、地理空间图像、监控录像、社交媒体等数据,确定最优措施。复杂精细的算法应用帮助研究人员梳理数据,以获得各种犯罪预防计划的效用和影响的准确指示。其三,人工智能可以增强执法能力。人工智能视觉工具被用于帮助美国海岸警卫队规划军事任务,自动分析海上图像,为海岸警卫队和林肯实验室联合开发的寒冷地区成像和监视平台(CRISP)增加了打击非法捕鱼的有效力量。[26]

三、人工智能对北极安全态势的新挑战

军事安全作为硬安全的核心部分,在北极安全中占据主导地位。俄乌冲突后,北极相对和平稳定的局面被打破。[27]在北极军事演习中,人工智能已广泛用于网络攻击以及无人机和其他非正规部队和战术的配合中,成为现代“多元化”战争的一部分,在以技术为驱动力的领域,人工智能也对北极安全构成多方面的挑战。

(一)加速北极地区的军事化进程

人工智能的发展不仅使作战的逻辑发生根本性的转变,也加速了自动化武器系统在北极地区的使用。具体来说,人工智能技术解决了武器系统在时间、空间和检测方面受限的问题,使北极圈内国家在北极地区部署武器的重点转向提升在使用阈值内(核武器以下)武器的威力。

加拿大武装部队研制了由机器人和自主处理系统(Robotic and Autonomous Systems,以下简称“RAS”)组成的无人系统。主要军事强国都在大力投资生产各种RAS平台,创建新型作战部队。[28]RAS可以控制各种类型的无人设备协同工作,在复杂的北极山脉、苔原、深海环境中运行,几乎不需要人力支持。无人两栖漫游车可以轻松穿过苔原,经过湖泊或海洋到达偏远的岛屿,监测开辟海上航线的船只,通过无线电联系RAS控制的无人破冰船击碎海冰;在北极群岛巡逻的无人机可以指示漫游车移动到指定区域,持续搜索海陆空目标。此外,快速移动的无人水下潜航器可以探察领海深处航行的船舶或潜艇,将其发现的加密数据传输给无人机加以储存,以便在数据运营中心进行处理。

美国以保护国土安全为由,利用人工智能系统在阿拉斯加布置了远程雷达和导弹防御系统,防止未来遭受高超音速导弹和巡航导弹的袭击。此外,美国连同北约盟友在北极建设了Andoeya Space监视和传感项目,并配备了大量用于军事监视的卫星、无人机、无人船和无人潜艇,与北约盟国共享敌方船只、飞机和潜艇的实时数据。[29]俄罗斯则翻新了冷战时期的北极战斗机基地,部署了防空武器并进行了大型军事演习。除了恢复北美防空司令部防空识别区的远程轰炸机飞行,俄罗斯还开发了高超音速巡航导弹和滑翔飞行器等进攻性武器。据报道,俄罗斯开发了一种核动力水下自主鱼雷和命名为 Klavesin-2 的远程无人水下航行器 (UUV)。人工智能技术应用于武器中,使武器变得“智能化”,这意味着军事武器可以自主决定攻击对象,这可能引发北极军备竞赛和地缘政治的紧张局势,增加北极发生冲突的风险。而国际法并没有禁止在北极高纬度地区部署武器的条约,因此,美国、俄罗斯、加拿大等北极圈内国家可能向北极频繁派遣部队和作战车辆,不断增强军事威慑力以支持其领土主张。[30]

(二)强化北极的排他性

1、引发数据主权争夺

数据主权和扩张主义正成为一种新的地缘政治趋势,对全球人工智能治理的呼声促使一些国家放弃对人工智能的绝对所有权,转而追求数据主权的扩张。欧盟和美国分别出台了《人工智能法案》和《人工智能战略规划》,结合自身的经济技术现状,服务于打造世界级经济体和确保数字主权、技术主权的政策目的。(14)参见: 欧盟《人工智能法案》迈出新一步:明确AI价值链责任 建立高风险AI系统数据库[EB].https://m.21jingji.com/article/20230527/herald/23af52f6ef54712402ea77ef402be0c6.html.

人工智能技术是北极圈内国家及其居民维护数据主权的重要途径。在物理空间层面上,国家领土意识的增强离不开对实地情况的把控,而人工智能技术能将不同的数据流进行数据融合并创建复合图像,将物理空间感知具象化。近年来,加拿大和其他北冰洋沿岸国家普遍开始利用人工智能技术应对海洋领土主权的挑战。在北极高纬度地区,加拿大皇家海军试用了先进的海洋领域感知系统,利用人工智能检测行为异常的水面船舶和交通数据,加拿大皇家空军则将人工智能和机器学习纳入目前正在进行的许多官方ISR项目中。

在意识形态层面上,人工智能可作为北极经济、文化和政治领域的赋权工具发挥作用。人工智能可通过扫描监测,定位辐射海底电缆的最佳位置,通过北极航道铺设海底电缆的项目将使全球70%的互联网用户实现联网。从这个角度看,北极圈内国家和北极圈外国家正在利用人工智能搭建电信网络以增强本国在北极的影响力。北极圈内国家可通过互联网对北极居民实施有效管控,[31]通过传播媒介增强原住民对本国的文化认同,并在认同的基础上获取管理数据,将原住民的土地视为本国领土的一部分。如果不建立本国控制下的北极电信网络,北极圈内国家就可能面临其他国家对本国数据主权的侵占。在高北地区,各国依赖ISR系统巩固主权,投资开发强大的人工智能和机器学习系统可使北极圈内国家将大数据转化为国家主权意识。

2、加强北极圈内国家的管控能力

北极一直存在管辖权争夺的问题。俄罗斯、加拿大、丹麦均主张北冰洋底的罗蒙诺索夫海岭为其大陆延伸,并据此主张对北冰洋200海里外大陆架的主权权利,西北航道水域法律地位也长时间存在管辖权归属争议。俄罗斯等国向联合国大陆架界限委员会(CLCS)提起申请的目的在于争夺北极地区丰富的矿产资源,而大陆架界限委员会可能需要数年甚至数十年的时间才能对重叠的北极大陆架主张做出裁决。

人工智能技术的应用有利于北冰洋沿岸国家提出并证明有利于自身的主张,边界最初的划定取决于大陆架向各国海岸延伸的距离,加拿大、俄罗斯、丹麦声称其根据国际法享有对北冰洋200海里外大陆架的主权权利及管辖权。人工智能的应用不但能使卫星监视系统追踪其水域内的外国船只,而且有助于推进北极人工岛屿的建设,在领土上建立新的立足点。与南海的问题类似,利用人工智能技术建设的北极人工岛屿可能引发《联合国海洋法公约》规定的有关领土主张的问题。

(三)加重北极治理面对的挑战

1、造成自然资源的过度开采

人工智能技术加快了北极地区勘探、开采、运输各类资源的速度。采矿活动产生的甲烷等温室气体加剧北极变暖和冰川融化,极有可能导致北极2050年之前出现无冰夏季。[32]采矿以及石油和天然气开发项目的建设需平整大面积的土地,这导致部分动植物栖息地的丧失,燃煤发电产生的汞物质也损害了人类及动植物健康。在频繁燃烧化石燃料的情况下,北极的经济发展对原住民的生存、生物多样性保护构成了较大的风险,这种风险远大于人类适应环境变化的速度。国际冰冻圈气候倡议(ICCI)在其科学报告中提出,允许开发北极资源的条件“会放大风险和社会破坏”,(15)参见: State of the cryosphere report 2022[EB]. https://iccinet.org/statecryo22/,2022-11-07/2023-07-13.由此产生的不利影响会使夏季北极无冰所带来的任何暂时的经济效益黯然失色。[33]

2、给原住民带来负面影响

第一,人工智能技术的应用加快了国际社会对北极资源的开发。资源的快速开采,暴露了北极原住民对气候变化的敏感性和脆弱性。气候变化和以往的殖民历史引发了复杂、相互关联且快速演变的司法问题和环境问题,人工智能也对原住民应有的“气候正义”与“环境人权”造成了潜在损害,使北极的资源开发、基础设施投资、航运等经济议题的讨论充满不平等性。第二,人工智能将北极原住民社区的生活与互联网联通,使原住民社区既有的传统习惯和价值观暴露在人工智能技术的冲击下,进一步拉大了原住民与外界居民的“数字鸿沟”。第三,人工智能可能加剧针对北极原住民的“结构型民族主义”倾向,[34]人工智能程序的设计者很有可能将其对原住民的刻板印象预设在算法系统中,并在医疗、司法等领域应用,使原住民遭受不公正对待。

3、引发新的道德问题

由于算法决策允许战争工具遵循人工智能的指示行动,包括无人破冰船在内的自主救援船只或车辆可能被武器化并引发新的冲突,这将对北极区域及整体安全稳定造成严重影响,人工智能的不可预测性很有可能引发使用大规模毁灭性武器的担忧。人工智能自身也有可能出现类似无人驾驶汽车的道德问题,机器人和人工智能活动需要使用电力并排放温室气体,释放的热量不可避免地会对北极环境造成负面影响。此外,用于北极紧急救援的智能传感器也可能引起隐私问题,此类技术可能会导致“监视和威权”的北极管理模式,侵害北极社区原住民的人权和隐私权。[35]

四、利用人工智能技术参与北极安全事务的中国方案

北极海冰的融化对北极主权、管辖权争议和安全问题提出了挑战,俄乌冲突给北极圈内国家与北极圈外国家之间的关系蒙添变数。[36]在美国最新发布的《北极国家战略实施办法》中,已经开始全面重视和应用与人工智能相关的大数据技术,(16)参见: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,美国通过人工智能优势加强对北极的感知,形成对中国等战略竞争对手的代差优势;另一方面,又利用北极复杂的情势,进行有效的数据收集和整合,进一步训练人工智能,加强人工智能方面的优势,形成对其他北极圈内以及圈外国家的“双向压制”。随着中国北极治理身份的定位转变为“北极事务的重要利益攸关方”,[37]中国应就人工智能对北极安全的影响做出准确研判,开辟参与北极安全治理的新路径,促进北极可持续发展并保障中国北极正当权益的获取。[38]

(一)出台专门的北极人工智能战略规划

人工智能的应用实际上是“以数据为中心”的体现,因此人工智能可能会改变北极的治理规则。尽管各国有多项国际人工战略和协议,但少有国家发布北极的人工智能战略,(17)目前为止,只有挪威出台了在北极使用人工智能的白皮书。参见: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.随着人工智能在北极安全和可持续发展领域的重要性日益突出,[39]中国应加快制订涵盖北极可持续发展、国家北极政策、数据管理、地缘政治等议题的人工智能战略规划,确保在北极使用人工智能的安全性。

首先,该战略规划应建立由中国政府主导的北极人工智能安全框架。接轨欧盟《人工智能法案》、美国《国家人工智能委员会法案》规定的相关北极圈内国家标准,(18)参见: US lawmakers introduce National AI Commission Act[EB]. https://cointelegraph.com/news/us-lawmakers-introduce-national-ai-commission-act.建立我国的人工智能风险管理体系,遵守采购规则以确保值得信赖的人工智能框架的使用。例如,在采购高风险人工智能系统时,我国政府可以要求供应商通过第三方审核证明其符合国内与相关国际标准。(19)参见: 中国政府的人工智能采购标准[EB].http://www.cgpnews.cn/articles/51116.其次,应制定基于人工智能技术架构的监管和法律框架。其一,应当明确人工智能技术的管理主体,加快出台《生成式人工智能服务管理办法》,将监管责任分配给不同的参与者,最接近设计、部署和使用相关决策的人负有减轻相应风险的义务,并监督人工智能技术的使用符合道德原则。其二,应用和执行现有人工智能法规,加速出台《人工智能法》,为北极开发人工智能模型制定新的法律,为人工智能基础设施运营商设立新的义务。最后,该战略应保障人工智能技术的透明度并确保科研人员和非营利组织能够使用人工智能平等参与北极事务,以符合道德准则的方式在北极开发和部署人工智能,将透明度、公平性和算法相结合,建立符合人类的价值观和伦理观的“道德人工智能”系统,对其做出合理评估,推动北极的跨学科研究。

(二)在北极事务中安全应用人工智能技术

人工智能技术可应用于北极的公共安全和网络安全领域,感知、预测、预警基础设施运行状况和社会经济的发展趋势,主动反应并做出决策,提升北极网络防护能力与社会治理能力。北极治理是通过一套国际、区域和次区域机制实现的,在人工智能技术的推动下,北极安全态势正在发生变化。如今的北极治理机制仍以北极理事会为主导,该机制并不是为了解决北极存在的不公正与环境问题而存在,而是为了建立北极圈内国家以国家利益的名义扩张域外管辖权的机制。[40]北极治理本质上仍是不平等、圈层式的,结构性不公正的弊端依然凸显。而中国有机会使用人工智能技术获取北极的实地数据和卫星数据,并将数据作为本国的资产进行捕获和管理,从而获得北极事务的参与资本与话语权,以一种“去中心化”的方式打破了北极圈内国家对北极治理的垄断,有望改变北极的治理规则。

由于北极理事会固化的体制限制,中国借助现有的区域治理制度利用人工智能参与北极治理的难度较大,而中国向北极地区提供人工智能公共产品的活动做得不多,在北极人工智能制度供给方面依然有较大的提升空间。[41]中国北极政策白皮书提出了三个主要科学目标:推进北极自然科学和社会科学研究、加强专业培训、提高公众意识。(20)“科学”是中国北极政策白皮书中使用频率最高的名词。参见: 中国的北极政策,https://cointelegraph.com/news/us-lawmakers-introduce-national-ai-commission-act。在科学考察领域,中国可使用人工智能技术加强在北极的科学存在以及影响力,通过斯瓦尔巴群岛的科考站增强实体存在,创新极地科考船舶、破冰船、走行冰雷达等装备的研发;并以中国北极科学家的贡献为基础建立北极智库,培养在船舶制造、资源开发、法律外交等领域的北极专业人才;此外,加快与北极圈内国家共享数据并向其他国家的科学家以及研究人员开放中国的科研设施,简化北极实地数据收集和分析,便于研究人员从事更具创造性、战略性的工作。此外,应用复杂的机器学习以及深度学习系统也为北极科学考察提供了强大支撑,通过改进北极的遥感技术,研制并发射北极海冰遥感卫星,处理不同的数据集和数据库,有助于更好地保护北极生物多样性甚至实现北极地表气温的重建。(21)为了重建1979年以来北极地区月平均地表气温,清华大学地球系统科学系罗勇教授研究团队与中国科学院大学、成都信息工程大学、中国气象科学研究院和美国北卡州立大学等国内外多所研究机构合作,基于北极地区多源器测逐日观测资料,采用深度学习方法建立了一套1979年以来北极地区1°×1°格点月平均地表气温资料,数据范围覆盖30°N以北区域。该数据集还包括2010年之后的北极地区日平均温度。该数据的发布将有助于进一步认识、监测北极气候变化及其影响,也可为验证和改进气候模式对北极气候模拟能力提供数据基础。参见:罗勇教授团队利用人工智能助力北极地表气温重建, https://www.dess.tsinghua.edu.cn/info/1108/5813.htm。[42]

(三)推进北极治理中人工智能领域的国际合作

受俄乌冲突的影响,北极地区核心区域治理机制处于停摆状态,给北极治理增添了更多不确定性。中国作为正式观察员国,虽无表决权,但依章程享有参与权和发言权,还可通过成员国行使项目提议权。在北极气氛愈加紧张且政治化的情况下,中国应秉持负责任的态度,[43]在参与的各类北极会议上依法行使发言权,呼吁各方摒弃冷战思维,关注俄乌局势以外的全球治理难题,在人工智能与气候变化、原住民生存、环境保护、海上救援的交叉领域增强合作。

一方面,中国应建议禁止在北极将人工智能用于军事,推动相关共识的形成。北极人工智能的军备竞赛已在ISR领域展开,北约与俄罗斯纷纷在北极军事演习中使用人工智能技术部署导弹与反导设施,(22)2023年5月, 俄罗斯的北极军事演习和美西方国家的北极军事演习,分别为“安全北极2023”“北极挑战演习”,参见: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/.中国作为北极的利益攸关方,应主动做出禁用人工智能武器的承诺,抵制人工智能武器在北极的使用,呼吁各国秉持“智能向善”原则,遵守国家或地区伦理道德准则,(23)2021年12月,中国发布《关于规范人工智能军事应用的立场文件》。参见: 中国关于加强人工智能伦理治理的立场文件[EB].https://www.fmprc.gov.cn/web/wjb_673085/zfxxgk_674865/gknrlb/tywj/zcwj/202211/t20221117_10976728.shtml.不通过人工智能技术谋求北极军事优势,防止军备竞赛升级,推动北极禁用人工智能武器多边协议的签署。

另一方面,寻求与北极圈内国家以及北极圈内国家在人工智能方面的共同利益所在,促进北极地区人工智能领域合作的达成。在北极多边合作面临困难的形势下,本着相互尊重、求同存异、合作共赢的精神,在巩固与加强现有伙伴关系的同时,精准把握参与北极治理的节奏,以生物多样性保护、气候变化、海冰监测等低敏感度领域为突破口,凝聚更多人工智能合作共识,并避免卷入主权安全等领域的纷争。[44]进一步巩固加深与俄罗斯的北极合作关系,推动北极航道沿线基础设施建设,提升北极航运治理的参与度,重视与北欧国家的北极合作基础,并与美国、加拿大等北极圈内国家就北极事务保持对话沟通,增进相互了解,探索合作可能。加强与区域、次区域合作组织沟通协调,重视与北极原住民组织的交流,共同维护北极多边主义合作主旋律。

五、结论

人工智能正在对北极的安全态势产生新的影响。积极的一面在于人工智能为北极生物多样性保护、船舶航行安全提供了相对成熟稳定的技术支持,应用人工智能技术改进感知系统和应急、搜救设施有利于保障原住民的生存安全和文化遗产安全,同时一定程度上推动了北极圈内国家在环境保护领域的国际合作。消极的一面在于人工智能给北极带来了新的安全问题。长远来看,开采更多的自然资源意味着对北极环境破坏的加快,无人系统的建设也加剧了北极圈内国家的军事化程度,带来诸多道德和伦理问题。

因此,中国应专门制定国家人工智能与北极的战略和政策,更好地协调、促进科学数据共享,激励从事北极研究的企业、组织和个人,确保企业和组织的北极数据开发得到安全访问并加以保护,充分考虑原住民的利益诉求,呼吁限制北极地区的武力使用,并重点关注人工智能可能产生的道德与伦理问题,在新形势下不动摇地推进北极地区的国际合作。