

1957 年,苏联改变了夜空。 第一颗卫星斯普特尼克号在轨道上运行了仅仅 22 天,但它的出现给地球上的各国,特别是美国带来了巨大的新影响。苏联在轨道方面处于领先地位,而发射斯普特尼克号的火箭意味着苏联很可能能够通过太空发射 原子弹或热核弹头并将其送回下方的国家。
在美国的国防政策中,斯普特尼克号成为“技术惊喜”的一个例子,即竞争对手国家展示了令人震惊的新工具。为了确保美国始终是制造惊喜而不是被惊喜的国家,1958 年,德怀特·D·艾森豪威尔总统创建了我们现在所知的 DARPA,即国防先进研究计划局。
ARPA/DARPA 最初名为先进研究计划局(ARPA),对美国军方乃至更广泛的技术发展产生了巨大影响。(它的名字于 1972 年变为 DARPA,然后从 1993 年到 1996 年再次变为 ARPA,此后一直沿用 DARPA。)DARPA 最具里程碑意义的成就是使您能阅读本文的服务的前身。那就是 ARPANET,也就是我们今天所知的互联网的直接前身,它最初是为了确保通过分布式网络保持持续的通信线路。
其他项目包括更明确的军事项目,例如后来成为 MQ-1“捕食者”无人机的项目,以及介于民用和军用领域之间的项目,例如自动驾驶汽车的研究。
DARPA 的主要目的是什么?
各个军事部门都有自己的研究部门,旨在带来面向特定兵种的技术改进。其中一些是海军研究办公室、空军研究实验室和陆军战斗能力开发司令部(DEVCOM)。DARPA 的使命,自成立以来,就是致力于那些不属于任何一个兵种,但因其本身价值而值得追求,并可能最终落入各兵种手中的技术的研发。
DARPA 是如何开始的?
斯普特尼克号是 DARPA 和 ARPA 故事的基础。正是这一事件促使艾森豪威尔总统通过行政命令创建了该机构。当时的导弹和火箭并非新鲜事物,但它们在很大程度上是秘密的。第二次世界大战期间,纳粹德国曾发射携带炸弹的火箭攻击英国。这些 V-2火箭,连同一些设计和制造它们的工程师,都被美国和苏联缴获,两国都开始利用这些知识开发武器计划。
火箭本身就是一种毁灭性的攻击手段,因为它们可以越过前线,打击弹药库等军事目标,或造成社区和 教堂 等民用目标,在前线之外造成混乱、恐慌和破坏。美国对斯普特尼克号感到恐惧的是,这并非一枚只能在地球大气层内飞行数百英里的火箭,而是一枚可以进入太空的火箭,这表明苏联拥有一种火箭,可以作为洲际弹道导弹(ICBM)的基础。
ICBM 携带了一种特殊的恐惧,因为它们可以携带热核弹头,威胁着跨越大陆的大规模毁灭。美国 原子武器的创造和使用,以及后来氢弹(H-bomb)的发展,也可以被理解为一种技术惊喜,尽管这两个项目都早于 DARPA。
《流行科学》首次报道 DARPA 是在 1959 年 7 月,题为“美国‘太空围栏’警惕俄罗斯间谍卫星”。文章概述了太空监视和热核炸弹对美国构成的新威胁,但对 ARPA 的工作并未给予特别有利的评价。
“一支特遣部队或一支船队再也不能通过无线电静默和广阔的海洋来隐藏自己。一旦被发现,它们就可能被一枚氢弹摧毁,”文章写道。“这个令人不安的新问题被交给了 ARPA(先进研究计划局),它自然任命了一个委员会。”
这个太空围栏构成了美国早期对轨道物体进行监视的基础,现在这项任务由太空部队及其现有的可靠传感器网络负责。
DARPA 发明了互联网吗?
在互联网出现之前,电子通信是通过电信电路和交换机进行路由的。如果两个呼叫者之间的中继停止工作,通话就会结束,因为没有其他方法可以维持通信链路。ARPANET 的建立是为了让计算机能够共享信息,但通过分布式网络进行传输,这样即使一个节点丢失,通信链也可以通过另一个节点继续。
DARPA 描述道:“通过移动数据包,它们动态地穿过网络到达目的地,然后在那里重新组合,即使一个或多个节点发生故障,也能避免数据丢失。”
最早的 ARPANET 于 1969 年建立(当年 10 月开始运行),主要集中在西海岸。它连接了加州大学圣巴巴拉分校、加州大学洛杉矶分校、犹他大学和斯坦福研究所的节点。到 1971 年 9 月,它已扩展到东海岸,到 1970 年代后期,它已成为连接军事基地、实验室和大学的跨大陆网络,所有这些都通过电话线进行通信。
另外两个关键创新使 ARPANET 成为互联网的持久模板。第一个是委托生产第一批流量路由器,作为这些数据包的中继点。(现代无线路由器是这种早期有线技术的遥远后裔。)第二个是建立通用的传输和功能协议,允许不同公司制造的产品和计算机共享通信语言和形式。
ARPANET 于 1988 年正式退役,部分原因是在当时新兴的互联网中已经有了冗余。它证明了计算机通信可以跨越遥远的距离,通过分布式网络进行。这成为了美国追求的其他通信技术(如网状网络和卫星星座)的模板,所有这些技术都旨在确保信号的传输难以中断。
1995 年,Phil Patton 在《流行科学》上写道:“在计算机仍然充斥着真空管的时代,Arpanauts(ARPANET 的参与者)明白这些机器不仅仅是计算设备。它们注定要成为历史上最有力的通信工具。”
DARPA 的关键项目有哪些?
在过去的 65 年里,DARPA 通过资助项目并在研发阶段进行管理,推动了技术的发展,然后再将这些项目移交给服务部门的实验室或私营行业等其他实体,以使其完全成熟。
DARPA 在计算机、传感器、机器人、自主性、无人驾驶飞行器、隐形技术,甚至 Moderna COVID-19 疫苗等领域的技术塑造方面发挥了作用。这个列表很长,DARPA 还有持续的研究项目,使得全面了解令人望而生畏。并非 DARPA 的所有项目都取得成功,但那些成功的项目产生了巨大的影响,例如以下改变格局的项目列表。
隐形技术:导弹和传感器技术的进步使得战斗机进入战场变得危险。在越南战争期间,海军和空军通过“野鼬鼠”任务进行了适应,勇敢的飞行员会引诱地对空导弹开火,然后试图摆脱它们,从而使其他人能够摧毁雷达和导弹发射点。这不是一种理想的方法。隐形技术,即通过 飞机本身的形状和材料 来最大限度地减少其在敌方传感器(尤其是雷达)上的可见度,是 DARPA 追求的一种保护飞机的方法。DARPA 隐形技术演示机 HAVE BLUE(在 51 区测试)的开发为 F-117 战斗机和 B-2 轰炸机等早期隐形飞机铺平了道路,进而为 F-22 和 F-35 战斗机以及 B-21 隐形轰炸机等现代隐形飞机开辟了道路。
疫苗:2011 年,DARPA 启动了其“自主诊断以实现预防和治疗”(ADEPT)计划。通过该计划,Moderna 于 2013 年获得了 $2500 万美元的 DARPA 资助,这笔资金支持了其工作。这次投资在 COVID-19 大流行中得到了丰厚的回报,并且是 支持诊断、治疗和生产技术等各种努力 的许多项目之一。
秘密太空飞机:X-37B 是一种机动性强的、类似航天飞机的机器人太空飞机,最初是 NASA 的一个项目,曾一度在 DARPA 的指导下进行开发,之后成为空军项目。如今,它由太空部队负责运营。这种机器人可以在轨道上停留极长的时间,最近一次任务持续了 900 多天。该飞行器可作为各种技术的试验台,包括自主轨道飞行以及传感器和材料测试。对于 X-37B 未来在轨道上会发展出什么,存在一些猜测。目前,观察结果与其 公布的测试目标 相符,但许多军事机构都谨慎地担心,一种可重复使用、机动性强的机器人可能在攻击卫星方面发挥作用。
这可能只是 DARPA 一些“金曲精选”中的一部分,近年来,它还宣布了与 喷气背包、洞穴测绘 和 卫星新轨道 相关的项目。它甚至还有一个与废木头和纸张相关的项目,巧妙地称为 WUD。