Une caractéristique composite -- somme pondérée des logarithmes de la masse des systèmes militaires, la vitesse, portée efficace, équipage, cadence de tir et énergie cinétique du projectile -- tombe approximativement sur la même courbe pour une large gamme de types de systèmes. Cela se produit malgré de grandes différences dans l'échelle physique des systèmes et les technologies sous-jacentes, depuis plus de sept siècles. Crédit :graphique de l'armée américaine
Anticiper la technologie et les systèmes d'armes de notre future armée n'est peut-être pas tout à fait intimidant, de nouvelles recherches de l'armée trouvent.
Les tendances dans la progression des systèmes d'armes du premier arbalétrier au mousquet au char militaire pourraient aider à prédire nos futurs systèmes, selon une nouvelle étude à paraître dans le Journal de la modélisation et de la simulation de la défense , "Vers les lois universelles de l'évolution de la technologie :Modélisation des avancées pluri-siècles dans les systèmes de tir direct mobiles."
"Un certain nombre de régularités de type loi sont connues pour s'appliquer à la fois aux systèmes complexes technologiques et naturellement émergents, " a déclaré le Dr Alexander Kott, auteur de l'article et chercheur au laboratoire de recherche de l'armée du commandement du développement des capacités de combat de l'armée américaine. "L'identification de ces régularités peut aider les prévisions technologiques à long terme, que cet article illustre en explorant deux systèmes qui pourraient apparaître 30 ans dans le futur. »
Certaines mesures de performance des systèmes technologiques présentent souvent un modèle de croissance exponentiel - et parfois superexponentiel - au fil du temps, dit Kott. Un exemple particulièrement connu d'une telle régularité est la loi de Moore, qui stipule qu'une mesure de performance d'une puce informatique double environ tous les deux ans. De nombreuses autres technologies suivent une loi similaire de croissance exponentielle.
Les relations allométriques sont une autre classe de régularités de type loi. Souvent, il existe une relation universelle entre l'échelle de l'organisme et ses divers attributs, applicable à de multiples organismes d'échelles très différentes, dit Kott. Par exemple, la loi de Kleiber stipule que pour la grande majorité des animaux - de la petite souris à l'énorme éléphant - le taux métabolique de l'organisme s'échelonne approximativement aux 3/4 de la puissance de la masse de l'organisme, et les données pour tous ces organismes tombent sur la même courbe.
Cette recherche explore si une seule régularité de croissance technologique pourrait s'appliquer à des technologies d'échelles très différentes, sur une période de plusieurs siècles. Kott a enquêté sur une collection de divers systèmes d'armes qu'il décrit comme des systèmes mobiles à tir direct. Ceux-ci incluent des familles de technologies très différentes qui couvrent la période de 1300 à 2015 de notre ère :des soldats armés d'armes allant de l'arc aux fusils d'assaut ; artillerie à pied et artillerie à cheval; canons antichars remorqués; canons antichars et d'assaut automoteurs; et réservoirs.
Finalement, cette recherche constate que, En effet, un seul, la régularité simple décrit la croissance historique de cette collection extrêmement large de systèmes. Plusieurs, des familles de systèmes d'armes très différentes - de l'archer au char - se situent approximativement sur la même courbe, une simple fonction du temps. Contrairement à une courbe conventionnelle de croissance exponentielle avec le temps, cette régularité dépend aussi de l'échelle physique (en particulier, masse) des artefacts technologiques. Cela suggère un modèle général qui unit des relations allométriques (telles que la loi de Kleiber) et des relations de croissance exponentielle (telles que la loi de Moore).
"À ma connaissance, aucune recherche antérieure ne décrit une régularité dans la croissance temporelle de la technologie qui couvre des technologies si différentes, d'échelles physiques très différentes, et sur une si longue période de l'histoire, " dit Kott. " Cependant, une telle régularité doit être prise avec une certaine prudence. Vous ne pouvez pas l'utiliser comme guide de conception. Il y a bien plus dans un bon système qu'un chiffre de performance très parcimonieux que nous utilisons dans notre modèle. Les interprétations du modèle nécessitent de la prudence. »
Une caractéristique composite de systèmes militaires très différents, d'un archer médiéval à un char moderne, tombe approximativement sur une ligne droite sur un large éventail d'échelles physiques et de périodes historiques (1300-2015 CE). L'ordonnée est une somme pondérée des logarithmes de la cadence de tir d'un système militaire, l'énergie cinétique du projectile, la vitesse, portée efficace, et la taille de l'équipage. L'abscisse combine le logarithme de la masse d'un système et une fonction linéaire par morceaux du temps d'apparition du système. Crédit :graphique de l'armée américaine
Cette recherche suggère une possibilité que des collections encore plus larges de familles technologiques puissent évoluer historiquement conformément à ce que l'on pourrait appeler les lois universelles de l'évolution technologique, et fournit des questions de recherche connexes pour une enquête plus approfondie.
"Ce que je trouve intéressant dans les conclusions de cet article, " a déclaré le Dr Bruce West, le mathématicien en chef de l'armée américaine, « est-ce que du point de vue allométrique évolutif, il s'agit du premier ensemble de données empiriques démontrant l'existence d'un coefficient allométrique fortement dépendant du temps. J'avais anticipé une telle dépendance temporelle dans mes articles précédents, et voici une confirmation empirique claire."
Kott réfléchit à cette tendance semblable à la loi mais jusque-là méconnue.
"Avec le recul, " il a dit, "ce multi-siècle, la régularité à plusieurs échelles n'est peut-être pas si surprenante, mais d'une manière ou d'une autre, personne ne l'avait remarqué auparavant. Peut-être, l'avenir n'est pas un mystère silencieux. Il nous parle du passé, doucement."
