地震研究需要复杂性科学
地震研究需要复杂性科学梁志恒（致力于复杂性科学研究的民科爱好者 20161220）我们民间地震科学研究者，一般都从云图和各地异常研究入手，似乎总能找到一些与地震发生对应现象，根据过往民间的流传，还总结了一些方法，诸如地震云、旱震关系。随着网络科技的发展，我们已经可以从网络上收集各种信息数据。天气云图就是例子，很容易就找到亚洲甚至全球的气象云图、温度分布、气压、雾霾等全球图像，这给民间科学研究提供了更多更准确的信息。然而，尽管研究手段更多，信息数据收集更多，目前我国乃至全球对于地震发生规律的把握和预判仍然没有真正的突破。各种未知的不确定因素深刻影响着地震发生，规律时有时无，不连续，不明显，大半出乎意料。但有一个好的现象就是，民间仍然在坚持，并且也已经与地震局等专家领导有着广泛的沟通联系，大家都还在努力，地震局也还在，尽管成绩平平。为什么地震研究这么难？仍然是世界性难题？原因就在于地震是应归类为“复杂性事物”。造成地震发生的因素非常多，任何地震发生，所牵涉的因素是广泛和深刻的，宏观有天文的、气象的、地质构造的，地壳内部运动的、洋流潮汐的、温度变化的、人为工程引发的、台风、气压，微观到量子纠缠、暗物质等等。影响地震的各种因素数量大、种类多，关联耦合作用复杂，主因次因变化交替，在持续的运动变化中，呈现出了明显的复杂性事物特征：非线性、不确定、突变、混沌、分形、自相似、自组织涌现......，这些都足以将地震定性为超级复杂性事物。好比体育彩票，表面上似乎简单，还有一定的规律表现，但是绝大多数人是抓不住的。简单的几个数字游戏，其实蕴含着极大的变量，地震发生作用机理更是如此。地震就是复杂性事物，我们很多学者和兴趣爱好者，往往从单一的关系，或不多的几种关系上研究地震发生的规律，因而总是会出现各样预判的失败，甚至连地震局专家的辟谣也被打脸，因为他只从局部地质构造和十分有限的历史数据中来分析，考虑的因素是远远不够的，当然也就无法把握地震规律。我们看变化万千的云图，看枯燥的数据，甚至一些分析图表，是不能直接看出地震发生规律的，更无法看到地震情态的全貌。打个比方，好比我们在解几道代数题，这些题不只是两三个未知数，而是有几十个，上百个未知数，再厉害的数学大师也无法解开......，这是大数据时代，信息量之大，我们已经无法简单用人脑进行处理，也是因为这个原因，社会上就有了“地震不可预测”的言论。其实地震越是复杂就越是有规律可循，只是需要我们要改变一些固有的观念。让我们随着复杂性科学一起去探索发现，感知地震机理真相。当今伟大的科学家霍金说过：“21世纪是复杂性科学的时代”，地震研究引入复杂性科学，将是突破地震研究的唯一可行的道路。简单的说，就是要关注整体，融贯综合，实事求是的面对现实，承认地震研究的诸多未知因素是我们暂时无法透知的。那就让复杂性科学带我们进入一个全新的世界，让地震研究进入一个全新的系统：新的观念、新的理论和新的研究方法。这一切关键在于坚持实事求是的态度和科学无畏的精神。我国在过去这么多年地震研究中，积累了很多血泪教训经验的总结，这些都是地震研究的宝贵财富，经意不经意之间或多或少的都涉及到了复杂性科学的观念和理论。1．
不能迷信某次预报，地震预测要求精确三要素并不科学，要引入“概然率”。
（1）著名的海城地震预报，出于那个时代的特点，大多数领导和群众有意夸大宣传，造成一种错觉：地震是某种简单性事物，人类可以精确推断。这是不符合事实的，其实我们的领袖毛主席和那次预报决策的领导者毛远新，完全是那样冷静和极度客观的看问题，就算现在都值得我们好好学习，我认为奇迹只会追随他们这样的人，以下是他们对话的片段：1975年9月底，毛远新路过北京时看望了毛泽东汇报了海城地震情况。
毛泽东说：“据说有预报，损失不大。”
毛远新说：“别提预报的事了。发了预报后，我心里更加紧张，如果大地震迟迟不来，影响了生产、群众生活，成为茶余饭后的笑柄不说，省委还有何面目去见关东父老。”
毛泽东说：“那也没有什么了不得的，无非是后人再给你编一个‘辽人忧地’的故事。”毛远新说：“地震后，外面把这次成功预报吹得很高，但我总觉得有偶然性。上午发了预报，下午动员群众出来，当晚地震就来了，纯属巧合。
《美国地震协会公告》曾评价说，“海城地震的预测，是结合了经验主义分析、直觉判断和好运气，这是预测地震的一次尝试。”
（2）引用某位院士的原话：
“一切预报严格来说，都应该以概率预报形式提出，因为罕有预报能有100%的发生概率。”
其实现在中国地震学家往往给出确定性的预报，不是因为确定性很高，恰恰因为他们无法给出事件发生的概率，因此只能以确定性预报形式给出。对于我国地震预报的成功率，不同学者给出的估计从不到10%到30%不等，也就是说预报者虽然给出的是确定性预报，但发生的概率也就是10%左右。应该指出，一定时空窗口内一定震级的地震发生具有一定的背景概率，在地震活动区背景概率会相当高，因此只有预报概率显著高于背景预报，即获得较高概率增益时，才是有实际意义的预报。2．
任何单一手段都是有局限性的，还是要靠“综合”预报。“群测群防”是当时周恩来提出预防地震的主要方法。
周总理一直分管情报战线的工作，几十年积累了大量面对各种复杂环境下复杂信息的处理经验，面对复杂，就应该复杂的处理，“群测群防”就是一种复杂性科学方法。海城营口地震预报的成功虽然具有很大偶然性，但是此前做到中期大时间段大范围的预判，就是科学工作者们按照“群测群防”到各个村子里，向人民群众广泛地搜集地震前兆，从动物异常、有感小震声、光、电、磁、直到井水变化寻找“预报方法”。最终根据临震的诸多异常，逐渐缩小范围，锁定概率最高的地区。唐山大地震，汶川大地震，事前都有人收集到丰富的数据分析，也作出了实事求是的概然率分析，正因为地震本身是具有不确定性的，才会被很多有错误观念的领导忽视和误判，他们宁愿接受斩钉截铁的“肯定不会发生地震”的武断。目前所谓地震预报分为三种：基于前兆现象的：1）. 经验预报；2）. 统计预报；基于物理规律的：3）. 数值预报。其中数值分析和预报，就是应用连续介质力学和热力学规律，基于岩体破裂准则或断层本构关系，来分析预测地震，地震局专家通常注重这个方面的研究和看法。汶川大地震前几个月，地震局专家洪时中在媒体的辟谣，就是基于地质构造的数值分析，手段过于单一，这就违背了“群测群防”原则，同时由于地球的不可入性，地震的非频发性和复杂性，很难对地下介质的状况进行一个准确的判定。难怪当年就被打脸。3．
最有价值的历史经验就是：“不必安求百分之百的准确地预报地震，而是根据实际掌握的数据，“打个不同程度的招呼”。步步逼近才符合实际，然后根据科学水平做出巨灾预防。著名地震学家郭增建先生以实事求是的科学态度总结了新中国建立以来地震预报的历史经验，指出当时的真实情况是“没有做出准确的预报，但却做出了正确的预防。方法步骤是：“从长到短，有所察觉，打个招呼，长备不懈，步步逼近，不断拦截，群测群防，最后时刻，临机而动。”“是在不断跟踪各种地震前兆信息中等待着大地震的到来” 郭增建先生指出目前常规的以（前兆—（对应）—地震）的简单思路是有问题的，而应代之以（前兆—（建立某种模式对应）—地震）的复杂性科学思路。这个“某种模式”有着非常复杂丰富的含义：（1）它意味，不是某一种前兆与地震的对应，而是一切可能与地震有关联的前兆，要将其分别指标化；（2）这些前兆之间的“权重”是不同的，应有不同的“权重系数”；（3）要有获取这些前兆的机构、手段，还要有评估其信息真实性的机制；（4）这些“前兆”与地震的关系的机理有些能搞清楚，有些搞不清楚，要区别对待；（5）这种复杂的“前兆”暗示着致震原因的复杂性，可能是多种原因在不同情况下导致地震的。郭增建先生认为，在现有的科学认识水平上，想建立起百分之百准确的地震预报机制，是不切实际的，但是，因为不能百分之百准确预报，就完全不预报，完全不作为，也是错误的。所以，他提出了基于现有科学认识水平上，建立分级、分层、分区域的地震预报、预防系统的思想，用他通俗的话说，就是根据实际认识情况，“打个不同程度的招呼”，再根据“不同程度的招呼”采取不同程度的预防措施。同时他认为单独的以前兆对地震这种简单的思路与方法是行不通的，必须要有跨越式的思维方法，即将前兆套入某种综合信息模式之中去对应地震才可能行得通。
以上这些前人的总结，已经很明确告诉我们，我们的地震研究需要跨学科大综合，引入复杂性视角和理论（六度分离理论、自组织数据挖掘理论、耗散结构理论等），大数据分析，建构综合模型，甚至采用人工智能……，只有这样，地震研究才会有真正意义的突破。情势急迫，再也不能耗费时间了，这或许就是我们国家必须面临的一场生死存亡的战争：避开即将到来的巨大地质灾害。
近期在开发地震研究的全新系统工程：复眼系统。
顾名思义，复杂之眼，也是仿生学的应用借鉴。对地震信息大数据进行整理分析集成，每一种信息都将进行完整处理，就像每一只小眼。几十种信息收集，进行反复成形叠加处理，最终形成几种描述地震情态的新图像。
希望得到大家支持，也希望寻找参与合作者。目前仍在初级实验阶段。 可以一读 要求精确三要素的做法我向来以为是震后用于研究用的，于震前预报无法做到精确，仅招呼一声已属不易了。
群策群防最有效，多少个传感器都不如人来得多。
看看动物的反应即可知，最难的又或许是最容易的，大道至简。 地震与地球内部物质变化的关系
在地球的环境条件下，分子总是不断地形成，也在不断地在解体。如果地球表面太热，象太阳表面那样，那么，由于热绕动太强，原子不能被此停留在一起构成分子。如果地球表面太冷，分子将集结在一起，形成固体和晶体，并且不会出现任何变化。当地球上的温度提供了足够的能量时，会使一些分子不时地解体。而当所提供的能量不太大时，会使一些分子不时地解体；同时由于所提供的能量不太大，也会使大部分化合物能够暂时存在，这主要取决于不同化学元素的化学性质和它们的结合力。关于地球上分子的形成和解体的主要原因是，在地球的地核处由于那里的温度高，地球上部的温度低，使地球内部内部的物质发生热对流，使地核内部形成的原子、电离子和电子不断地上升到地球的上部。另外，由于地核内部的温度高压力大也促使一些化学物质不断地向地球的上部运动。在这种自然环境条件下，上升到地球上部的物质就会形成不同的化合物，并释放出它们在结合过程中的能量。地球上的各种矿石和一般岩石，都属于不同化学元素的化合物。地球上这种上升的物质运动，在地球内部还会形成一种涡流运动，使上升的物质集中向上运动，在地球上部形成一些高山和盆地。
地球上的原子复合成分子和电子电离子复合成原子，并形成一种能量向外释放，这是一种客观存在的自然现象。当地球上的物质发生极速的化学反应时,它们所释放的能量，可形成高温、高压甚至引起爆炸，这种形式的爆炸称为化学性爆炸。关于化学性爆炸的问题，在人们的生产和生活中有时也会遇到，例如当发生爆炸时人们听到爆炸声和人们看到的发光体以及人们感到的强烈的震动，还会出现一些异常的气味等。这些都是化学物质发生极速化学反应，能量释放引发的结果。
在地球上我们所遇到的地震，实际上就是分子不断地形成或不断地在解体的结果。因此,地球内部的化学变化与地震的关系是值得研究的一个问题。通过人们对地震的观察和分析人们发现，人们所能感觉到的地震只有1％次，99％的微震人们是感觉不到的，只有十分灵敏的仪器才能探测到。从目前人们在各地发现的有感觉地震来看，地球上的地震应该是一种多发性的自然现象。例如， 2016年我国就发生33次5级以上较强地震。可想而知，地球上的实际发生地震次数就难以想象了。这与地球上分子不断地形成和不断解体一样，都是一种时刻变化的自然现象。 感谢楼上的分享，不错，这是对于发生地震的一种原因分析。地震发生，特别是7级以下的地震，发生和影响的区域这么小，发生的时间如此之短，对于地球这么庞大的天体来说，好比人皮肤上的一个蚊子的叮咬。化学变化和物理变化，甚至热核变化，都是地球内部运动变化一种描述，目前我们还是不能完全清楚的。难道地球内部就没有黑冷空间？一定是有的。因此，其实地球内部导致地震的各种机理，对于我们仍是一个黑箱。
尽管太复杂，黑箱无法透知，复杂性科学理论仍然能够为我们指明方向。复杂性事物的“层次波”“表象迷惑”“初始敏感”“金刚轴心”等等都将给地震研究给出鲜活的道路....... 真能瞎掰，盆地、冲积平原对成煤成矿、地质灾害起了决定作用，你睁开眼睛看一下，还有什么比这个观点更全面和正确？ 1•温州动车当年出亊故，在新闻媒体上被批得一踏糊塗。可是，楼主所说的领导那么 武断，那么不作为，他们的日子不是过得很滋润吗？
2•真的是情势急迫，再也不能耗费时间了。唐山地震、汶川地震，几十年一見，顶级专家在岗位上也夠混一世了。领导和顶级们不预测，谁又能奈何得了！
3•毛远新说海城地震预扱“纯属巧合”，本人认为也不完全对。只能说明预测者在复杂性科学中，抓住了可能引发地震的主要矛盾，抓对了，预扱对了，所以显得巧合。我相信预测者不可能去计算哪个板块每年移动多少厘米，也不会去“证明《地震的实质和预报》地震理论的正确性”，更不会在地震的爆炸物里，去寻找放电击发的核爆效应依据。仇万年
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