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日志

2008-11-01 地震预报的中国“江湖”

已有 1891 次阅读2008-11-2 23:05 |个人分类:群防群测信息|

地震预报的中国“江湖”
南方周末 2008/10/31

编者按:10月28日刚刚结束的十一届全国人大常委会第五次会议上,防震减灾法(修订草案)(下称修订草案)首次接受审议。地震预报问题成为焦点。要不要预报?能不能预报?谁有资格预报?最高立法机关民主立法,常委会委员坦陈己见。

地震到底能不能预报?这个领域的真实状况是什么?中国的地震预报体系在如何运转?

在防震减灾法(修订草案)提交全国人大常委会一审之际,记者广泛采访相关人士。记者发现,地震预报是一个学术坚守、学科尴尬、政治考量,甚或个人恩怨等等混杂的领域,而由此派生出的各级地震预报体系,也掺杂了权衡种种。

最根本的,这是一个基于尴尬的技术水准的尴尬的预报体系。

地震预报的难啊,难在即使搞地震预报的人他都不知道究竟难在什么地方,不搞地震预报的更不知道了。——中国工程院院士许绍燮

一只鸽子落在四川省什邡市洛水镇李冰村西北的山坡上,这里埋葬着108名“5.12”汶川地震的遇难者,他们的墓碑暂时用砖代替。实现地震预报或许只是一种美好愿望,但也寄托了人们避免灾难的希望。

汶川大地震当晚,国家地震局门前记者云集。

【一】汶川之后:地震局的艰难时刻

“我无可奈何,我非常想唐山地震的教训不要再重演,现在不但重演了,而且比唐山地震还要厉害,我难受得很。”梅世蓉说。

汶川大地震半年后,地震预报已经成为一个难解的话题。

80岁的梅世蓉,在主流地震学界被认为是中国地震预报的一号人物。汶川大地震之后,网上出现了颇有“文革”风味的一张制图,画面上,白发苍苍的梅世蓉正面半身,胸前挂牌,牌上有字:“7.28 5.12国难真凶千古罪人,梅世蓉”——梅世蓉三个字打了红叉。

在接受记者采访时,回望唐山,梅世蓉为自己承担了“漏报犯”的名头而委屈和愤怒,她认为这是明显的误解,“任何一个从事预报的人,都想在此生哪怕报一个地震也好。”

再看汶川,其实早已退休的她与汶川地震预报并无干系,却因为身为中国地震预报元老而再次担了罪人名头。“我无可奈何,我非常想唐山地震的教训不要再重演,现在不但重演了,而且比唐山地震还要厉害,我难受得很。”

梅世蓉的经历,或许是中国地震预报尴尬境地的一个缩影。

汶川地震后,中国地震局每天都举行震情会商会的做法一直持续到9月22日。此前两天,北京残奥会刚刚结束。

国家汶川地震专家委员会的工作亦在10月中旬正式停止。汶川地震专家委员会成员张国民说,11个部门的30个专家已经回到自己原来的部门。

10月份,中国地震台网中心首席预报员孙士钅宏正式退休,他在接受记者采访时说,退休的一刻,“压力小了不少”。

记者接触的大多数地震学者如梅世蓉般,不掩饰或多或少的沮丧。一些学者想起了32年前唐山大地震后的恶劣阵势:声言已经预报的研究者——汶川之后也已经出现了;各地频繁报告的异常——汶川之后也注定会出现;以及公众情绪——这个他们立刻就感受到了。稍好些的是,这次专家们不用担心如唐山大地震时有被殴之虞。“网上的除了骂还是骂,我感觉我们应该被骂。”中国地震局地球物理研究所研究员陈学忠说,地震发生之后,有中国地震局的人员去商场买东西都不敢开发票,去医院看病还被医生责问。汶川地震刚发生那几天,地震局的人挨骂多了,经验也多了。“我们单位有个老太太,有个人问她为什么没有报出来,她就一笑,惹火了人家。她要是不笑,给人家鞠个躬或者道个歉,再说说自己的困难,这样大家反应就不一样。这时候,一个动作,一个表情,就会起到很关键的作用。”“不管怎么骂,都可以理解。”陈学忠说,“科学的水平和民众的期望之间差距非常大。他们不了解‘再怎么样我也没辙了’这种状况。不管你多难,出了这么大的事,我们就应该低下头来检讨。”

他同样理解地震局系统扭转公众印象的努力,以及这背后虚弱的技术水准。这个虚弱,用院士许绍燮的话表述就是:地震预报的难啊,难在即使搞地震预报的人他都不知道究竟难在什么地方,不搞地震预报的更不知道了。

汶川地震后的余震预报也只能成为地震局“再怎么样我也没辙了”的注脚。就在5月19日发布成都余震预警的当晚,曾有众多四川朋友给陈学忠打电话询问。“放心回去,外面睡多不舒服。”他对朋友说,“凡是预报有地震,一般到最后都没有。”事后果然如此。

今年8月,中国地震局召开大会,号召全系统总结反思,旨在“探索中国防震减灾工作改革新模式”。在该局新近召开的“学习实践科学发展观动员大会” 上,汶川地震的总结反思亦被列为重点。这看起来是一个颇为复杂的工程,中国地震局地震预测研究所研究员张国民说,要等到今年年底反思总结工作才会有一个初步结果。

记者广泛采访后发现,地震预报是一个学术坚守、学科尴尬、政治考量、甚或个人恩怨等等混杂的领域,有人为此付出了几十年的光阴,然而身背恶名;有人力图独辟蹊径,但被认为理论荒谬;也有人在探索中倍感希望渺茫,从此离开。而由此派生出的各级地震预报体系,也掺杂了权衡种种。最根本的,这是一个基于尴尬的技术水准的尴尬的预报体系。一切问题的关键,是地震预报水平的不过关——四十余年演进,甚或对到底要不要搞预报这样的前提性问题,依然争议颇大。

【二】当年勃兴:“不搞出预报死不瞑目”

“总理召集地震系统的人开会,我也去了,总理说一定要搞出预报,现场好多人表态,不搞出预报死不瞑目。”许绍燮回忆。

审视中国的地震预报体系:中国地震预报在1966年邢台地震中被最高层强调,于1976年海城地震中到达乐观顶峰,几个月后在唐山大地震中遭受重创,而后恢复元气之时,再遇汶川。

1966年可以看做一个节点,那一年中国发生了著名的邢台大地震,8000余人丧生,3.8万余人受伤。有一位老人跟其时的总理周恩来说:“出现这么大的灾害,能不能做到在震前给老百姓打个招呼呢?”

回望当年,正是那时的领袖激励了许多人的“预报情结”,也让他们从此历尽荣辱悲欢。要“研究出地震发生的规律来”,周恩来对年轻的学者们说。在受鼓舞的人中,包括梅世蓉,从此她在该领域研究了四十多年。包括耿庆国,一位自言预测了此次汶川大地震的颇有争议的人物。还有许绍燮,他如今是中国工程院院士。“总理召集地震系统的人开会,总理说一定要搞出预报,好多人表态,不搞出预报死不瞑目。”许绍燮回忆。

1966年,正是“文革”开始的日子,也正是从这一年开始,中国进入为期十年的强震活跃期。越来越多的学者无法研究本学科,地震研究却颇有“显学” 之态。包括地质学家李四光,气象学家竺可桢,石油系统的权威翁文波等都被抽调来搞地震。历史学家们也不示弱,用找寻历史地震的方式进行研究。

一些从邢台地震总结出来的观测方法开始应用,比如观察岩石的形变、地电、地磁、水位及水氡等等。高层呼吁要“群测群防”,“专群结合,土洋结合”。群测点大都设在学校,由老师带领一些同学,定时观测,有的还自己研制土仪器,比如土地电、土地磁等等,有的将电极插在大树上,接个电流表,观测电流变化,称其为“植物电”……地震部门的简报文件上,对群众路线的作用大为赞赏,大量宣传“鸡飞狗跳”、“老鼠搬家”可以预报地震。1973年气象学家竺可桢在病榻上看到这类简报,他写了一段话:“仅凭这些,真能预报地震?如果可以,还要科学干什么。这些事传到国外,是要被人传为笑话的。”

不过地震预测的科学研究依然在快速前进,随后几年中国发生了多次7级以上大地震,激起了政治上更迫切的要求,国家地震局于1971年8月正式成立。大量震前异兆被收集起来,专业的观测研究队伍开展了二十多种检测手段。一个规律被总结出来,即地震前会出现大量小震,而且小震活动遵循“密集——平静—— 爆发大震”这样的规律。而在1975年2月4日,辽宁海城7.3级大震,上述规律的巧合性应用,使该次地震得以预报,成就了地震学者的巅峰体验。

这是目前公认的世界上有科学意义的两次预报之一,另一次在同属社会主义国家的苏联——当时的中国学界已是非常乐观,在事后的总结会上出现了诸如“坚冰已经突破”这样的语句。“大家都觉得地震可以预报了,包括李四光等大科学家都很乐观。”许绍燮说。政治领袖也激动起来,提出了“要做到24小时前报出5 级以上地震”的要求。

地震预报学者在各地受到了英雄般的礼遇。1976年2月,梅世蓉等4人也参加了在巴黎举行的联合国教科文组织“政府间减轻地震灾害国际讨论会”。中国科学家讲述了海城地震预报经验。“我们都成了明星了,”梅说,“有些大会没几个人,但是海城地震的预报,大礼堂鸦雀无声。”

明星体验终止于一年半之后的唐山大地震,24万人丧生。“大家都傻了眼了。”许绍燮说。

要说地震学者对唐山大地震全无察觉,却不符合事实。但虽有中长期预测,学者们甚至跟踪数年,但具体何时发生,就无人知晓了。与此前总结的不同,唐山大地震前没有小震,地震学家们震惊地发现海城经验在此毫无用处。但公众对地震局的愤怒已无可避免:不是地震可以预报吗?唐山大地震前为何不打招呼?

地震学者已然名声受损,于是各路“业余英雄”现身,预报还将有地震的意见如雪片般飞来。有人问梅世蓉怎么办,她说,“如数上报”。

然而预报意见已经到了“多得不得了”的地步,很多人说北京要发生大地震,其时主持中央工作的华国锋终于按捺不住。1976年8月24日夜晚,梅世蓉和丁国瑜、马宗晋三人被紧急叫到人民大会堂。“他说你们把预报都转到中央来,让我们怎么办?你们要拿意见。”情绪低落的梅回答说,“我们水平也不高。”会议一直开到凌晨3点多,最后华国锋急了,“你们就说个人的意见,不要你们负责。”梅世蓉回忆,她横了横心表态不会发生大震,其他两位也附和,华国锋随后拍板不发警报。所幸地震最终没有发生。

地震研究的低谷来了,一些人开始离开。梅世蓉的一位下属是重力研究方面的专家,1977年坚决要求回到原单位。“他说你们放掉我吧。”梅说,“我们无可奈何,他何必来端这碗苦饭。”

1982年,这位专家就评上了中科院院士。而1993年梅世蓉此后在一波三折的院士评选中,最终因被指有唐山大地震“漏报犯”之名而被搁置。

唐山大地震之后不久,国家地震局从各地调来人手参与研究震情。既然已饱受批评,也便不能再讲什么条件,新来的人在新搭的帐篷里干活。科技人员自然心有悲怆,而公众则多少有些“就该如此”的情绪。这些帐篷作为北京市最后一批抗震棚一直存在到1980年,因为实在影响北京市容,还上了电视。

唐山大地震让梅世蓉意识到了“科学家们不应该把事情想得太简单”。她在一本书中说,将来如果遇到类似的地震,依然报不出来。

【三】学科尴尬:“我们跟中医一样”

地震预报学科在中国科学界的地位尴尬起来。“说我们是经验总结,没理论,常常被看不起。”梅世蓉说,“我们跟中医一样,中医就被认为没水平。”

科学不发达的时候,占星学家就成了科学。既然主流科学不能提供解决理论,那么科学家和普通人在某些层面上也就平等起来,比如山东东阿县的一个农民。他每天观测早上的太阳的异常,据此预报地震。“他一般说3天以内会有大地震,那么在全球范围内还真的有地震。他前几年每年给我们预报10次左右,大概有8 次能对上,只是说不准地点。”中国地震台网中心首席预报员孙士钅宏对记者说,这个农民观测到的信息“可能还是有意义的”。

这在公众看来则有些怪异,如果一个农民的理论能预报地震的话,科学在干什么?不过孙士钅宏说,什么是科学呢?“科学这个词啊,”他说,“可以说任何一个地震预测方法,我都说不清楚,我相信其他专家也说不清楚。”

唐山大地震之后,地震预报学界需要重振,前提是,地震之前到底有没有前兆?如果真没有,那预报也就无从谈起了。“从事地震预报的人员还要活下去,要探索出一条路。”梅世蓉说。国家地震局开始大规模总结之前的地震震例,总结出的60个震例中记录了921条前兆异常。最后的研究结果是,地震是有前兆的,预报有意义。

到1980年代后期,一套预测实用化的系统被地震局开发出来,将前兆的识别和判定给出定量的标准。计算机技术的发展热潮下,地震学者们也努力开发出了地震预报的专家系统。

然而一个致命的尴尬却始终存在——中国地震预报的出发点是,通过发现前兆来预测地震。但检测的这些前兆数据——比如水氡或者地磁——和地震之间到底有什么样的关系,甚至和地震到底有没有关系,学者们却难于准确判定。

这源于学科理论的欠缺,地震预报的机理还没有解决,接受记者采访的中国科学院院士、北京大学—中国地震局现代地震科学技术联合中心主任陈运泰说得干脆,“我不觉得现在有什么地震预测理论。”

国际上有许多假说,但至今无法准确解释地震发生的机理。地震预报学科在中国科学界的地位便尴尬起来。“说我们是经验总结,没理论,常常被看不起。”梅世蓉说,“我们跟中医一样,中医就被认为没水平。”

机理问题不解决,就如同老中医,方法可能很灵,但为什么灵还不知道。何况现在这中医还不怎么灵。

另外让人沮丧的是,大地震的复发时间往往比人的寿命还要长,“你一生在同一个地方赶不上两个地震。”陈运泰院士说,作为一种自然灾害的时候,人们痛感震灾频仍,可等到要研究它的规律性时,又深受样本“稀少”之苦。“当然,这话的意思不是希望多来大地震。”

但科学界自有评判规则,比如地震预报若要申请自然科学基金项目,就颇为困难,“你必须要提供理论结果和基础规律,但是地震预报不能提供”。“最穷的是搞预报的,搞地震工程和地震观测的都比我们强。”中国地震局地球物理研究所研究员陈学忠说,中国地震局下各个研究所接课题,“搞好了给你提点奖励,我们一个项目好的时候一万多或两万块钱这种奖励,别人搞工程或观测的可能就几十万”。

学科特点如此,发表论文也成了难题,而在论文篇目甚为重要的现今中国学界,这显然让年轻的预报研究者们颇为学术前程担忧。

而且现在的年轻人也不是那些从邢台地震的惨状中“滚”出来,对敬爱的周总理表过态,从此就怀上一辈子预测情结的年轻人了。梅世蓉培养了4个学生,后来都转行去了国外的石油公司,利用地震波探测地质结构找石油去了。而且,“几年前北大的老教授就跟我说了,今后三五年别指望我们北大地球学的人到你那儿去 ”。

陈学忠形容目前地震预报的惨状:“我们所过去是十几二十个顶级专家在搞,现在就是个别的人在做。实在找不到其他工作的才搞预报。”

尽管人才流失,水平下降,但是设备上去了。国家测震台网共有152个国家级地震台,全国31个省级地震台网有一千多个地震台。在过去的很多年中,这些地震台网硬件建设是国家地震经费投入的一大部分。有接受本报采访的学者说,各级地震局对硬件建设的热情超过了对理论突破的热情,因为前者更容易被公众看到以证明地震局的业绩,而后者的突破则遥遥无期。

这其中有诸如监测地电、地磁、重力等数据的台网。梅世蓉说:“花钱上了很多仪器,我们测的数据,最后跟这个地震是不是有必然的联系,说实话我们不知道。”

不过中国工程院院士许绍燮说,“反过来,你知道监测什么东西有用呢?”既然尚无理论突破,也只能多途径先探索。

好在这些台网在汶川地震后几分钟内便显示了威力。尽管有人随之评论:跟唐山大地震相比,三十多年的进步,不过是汶川地震后能迅速找到震中。

【四】恩怨情仇:主流“拼盘”与非主流“突击”

梅世蓉被指责有压制唐山大地震的预报之嫌,她对记者强调这是“彻头彻尾的谎言”

更大的问题在于中国的特殊之处,虽然技术没过关,地震预报却成为一项官方任务,由此决定了各级地震局系统的尴尬:一方面被赋予提供预报意见的任务,一方面本身又几乎不可能完成它。

地震局系统对于此次汶川地震不曾瞒报的自信,多少可以解释为基于技术无奈的自信。

中国工程院院士许绍燮直截了当地说:“瞒报?没有这个水平,不到这个地步。”

汶川地震发生后,中国地震局退休专家耿庆国被称预报了这次地震。据称他之前也预报了唐山大地震。

中国地震局监测预报司副司长车时在正式场合给予否认,称这次地震前,“没有收到任何单位、个人或团体提交的有关这次地震的短临预报意见”。

新疆地震局副局长王海涛看到网上说谁谁怎么预测了这次地震,他想跟帖写一些反驳的东西,“结果老是不给登,贴上去就被删了”。

对于这则消息的反应显示了如今地震学界主流与非主流的分野。耿庆国被认为是地震研究的“非主流学者”,他现在的头衔是“中国地球物理学会天灾预测专业委员会”常务副主任,这是一个全国性的学术团体,耿自称该团体是一个“弱势团体”。他的支持者、该委员会顾问陈一文则进一步对记者说,“中国地震学界主流派对非主流派的打压历来就有。”

对于厌倦者来说,“非主流”的耿庆国就像个总在叫喊“狼来了”的孩子。“每次都欲哭无泪,在流血。凡是发生地震以后都说他预报准了,甚至全球大地震、水灾、雪灾等等灾害,都是他们预报了。”记者采访的一位中国地震局专家说,“你每隔两天就预报一个地震,不用百八十个,你就报10个,碰上一个你就说,你看我报准了,你怎么不听我的?我怎么听你的,我要是政府我怎么听你的?”

而对于支持者来说,耿庆国就像当年的哥白尼,备受打压。“老耿给我印象最强的:非常沉重的社会责任感、非常巨大的正义感以及求真务实的精神。”陈一文说,“而且他没有任何资金,没有助手。中国地震局所有工作最终的目的,应该是能够在地震发生前给当地的老百姓打个招呼。而老耿为什么这么认真?为什么这么执著?他心里装着人民的安危。”

事实上,“主流”和“非主流”之间还有另外一段“公案”,就是本文开头提及的唐山大地震是否漏报的问题。

唐山大地震临门一脚失败,预报者和大地震擦肩而过。其时梅世蓉是国家地震局分析预报室副主任,而分析预报室下属两个组,其中一个专门的京津组负责首都圈的地震预报,组长为汪成民。耿庆国当时在北京地震队工作。这是一个罗生门般的陈述,从汪成民和耿庆国接受杂志采访时的回忆来看,梅世蓉被指责有压制唐山大地震的预报之嫌,而梅世蓉则对记者强调这是“彻头彻尾的谎言”。“如果是他真有这个预报意见,我不支持他,主持会议的人也不支持他,我们这些人都该拉去枪毙。”“他现在到处传播,老百姓都认为是他做了一件好事情,我成了罪人。”

事件的另一方汪成民、耿庆国拒绝了记者的采访。

历经唐山大地震的预测纷争和40年沉浮,当年一起被周总理鼓舞的地震学者们已相隔甚远。中国工程院院士许绍燮认为地震预报不一定非要划主流和非主流,“所谓非主流,只要他们能够坚持下去,也要尊重他们。”他说,“即使瞎子摸象也不失是一种集思广益的知识来源,只要瞎子们报告的,确实是摸到了大象实体部分的真实情况。”

更大的问题在于中国的特殊之处,虽然技术没过关,地震预报却成为一项官方任务。“很多国家政府不直接负责预报问题。”国家汶川地震专家委员会主任、中科院院士马宗晋对记者说,“但是(我国)政府现在还是很努力做这件事。”

由此也决定了各级地震局系统的尴尬:一方面被赋予提供预报意见的任务,一方面本身又几乎不可能完成它。技术现实和任务目标的错位已然产生了某些奇特的影响。

中国地震局每年年初都会搞一个年度地震趋势的会商,之前先由各研究机构和各省地震局提交自己对该年度的地震预测意见。

理论既无突破,也就不好说谁是权威或者谁就正确,年度会商是综合各地不同意见的结果。“各省谈各省的,每个省就掌握一点资料,然后往一起拼。”梅世蓉说,“这几年的年度会商就是拼。”

年度会商的主要作用是划出该年度的危险区域,而危险区域划多划少,震级如何则有另外的权衡。

“多数是说可能有5到6级地震,划了好多圈,如果划得多,有些(发生的地震)就掉进去了。”梅说,“这样最保险,但绝对不敢报大震,因为报大震要有大量的工作要做。”

“也不能说没地震,这实际上是一种策略和保险系数,从管理者角度上看,虚报没有问题,漏报不行。”中国地震局地球物理研究所研究员陈学忠说。

由于每年各省自己报的危险区很多,于是各省地震局会有“争地震”之说。“这样省里头才能给钱,你那里太平无事要钱干什么?所以他要地震,但是又不敢要大地震,你说了大地震不来,花多了钱也不好交待。”梅世蓉说。

“好多利益搅和在一起,有的省,分析预报人员是这个意见,管预报的局长来了,就说,不行,应该怎么样,就改了,有可能改严重,有可能改轻,不一定。”陈学忠说。

每年地震局会统计成功预报了多少地震。2006年中国地震局的消息说,30年来中国曾成功预报二十多次。“统计的时候,我不能说他乱来,但至少是非常宽松的。”中国科学院院士陈运泰说,“会商时划的圈子本来就很大,地震落到圈子里算报对,但边上的也算基本报对。说得难听点是在游戏中修改游戏规则,这种数字没有意义。”

和地震局系统井然有序的工作相比,非主流的学者的做法就像士兵突击般勇猛了。事实上,主流与非主流的纷争,还来自于“非主流”学者喜欢将预报意见直接“捅出去”的做法。

一名中国地震局专家提到,一位“非主流”学者曾在2000年前后预报北戴河7月份会有8级地震,“那时中央领导人都在北戴河开会,当时的国家科委主管领导要求核实。这位学者跟当时的国家地震局局长一起去北戴河汇报,他走出地震局大门时说,这次8级地震要不来,我就从地震局大楼上跳下去,结果地震也没来。”

新疆地震局副局长王海涛也不掩饰他对“非主流”的不欣赏:“他们往往把某一次的有所对应的预报意见无限地放大,而把若干次的虚报尽量地忽略掩饰。”

他说,一些“不知怀着什么目的”的专家会将大震预报意见寄给新疆维吾尔自治区党委书记王乐泉,“书记批到地震局,我们认真研究他们的意见,并将这些意见收集起来,给他们存档。万一哪一次让他碰到了,那可不得了了。偶尔一次的报准他就成了英雄,我们就成了背负历史耻辱的人”。

如果报不准呢,也会给主管部门造成很大压力。他举例说,1991年岁末年初,有一位专家给新疆阿勒泰的官员发布了一个预报意见,结果这个意见一下传出去了,在零下30—40摄氏度的天气中造成大量人员的恐慌性撤逃。当时的地震局采取了很多措施才把人劝回去。“首先要考虑到,我们的预报很多是不准的,如果草率发布,可能报20次也难对1次,这对各地的影响不堪设想。”王海涛强调。

至于“非主流”一方,学者陈一文也颇为无可奈何:“我每次(把预报意见)提交给你,你每次都不理,我怎么办?”“我监测到了各种各样的现象,我就要把它报出来。我不考虑如果失败人们对我又怎么看。我就是希望引起重视,加强监测、加强教育、加强防备。”

“地震局的人就说,你们退休了,你们就上公园玩儿去,你们做的这些事情都是在捣乱。

【五】政治考量:报还是不报

5月20日,中国地震局、辽宁省政府在鞍山市举行海城地震纪念碑落成揭幕仪式。older/CFP/图

技术现实与任务目标的“错位”最终影响到了预报的终端。对于主流地震系统而言,预报是被公众寄予期望的,但恰恰也是最难抉择的。

世界上存在两种争论:一种认为科学家可以发布地震预报,不用管老百姓搬不搬家,走不走,他愿意跑就自己跑去,政府愿意停产是政府的责任。另一种则认为科学家没权力发布任何震情预报,因为地震预报的水平很低。“你敢拍着胸脯说准吗?”一位地震局专家说。

技术现实与任务目标的“错位”最终影响到了预报的终端。对于主流地震系统而言,预报是被公众寄予期望的,但恰恰也是最难抉择的。

梅世蓉还记得自己曾发布的一次北京有地震的预报,那是1976年底,唐山地震之后压力巨大。但不久她便撤销了预报,“我走在长安街上去看啊,那真是稀有,好像是抗日战争逃难一样,你往东他往西不知道往哪里走,我心里震撼啊。我们个人渺小得很,发布这个预报跟抛硬币差不多,但是一个意见可以牵涉到千家万户的人,不能轻易搞预报。影响太大。”这最终成为作为地震预报权威的梅世蓉平生惟一的一次地震预报,“还没报准”。

同样是1976年,8月间在四川省北部松潘、平武之间相继发生了两次7.2级的强烈地震。此前地震专家们发现了大量的宏观异常,便也预报了有地震,而且讨论了预报要不要“挂七”(挂上七级),“挂七”和不“挂七”大不一样,一挂了七就是比较强的。

消息很快就传开了,松潘地震从发布预报到发生地震经历了三个月,其间各地闹地震一片混乱。公众绷紧的神经几近断裂,甚至某村61人连续四日聚集,念咒发功,最后集体投水。“最后实在坚持不住了,政府处在一个很尴尬的地位上,他恨不得你说一个‘没有了’,大家就不折腾了。四川地震局已经考虑要撤销预报,这时候,地震来了。”中国地震局原分析预报中心党委书记张肇诚说。

松潘地震的预报事后受到了批评,认为预报得太早,给当地造成了太大的影响。后来四川省委因为大力部署防震还被批评“以地震压革命”。预警期间有人逃地震跑到了唐山,结果在唐山大地震中伤亡。

至今时常被拿来当作正面典型的1975年2月4日海城地震预报奇迹,在地震学界看来是双重的巧合:学者的自信和政治人物的铁腕。“海城发布预报那是 ‘文化大革命’的时候,毛远新在辽宁当革委会主任,地震局说可能有地震,还挺大的,毛远新说那少废话,把人都给我架出去。结果,真震了。”一位中国地震局专家回忆。

梅世蓉把地震预报总结为两个问题:“能预报不能预报,是问题;该报预报和不该报预报,是很大的问题。”总之,预报是很大的科学问题,更是很大的社会问题。所有的症结依然是老问题:地震预报不准。

而地震局在此问题上的一系列权衡,也是以此为基点。

根据现有《地震预报管理条例》,省级地震局负责提供预报意见,各省级地方政府负责发布该地区的地震预警。有的地震局报告给政府的意见,是给省政府主管官员一个关于地震判断的“情况反映”,不作为正式的预报意见,相当于“打招呼”。而且地方政府要权衡利弊,考虑预报不预报的损失。“不是说给了他意见就报,有的地区不报比报要好一些,报了比不报损失更大。比如云南有些地区6级不会有什么人员伤亡,报了可能整个社会生产都停下来了。”中国地震局地球物理研究所研究员陈学忠说,“而省局对于报7级以上的地震很谨慎,没有把握的就压下来,或者降级报,比如原本准备报6级的,就报5到6级。”《唐山大地震》一书作者钱钢,在汶川大地震之后所写论文《地震预警初探》中总结了地震部门对预报的态度变化:唐山大地震后的十年间,余悸未消,地震部门最怕“漏报”,政府最担心“漏警”。而1986年后,随着经济、社会的发展,对“虚报”和“虚警”的担心则上升到主要地位。稳定压倒一切。

新疆地震局副局长王海涛说,从1990年代中期以来,除强余震预报外,新疆地震局还没有形成一个正式的可供发布的预报意见向自治区政府报告过,这基本上也是各省的普遍现象。

因为预报意见不多,“辟谣”反倒成了各地地震局最常见的露面形式。福建省地震局原局长陈洪鹗说,他1983到1987年任职时主要任务就是辟谣,因为辟谣成功获得过国家地震局的一等奖,发了奖金。“有一次一个专家预报新疆某地要发生地震,当时从上到下都非常重视,怎么办?我们把他在新疆预报过的所有意见都找出来,他前面报的多了都没有对应,这一次我们能信吗?”王海涛说。

事实上,从地震局到地方政府,上述一整套做法好比一个“保守疗法”,减少了虚报造成恐慌的几率,但也减少了直接预报成功的可能。

进一步说,如梅世蓉所言,年度会商不敢提大震,使得形成的指导意见给地方地震局一个无大震的基本判断。而地方地震局对估计的“小震”再采取保守原则,以免虚报,则地震预报的可能性再度降低——虽然这在当今科学上本来就达不到。

“在科学水平很低的情况下要让政府做出重大的行政决策,政府要承担很大的风险,这也是不公正的。”国家汶川地震专家委员会成员、中国地震局地震预测研究所研究员张国民在接受记者采访时说。

如果不发生地震,前文所述的整个尴尬的运转体系倒也没有大碍,台网建设、抗震救灾都有了成果,学界也在慢慢等待预报方法突破的那天,虽然他们说这可能要几代人甚至更长的时间。

“这次8级地震是对我们地震预报研究者一种信心的摧毁。”王海涛说,“我们都很努力,但是并没有得到上天的回报。”

【六】前路漫漫:反思和重振

10月22日,杭州安吉路幼儿园的小朋友们在老师的带领下进行防震演习。有些专家认为,比寄望于地震预报更为可靠和重要的是尽早普及地震防护和自救措施。

“这次8级地震有没有前兆,这个问题极为重要,是一个严肃的科学问题,这也涉及到我国四十多年来地震预报的探索及我国乃至世界地震预报前途的大事,需要进行认真的科学总结,汶川地震后我们应对各方面的工作进行深刻反思。”张肇诚说。

汶川地震打击之大在于——中国地震局地球物理研究所研究员陈学忠对记者说——在今年的年度会商中,汶川地区甚至没有被划入危险区。这意味着不仅没有短临预报,连一个中期预报也没有。

这比唐山地震还凄惨,唐山地震虽然临阵预报的最后一瞬没有抓住,但是中长期预报,是划准了圈子的。

预感或许曾若有若无地存在,一旦成真总是会带来无穷无尽的懊恼。更糟糕的,想的是也就经历一次了,没想到又来了一次。

如同唐山地震之后想起自己1970年亲手划的那个圈,汶川之后梅世蓉想起了自己“不止一次”的提醒:“印尼、俄罗斯、日本、巴基斯坦,8级地震围着中国转,而中国大陆去年地震活动很低,平静不是好现象,说不定哪一天在我们想不到的时间,想不到的地点发生类似唐山的大震。”她说,“我一直在说这个,但是我确实说不出来汶川,我没做具体工作。”

王海涛则想起了建设在四川地区的流动地震台阵,“正在这次地震的断裂带附近,中国地震局地质研究所刘启元研究员承担的‘973’重大科研项目,架设了300套仪器,正在观测,台间距20公里左右,想把这个地区的地下精细结构了解清楚,为科学预报提供基础,遗憾的是到地震发生的时候,我们这种监测还在野外进行着……”“反思”这样的词汇出现在中国地震局。汶川大地震后中国地震局成立了专门的总结与反思领导小组及其咨询工作机构。接受记者采访的一些中国地震局权威专家用了“地震局这次没办法交代”这样的语句。

“这次 8级地震有没有前兆,这个问题极为重要,是一个严肃的科学问题,这也涉及到我国四十多年来地震预报的探索及我国乃至世界地震预报前途的大事,需要进行认真的科学总结,汶川地震后我们应对各方面的工作进行深刻反思。”中国地震局地震预测研究所研究员张肇诚说。

一些专家提到了之前的一个体制变动造成的可能影响,“使得力量分散了”。

2005年1月30日,十多名地震局专家曾联名给中国地震局全体党组成员写信,反对地震局分析预报中心的拆分撤销。记者获知,写信者直接说,“分析预报中心撤销后,效果基本上是负面的,使原本就很困难的预测预报工作更加困难。”

信中提到强震危险正向中国逼近,“近年来,我国学者反复强调在南北带(编者注:即通常所称的‘南北地震带’)上存在发生强烈地震的危险性,但危险地点何在?没有人能做出令人信服的判断,每次会商结果都是多个信度不清的危险区。如果未来的强烈地震……甚至落在南北带上我们未曾指出过的地方,其后果真是不堪设想”。

此次汶川大地震,也便是发生在信中提到的南北地震带上。

信中同时说,没有正确的中长期预报,就难于实现正常的短临预报。“到目前为止,关于南北带上的强震危险虽然已经开过多次会商会,可是仍然得不到肯定的结论,这说明仅靠日常监视工作这套做法,是难于解决问题的,只有依靠更深入地和更有针对性地开展科学研究,组织高水平的科技队伍,进行集体攻关,在强震危险区的判断接近实际的情况下,再环绕它部署密集的配套的短临前兆观测网,方能有希望做出较好的临震预报。”“对2008年的整个判定是说7级以上的可能性不大,实际上是今年发生了两次7级以上包括8级地震。”国家汶川地震专家委员会成员、中国地震局地震预测研究所研究员张国民说,“年度会商会上要很准确地回答这一年的地震问题还有很大的距离。”

“我们综合分析研究地震的机构都拆了,还想报8级?”梅世蓉说,“大形势估计错了,一错百错。”

除了地震局分析预报中心,还有另外两个研究所也被拆分。梅世蓉说,兰州地震研究所拆了,这个“很强的地震所”从1950年代末成立以来,负责西半部资料研究。“这就大大削弱了南北带的研究力量。”第三是把武汉地震研究所拆了,它原来就是汇总全国地形资料、重力资料为主。拆了以后变成一个湖北省的地震局,日常监视。“它还会重视全国的地形地变的研究吗?不会了。”梅世蓉说,“地震局去搞防震或者救灾,跟建设部(防震)和民政部(救灾)打架。”

地震局下一步的工作重心是什么,是地震预报吗?汶川地震意味着什么,是地震预报的“不可为”,还是“必须为”?

“现在谁也不敢站出来反对搞短临预报,我只能说支持积极搞的人不多。”梅世蓉说,“搞预报的是很伤心,又无奈,而且又担心未来。”

对地震预报前景的怀疑在中国一直存在。“没有任何一个国家,会把地震预报作为一个常规的工作来做”——此言记者在采访中多次听闻。

张肇诚提到,1997年地震研究学界的 Geller、Jackson、Kagan等4名学者联名在美国《科学》杂志发表了“地震无法预测”的论文。随即在国际地震学界引发激烈争论。中国地震局也曾组织专家讨论,进行了批驳,但此后这种观点对中国地震局的影响却是潜移默化的。

记者获得的材料证实,就在2004年8月,中国地震局组织了一次地震事业长远规划的专家论坛,其时有专家就直接提出,地震预报再过20年也未必有什么进步,而随着房子越建越好,建筑物倒塌死人的事情将会逐步减少,由此地震监测预报未必值得花钱继续攻关,公开提出《要进一步论证监测预报领域发展的必要性》的评议。

张肇诚说,汶川地震的发生,使地震研究者备受煎熬,“我们应该做的是反思并重振,不能使脆弱的地震预报事业夭折”。“地震局里面,所有认为地震不能预报的人应该全部回家去。”“非主流”学者陈一文说。

让倾向于地震预报的学者稍稍安心的是,温家宝总理在国家地震局开会研究成立国务院汶川地震专家委员会时说,要“深化对地震发生规律的认识,深刻地吸取经验教训,提高地震预测预防的水平,为今后搞好地震科学预测工作提供宝贵的科学模式”。

陈运泰院士对中国地震预报制度做了如下解读:不是我们的老百姓愿意住地震带,不是我们老百姓愿意住抗震性比较差的房子。你国家穷,所以你得研究地震预报。这体现了政府对公众安危的关怀,也体现了发达国家和发展中国家的不同。

然后怎么办?陈运泰的看法是:一方面说明目前地震预报的水平。但是也要注意,不能把地震预报的困难当作转向的依据——个人可以转向,但是从一个单位来说,地震局的工作重点是什么?地震预报。如果地震预报过关了,一俊遮百丑。

陈运泰是乐观者,他引用了著名科学家、液态燃料火箭发明人戈达德的一句话:慎言不可能,昨日之梦想,今日有希望,明日变现实。

因本次专题涉及话题为专业科学问题,且颇为复杂,特列出采访对象如下:

○马宗晋:国家汶川地震专家委员会主任、中科院院士、中国地震局地质研究所名誉所长

○梅世蓉:中国地震局原分析预报中心第一任主任

○陈运泰:中科院院士、北京大学-中国地震局现代地震科学技术联合中心主任

○许绍燮:中国工程院院士、中国地震局地球物理研究所研究员

○张国民:国家汶川地震专家委员会成员、中国地震局地震预测研究所研究员

○孙士:中国地震台网中心首席预报员

○张肇诚:中国地震局地震预测研究所研究员、中国地震局原分析预报中心党委书记

○张炜:中国地震局地震预测研究所研究员

○陈学忠:中国地震局地球物理研究所研究员

○陈会忠:中国数字地震观测网络工程副总工程师

○王海涛:新疆地震局副局长

○陈洪鹗:福建省地震局原局长

○Yan Y. Kagan:加州大学洛杉矶分校地球与天体科学学院(ESS)研究员

○Robert J. Geller:日本东京大学地球物理学家

○陈一文:“灾预测委员会”顾问

○刘根深:地震预报业余爱好者

○王文祥:地震预报业余爱好者、煤炭科学研究总院西安分院

○王斌:地震预报业余爱好者

○另有要求匿名的中科院院士一名

 

新闻报道的南方周末“江湖”
作者:nirendao    文章发于:乌有之乡     时间:2008-10-31  
  
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最新一期的〈南方周末〉,登载了一个长篇专题《地震预报的中国“江湖”》,由汶川地震引发,以唐山地震为例,涉及了邢台、海城、松潘都多个地震预报实例,分析了地震预报的历史和现实,具体内容有兴趣的可以看看报纸,也可以上网(http://www.infzm.com/content/19219)。无论是看报道的内容还是语气,都在暗示这么几个观点:地震预报是非常困难的,现在的技术水平是难以做到的,以前的预报成功是偶然的,唐山、汶川地震没有预报出来是情有可原的.............

我对这篇报道是有看法的,但是原文很长,我不可能逐字逐句反驳,即便是相对全面的质疑其总结的观点,也要长篇大论,那么我仅仅挑几个点(以兰色字体代表原文)来谈谈。到底该怎么看待这篇文章?我总结或者反驳的对不对?诸位见仁见智,尽可以对照原文思量。

 

在接受南方周末记者采访时,回望唐山,梅世蓉为自己承担了“漏报犯”的名头而委屈和愤怒,她认为这是明显的误解,“任何一个从事预报的人,都想在此生哪怕报一个地震也好。”

====这个话反过来说,意思是,从事地震预报的人,一辈子报一个地震都几乎不可能。说白了,还是“不可知”论,还是在渲染地震预报难于上青天。如果梅世蓉女士这个逻辑成立,那么成功预报了海城地震的人,是不是比别人多了几个”此生“?成功挽救了青龙老百姓的人,是不是比别人多了几个”此生“?1971-1981年,黄相宁先生的地震地质-地应力预报地震小组向国家地震局以书面形式正式预报了4.75级以上破坏性地震短临预报意见175次。联合国全球计划(UNGP-IPASD)按照《地震短临及年度预报意见评定标准》对175次短临预报进行了评审、打分,成功率为33.1%!换言之就是预报了成功了五十多次!这样看来,黄相宁先生和他的小组成员个个都是可以转世N代的大仙了。

 

地震预报的难啊,难在即使搞地震预报的人他都不知道究竟难在什么地方,不搞地震预报的更不知道了

====一般来讲,诸如狮子、老虎这样的猛兽捕猎,成功率最多也就1/3,有时候更低,1/10都有可能。对照上面的33.1%,看来狮子、老虎能够活下来不饿死,实在是比天大的奇迹!人家不知道克服了多少难哦!

 

要说地震学者对唐山大地震全无察觉,却不符合事实。但虽有中长期预测,学者们甚至跟踪数年,但具体何时发生,就无人知晓了

====说这个话,不拍天打五雷轰吗?!距离唐山115公里的青龙县,在唐山大地震9个小时前,发出临震预报,47万老百姓仅仅1人直接死于地震。他们的预报信息来自哪里?就来自汪成民,来自国家地震局分析预报室的专家!为什么同样的信息没有传达给唐山?为什么国家地震局没有向唐山发警报?为什么青龙的临震预报跟地震局官方无关?写这篇报道的记者,可以好好问问那个“此生哪怕报一个”的人。

  还有这个人,马希融高级工程师,当时任职于开滦马家沟矿地测科、地震台。1976年7月6日,马希融正式向国家地震局、河北省地震局和开滦矿务局地震办公室作出短期将发生强震的紧急预报。随后地震局来专家,有了这么一段对话(摘录自〈唐山警世录〉)

  专家:如果按照你的意见,唐山不就在地震中毁了吗?
  
  马希融:我是这个看法。
  
  专家:如果真是大震,发生前将有很多小震。
  
  马希融:如果先发生大震,而后发生小震群呢?
  
  专家:世界上还没有这样的震例。
  
  马希融:昌黎后土桥是专业地震台,极距比我台长得多,探测深度也深得
多,为什么近两个月来曲线形态与我台那么一致?
  
  专家:后土桥地震台内外线很乱,现在也不承认是异常了。
  
  马希融:您看我们地震台呢?
  
  专家:很好。以后我给你寄一些资料来,你好好学习学习吧。

 

唐山大地震让梅世蓉意识到了“科学家们不应该把事情想得太简单”。她在一本书中说,将来如果遇到类似的地震,依然报不出来。

====报不出来是肯定的,报出来才叫见鬼了。看到南方周末的这篇文章,用类似戏噱的语气描述当年的群测群防和专群结合(具体文字可见原文),为什么报不出来的原因就很清楚了。

 

至今时常被拿来当作正面典型的1975年2月4日海城地震预报奇迹,在地震学界看来是双重的巧合:学者的自信和政治人物的铁腕。“海城发布预报那是‘文化大革命’的时候,毛远新在辽宁当革委会主任,地震局说可能有地震,还挺大的,毛远新说那少废话,把人都给我架出去。结果,真震了。”一位中国地震局专家回忆

=====当时的学者为什么有那个自信?是盲目乐观吗,还是胸有成竹?如果没有大量的“土办法”给予支撑,如果没有群众观测手段的协助,哪个专家当时能自信?你现在说人家“自信”,是不是承认自己“不自信”?为什么不自信了?敢说说原因吗?

  “政治人物的铁腕”是什么意思?既然铁腕,完全可以铁腕的不采纳地震预报,完全可以铁腕的不允许发出警告,怎么就没选择这条路呢?总不能接下来分析,是毛远新“抽签随便选择”的结果吧?最起码,赞扬人家在这个问题上,是重视了老百姓生命的,不过分吧?把人的性命摆在第一位,宁可虚惊一场也不能麻痹,这要是放在另外的人身上,恐怕南方周末要出个专版颂扬这种“普世价值”了。

 

  正在这次地震的断裂带附近,中国地震局地质研究所刘启元研究员承担的‘973’重大科研项目,架设了300套仪器,正在观测,台间距20公里左右,想把这个地区的地下精细结构了解清楚,为科学预报提供基础,遗憾的是到地震发生的时候,我们这种监测还在野外进行着

====我负责的讲一句,就算你这监测已经不在野外了,已经分析出数据了,已经形成研究论文了-----汶川的地震你还是预报不出来,有什么可“遗憾”的?在地震预报这个问题上,放弃了群众路线,甚至蔑视群众的智慧和能力,最后的结果必然是头破血流。文章或明或暗,多次怀疑甚至否认当年的群测群防路线,却始终没有办法正面回答:为什么中国迄今为止对地震的准确预报,都是那个年代的,都离不开群测群防?

 

南方周末的这篇报道,以“江湖‘为题目,我倒是觉得文章本身就已经陷入了“江湖”:处处透着一股江湖老大的气焰,我说地震预报困难,那就是困难,那么多武林高手(院士、工程师、教授)都说困难,你几个小老百姓算得了什么?说白了,就是不讲道义,真理是胳膊粗的人掌握的,院士、教授胳膊粗,外国专家胳膊粗,带官衔的胳膊粗。不知道这算不算“普世价值”?

最后,以两个小问题再次论证一下该报道的江湖本色:

其一,文章全篇没有提到“青龙”一个字,对于报道中国地震的文章来说,简直不可思议。往大了说,青龙的预报几乎可算做中国至今最后一次大的成功;往小了说,青龙可以通过利用唐山的预报信息做到万分之零点几的死亡,唐山的教训更值得反思。这样重要的事件,为什么不拿出来分析一下?就算采访的专家们忌讳,这个话题网络上热门的很,记者写文章的时候难道从来就没看过?是不是因为,把青龙一摆出来,某些人的“不可知”论就要裸奔了呢?

其二,文章有这么一句:1966年可以看做一个节点,那一年中国发生了著名的邢台大地震,8000余人丧生,3.8万余人受伤。有一位老人跟其时的总理周恩来说:“出现这么大的灾害,能不能做到在震前给老百姓打个招呼呢?”。能对周总理这样说,这位“老人”的地位实在不低,而且这个话也没错嘛,南方周末为什么吝啬把他的名字写出来呢?

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国际地震预报的百年沉浮

  作者: 南方周末记者 马昌博,实习生 柳天伟 蔡木子 发自北京

  地震到底能不能预测?与中国一样,国际上对此亦争论不休,而各国地震研究,亦多次沉浮波折。

  对于地震预测的研究,要回溯到上个世纪初。1906年是个悲惨的年份,全球爆发了4次8级以上大地震,智利瓦尔普拉索大地震是其中之一。

  此前,智利政府已经邀请法国著名地震学家巴罗担任该国的地震观象台台长,巴罗虽尽心尽力,但智利朝野仍对其未能先知该地震指责有加,巴罗最后郁郁病死于任上。

  1906年,时为助教授的今村明恒发表了一篇文章,预测在50年内日本相模湾将发生大地震。这篇文章受到了时为东京帝国大学地震学教研室主任的大森房吉教授的猛烈抨击,大森房吉认为今村明恒的文章缺乏可靠的科学依据并会引起社会恐慌,今村明恒从此处境艰难。

  4年后,同样曾在1906年发生了大地震的美国,学者瑞德提出了弹性回跳理论,自此地震预报成为民众和科学家思考的理论。

  1923年9月1日,今村明恒的预测言中了,日本关东大地震夺走了14.3万人的生命,成为了日本有史以来最严重的一次自然灾害。关东大地震发生时,大森房吉正在外国参会,得知大地震的消息后,在乘船回国途中病重,在抵达日本不久后去世。逝世之前,大森房吉将后事托付给了今村明恒。

  1925年,日本创建了东京帝国大学(今东京大学)地震研究所。

  而前苏联的费道托夫经过研究认为,大地震震源区之间的空隙区便是未来最可能发生大地震的地区,称作“地震空区”。费道托夫在他1965发表的论文的一幅地图中指出了未来可能发生大地震的地区。他的预测很快就在3个地方得到验证。

  美国在1964年3月27日阿拉斯加大地震之前并不重视地震预测工作。阿拉斯加大地震后,1965年一些美国科学家提出了地震预测和震灾预防研究十年计划(《地震预测:十年研究计划建议书》)。1977年美国国会通过了《减轻地震灾害法案》,把地震预测工作列为美国政府地震研究的正式目标。“特别是在1970年代,前苏联报道了地震波波速比值在地震之前降低之后,美国纽约兰山湖地区观测到了震前波速比异常,随之而来的大量关于地震前兆的物理机制的提出以及1975年中国海城地震的成功预报,在美国乃至全世界范围内掀起了地震预测研究的热潮,甚而乐观地认为‘即使对地震发生的物理机制了解得不是很透彻 (如同天气、潮汐、火山喷发预测那样),也可能对地震做出某种程度的预报’。”中国科学院院士陈运泰说。

  1973年美国纽约兰山湖地震和1975年中国海城地震的预报使得国际地震学界对地震预测一度弥漫了极其乐观的情绪。“当时,许多著名的地球物理学家都深信:系统地进行短、临地震预测是可行的,不久就可望对地震进行常规的预测,关键是布设足够的仪器以发现与测量地震前兆。”中国科学院院士陈运泰说。

  但是很快,学者们发现地震预测的观测基础和理论基础都有了问题:对报道的波速比异常重新做测量时发现结果重复不了;对震后报道的大地测量、地球化学和电磁异常到底是不是与地震有关的前兆产生了疑问。到了20世纪70年代末,大多数早先提出的可能的地震前兆都被确认为对地震短、临预测价值不大。

  到了2O世纪80-90年代,美国地震学家预报的圣安德列斯断层上的帕克菲尔德地震、日本地震学家预报的日本东海大地震都未发生 (前者推迟了11年于2004年9月28日才发生,后者迄今还没发生),使许多人感到悲观。

  此前日本学者一直预测,在沿日本西南海岸的南海海沟,有一个预计中的“东海大地震”。1978年6月,日本政府通过了“大地震对策特别措施法”,其中最重要的一点是:当监测前兆的网络观测到异常时,由专家组成的专门委员会进行判定,如果判定是“东海大地震”的前兆,最终将由内阁总理大臣发布“警戒宣言”,并启动应急反应计划。

  然而自1978年以来,迄今仍未检测到需要启动应急反应计划的异常。著名的地震预测专家、判定委员会主席茂木清夫对该委员会能否履行其判定东海大地震短临前兆的功能表示怀疑,并于1997年辞去该委员会主席职务,黯然下台。继任的新主席满上惠也持有类似观点。

  日本国土地理院于1997年公布了一个报告。报告说,在日本目前还做不到像“地震对策法案”所要求的短期预报,并且什么时间能做到也不得而知。

  同样是基于“地震空区”理论,美国地质调查局(该部门是美国内政部辖下的一个部门,但是一个纯粹的科学机构)在1984年发出正式的地震预报,明确指出在靠近帕克菲尔德的一段断层上,最晚在1993年初之前将发生一次6级地震,发震概率约为95%。

  然而到了1993年年底,预报中的帕克菲尔德地震还没有发生。美国地质调查局最终只得宣布宣布“关闭”帕克菲尔德地震预报的“窗口”。年复一年,“盼望”中的帕克菲尔德地震一直不来。

  1997年,日本东京大学、加州大学洛杉矶分校等学校的4名地震学者——Geller、Kagan、Jackson等4名教授联名在《科学》杂志发表了《地震无法被预测》的论文。该文指出,在对地震预测进行了近30年的苦心研究之后,得出的结论是:地震是无法预测的,从事这方面的研究工作是一项毫无希望的工作。

  这一论文在科学界内外引起强烈反响,地震预测预报研究进入一个“低谷”。此后包括美国科学家也回避“地震预报”这样的词汇。

  又过了两年,1999年2月-4月期间,《自然》杂志在它的网站上组织了对“地震预测”的一场辩论。

  Geller,《地震无法被预测》的主要作者,在辩论中说,“如果可靠和准确的预测现在不可能,在可以预见到的未来也不可能的话,为什么还要辩论这个问题?这个问题的答案看来是社会学性的,而不是科学性的。”

  美国地质调查局亦明确表示不预测地震,而只做长期概率预报。

  然而峰回路转的是,2004年9月28日地震学家在加州中部帕克菲尔德地震试验场守候多年的6级地震终于发生了。虽然帕克菲尔德地震比预测的时间晚了整整11年,但是无论如何还是来了。

  同年,《自然》杂志刊登了《思路的剧变》一文,指出地震预测预报研究开始出现“升温”,这是一个很大的转折。

  而汶川地震发生后,南方周末记者再度采访了著名的《地震无法被预测》一文的作者。

  日本东京大学地球物理学家Geller给南方周末记者的邮件回复简短但清晰:“如果你读了我的文章(2001年在自然杂志网站上的争论)就能看到我在地震预测方面的观点,我基本上没有什么需要添加或改变的。”

  而该文的另一作者,加州大学洛杉矶分校地球与天体科学学院(ESS)研究员Kagan则有些变化。

  “我仍然相信,对于个别地震的预报从科学上来说是不可能的。”Kagan在邮件中说,“但是,对于一个地震发生的可能性(编者注:可以理解为概率)是可能预测或预报的。事实上,1999年以来,我和我的同事已经在2个西太平洋地区开展了地震预报工作。全球超过50%的强震都发生在这两个区域。预报分为长期(几个月到几年)和短期(几小时到几个月)。前者对公共设施的建造(如房屋,道路)和保险率的设定很重要,后者则可以减轻损失。地震预报每天都在我的网站上公布。我们希望在非常近的未来,推动预报工作,并把它扩展到更大的区域(包括中国)。”

  不过Kagan的另外一段话也值得刊登出来:“在提供我的专业意见以前,我想表达对此次中国所有灾区人民的深切哀悼和同情。对于像我这样的一个专业人员,地震就是我研究的日常工作。但是像这样大强度、造成如此大伤亡的地震却是一个超越了我专业兴趣的巨大灾难。”

  (本文参考了中科院院士陈运泰的《地震预测——进展、困难与前景》一文,在此并对陈运泰先生对该专题采访提供的帮助谨表谢意)

  本文来源:南方周末

 

科学时报:地震预报,路在何方

 
“科学理论不应该只是已知世界的家政服务员,一种好的科学理论还应该是一把用来开启未知世界大门的钥匙。”
 
地震到底能不能预报?汶川地震后出现了对立的声音:一方搜索各种相关文献,将那些警告龙门山地震危险的文章一一公布,以证明地震局失职;一方则以科学权威的身份指出,在现今科学水平下,短临预报成功率很低,即使人们津津乐道的海城预报,也有“运气”的成分,现在不应对预报(尤其是短临预报)寄以不切实际的希望,而应在地震监测网站上加大投入,以期若干代人后,或许能攻克这个世界难题。
 
看来,地震预报是个尚未取得共识的学术领域,让我们从研究思路着眼,领略一下学者们在这条道路上走过的艰难历程。
 
回顾过去的地震预报研究,可以识别出研究中的三类主要思路。
 
思路一:构造运动
 
地下岩层突然发生断裂,在极短时间内释放出大量的能量,产生了地面位移和错动并辐射出地震波。构造地震就是这样产生的。这个概念叫做地震的断层成因论。多数地震学专家对此都无异议,差不多已成定论。
 
至于断层的产生,一般都假设是由于构造运动使地球内部的切应力慢慢积累并在某些地区集中。当积累的应力超过一定限度时,便产生了断裂。这样,地震活动性就与最新大地构造形态发生了联系,即是说,地震应发生在构造差异运动最显著的地区。
 
沿着这一思路,地震预报的基础是摸清构造运动的态势。1967年初,李四光提出要调查和鉴定现今还在活动的构造带和构造体系,确定活动的程度和频度,进行地应力场的分析,找出确有发生地震危险的地带或地区。1970年编制完1∶400万《中国主要构造体系与震中分布图》。成图后,在20世纪70年代,我国发生7级以上地震共l4次,其中有10次发生在该图预测的危险区域或边缘,即该图覆盖了71%的强震发生区域。此次汶川地震就发生于早已发现的龙门山断裂带。
 
摸清断层分布后,就需要检测各板块或地块的相对运动,发现那些挤压或拉伸最强烈的断层,它们可能就孕育着地震。
 
由于当时的技术手段还无力精确、可靠地监测板块或地块的相对运动,可行的选择是监测这种运动的后果——应力异常。邢台地震后,地质部地质力学研究所在李四光指导下,立即在河北隆尧尧山建立了压磁地应力观测站。到1976年唐山地震前后,我国共建立110个地应力观测站。
 
1966年3月22日河北宁晋发生7.2级震,震中烈度10度。震前十几小时,尧山压磁地应力观测站获得了一个突然加压,地应力曲线呈“膝”状的压力信号,提示了地震与地应力异常的相关性。
 
1969年谢挺通过河北省里坦镇一个4级多地震地应力状态变化,在世界上第一个提出:地应力曲线的“凹兜”异常主应力方向可以指向震中,多台可交汇震中。
 
1971年一季度,地震地质大队运用“凹兜”负异常及其异常主应力方向交汇震中区,基本正确地预报了在山西、河北交界南段发生的3个4级左右的地震(2月22日黎城4~3级地震、3月1日临城4.4级地震、3月16日巨鹿4.0级地震),当年6月3日20时,地震地质大队向中央地震办公室上报《地震预报登记卡》:
 
时间:1971年6月4日~6月l2日。
 
地点与震级:
 
1.昔阳、长治、平遥、临汾连线范围发生5级左右或3.5~4级震群。
 
2.渤海地区(包括辽宁、长海)发生4级左右。
 
结果是1971年6月5日发生了4.8级和5.2级地震,震中距昔阳30公里。这是中国及世界上第一张预测破坏性地震三参数基本正确的文字地震预测记录。
 
2004年12月,中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室尹祥础在《力学与实践》第26卷第6期上发表《地震预报的新途径加卸载响应比理论》,提出:
 
“地震的孕育过程就是震源区介质的损伤、演化、破坏过程。这一过程主要是力学过程,抓住这一点就抓住了问题的本质。”
 
“如果材料的受力单调增加,材料将分别经历弹性变形、损伤、失稳等过程。弹性变形的最本质特征为其可逆性,即加载过程和卸载过程是可逆的,因而,其加载响应率和卸载响应率相同,损伤过程的本质特征与弹性过程相反,具有不可逆性,反映在本构曲线上,其加载响应率大于卸载响应率,这种差异反映了材料的损伤或劣化程度。”
 
他用岩石作破坏试验,以岩石在压力下的声发射作为响应,计算其加卸载比。试验证明,在弹性变形区间,加卸载比在1附近波动,在试件破坏前夕加卸载比显著上升。论文提供了用此法预测1990~2002年底北京地区4.5级以上地震的效果,预测的准确率高达80%。
 
类似地,民间学者孙威也从岩石破坏试验和加载、卸载角度研究,但他选择的“响应”是用自制仪器记录的地应力,并用多个站点交汇出可能的震源。
 
思路二:由前兆找机理
 
第二种思路认为构造运动不足以解释地震,应从前兆与地震的对应关系中寻求其他解释。
 
美国地震学家李克特在《地震学初步》中就指出过,真正伴有明确的成因断层的大地震,观测到的并不很多,典型的有日本浓尾地震(1891年)和美国的旧金山地震(1906年),但是更多的大地震是找不到成因断层的,看到的断层多半是次生的,即是说,它们是地震之“果”,不是地震之“因”。
 
1976年的唐山大地震时,人们在震中区发现了很长的断层,但是在断层上打钻,证明它是很浅的。一个很浅的断层,即使很长,也未必能产生那样大的地震。所以它很可能只是地震的次生现象。
 
根据断层成因的概念,大地震应该发生在大地构造差异运动较强烈的地区,因此地面上可以观测到的构造差异运动的痕迹就成了估计一个地区的地震危险性的一种判据。但事实上,大地震往往并不发生在有明显差异运动的地方,1966年之前,邢台地区就未发现明显的构造差异运动。
 
虽然几十公里长的断层所释放的能量是可观的,但分布得也很广。如何能集中在局部地区以产生山崩地裂的破坏,其物理机制也还不清楚。(见《傅承义谈地震》1988年《科学》32卷2期)
 
这次汶川地震,我国在构造运动方面的监测能力已大大增强,2001年启用的中国地壳运动观测网络正式运行7年,每年超过0.5毫米的移动就能测出。据美国地质勘探局地震学家露西尔·琼斯称:龙门山断层带属于活跃断层,以每年若干毫米的速度在移动,今年的研究记录显示,它今年来每年移动15毫米。(《美国地震专家:短期临震预报是世界性难题》2008年5月20日新华网北京)。
 
尽管如此,在5月16日人民网强国论坛的访谈中,中国地震局原副局长何永年仍表示:
 
“对于地震预报来说,研究人员有发现地震前兆的手段,但是通过对地震记录的研究表明,汶川地震确实在震前没有异常前兆。”
 
看来地震预测不能吊死在一个理论假说上。
 
傅承义院士于1971年提出关于地震成因的红肿假说:震源区是破裂区,前兆异常场区域是红肿区。根据这样的假说,地震预测的重点应是寻找与地震相关的前兆信息,并试图作出解释。
 
北京市地震队耿庆国从史料中寻找地震与气象的关系,发现:
 
“6级以上大地震的震中区,震前1~3年半时间内往往是旱区。旱区面积随震级大小而增减。在旱后第三年发震时,震级要比旱后第一年内发震增大半级。”
 
1972年11月,在山西临汾召开的地震科学讨论会上,耿庆国据此提出了“旱震关系大地震中期预报方法”。他对旱震关系的解释是:因为地热的变化,引起不容易降雨。事实上有相当多的地震前兆研究在关注地表热辐射。
 
1975年1月15日,在全国地震趋势会商会议中国东半部组讨论会上,傅承义认为:
 
“旱震关系是红肿假说的最好的证据——震中所在的特旱区是红区,而大面积旱区则是肿区。”
 
耿庆国据此作出了一系列的大震的中期预报,涉及的地区包括北京、天津、石家庄、太原或包头、张家口、唐山、沧州、邯郸、介休、大同、银川、固原,以至于被人称为“敢报大震的人”。
 
旱震关系解决的是中期预报,耿庆国又从气象角度研究短临预报的方法,1975年5月写了第一篇有关论文,在北京市地震队内外进行交流,正式提出地震前30天内的短期临震气象要素五项指标异常的概念、特征及其震例。他据此预测了唐山地震,时间在30天范围内,地点在京、津、唐、渤、张地区。
 
其实,民国年间《重修隆德县志》总结出的“地震之兆约有六端”,也属此类:
 
一、井水本湛静无波,倏忽浑如墨,泥渣上浮,势必地震。
 
二、池沼之水,风吹成谷荇交萦,无端泡沫上腾,若沸煎茶,势必地震。
 
三、海面遇风,波浪高涌,奔腾萍淘,此常情。若风日晴和,台飓不作,海水忽然绕起,汹涌异常,势必地震。
 
四、夜半晦黑,天忽开朗,光明照耀,无异日中,势必地震。
 
五、天晴日暖,碧空晴静,忽见黑云如缕,蜿如长蛇横亘空际,久而不散,势必地震。
 
六、时值盛暑,酷热蒸腾,挥汗如雨,蓦觉清凉如冰雪冷气袭人,肌之为栗,势必地震。
 
其中的“天晴日暖,碧空晴静,忽见黑云如缕,蜿如长蛇横亘空际,久而不散,势必地震”,以后就发展为“地震云预测法”。有了卫星云图后,就有人专门观察卫星云图,试图寻找地震的征兆,如民间学者寿仲浩,还曾连续在网络上公布自己据此作出的预报(http://quake.exit.com)。
 
“九五”期间,我国还在华北、西北、西南等地建立了卫星遥感观测站,接收卫星图像数据,开展相应区域的热异常监视。这或许可视为“红肿假说”的新实践。
 
沿着这一思路,还有很多研究方向,如地电、地磁、地形变、地下水、动物行为异常、磁暴、天文等等。
 
思路三:数据导向
 
1996年,美国学者S.G.Eubank从复杂性科学角度研究地震预测问题,他提出:传统物理的建立模型是试图依据在小尺度范围内得出的物理学定律来解释和预测大尺度事物的性质。对于复杂系统来说,上述方法不大适用。他提出应建立从数据出发的模型(data-driven mode1),但没有提供实例和具体方法。
 
在我国的实践中,有人直接利用统计理论进行地震预测。如中国地震局地球物理研究所陈学忠,发现自1800年以来,四川地区7级以上地震发生的时间间隔平均约为16年,最长为34年,最短为3年,时间间隔在23年以下的占83%。自1900年以来,四川地区7级以上地震平均时间间隔为11年,最长为19年,最短为3年。
 
同时他还发现:1900年以来,在四川地区发生的7次7级以上地震或者是大陆地区的首发地震,或者是其他地区发生7级以上地震,然后再在四川地区发生7级以上地震。
 
据此他指出:
 
“从1976年以来四川地区已经26年没有发生7级以上地震,远远超出平均时间间隔,是严重缺7级以上地震的背景。在这个背景下于2001年11月14日在青海—新疆交界发生了8.1级巨大地震,这很可能意味着四川地区下一次7级以上地震孕育已经接近成熟,在未来1~2年的时间内就可能发生!从2003年起就有发生的可能。”
 
换而言之,自2003年起,四川就进入了地震高危期。(陈学忠《四川地区7级以上地震危险性分析》)
 
1966年唐山地震后,与李四光一同临危受命的翁文波,在分析大量历史资料和数据后,意识到客观存在的事件集可分为常态子集和异态子集两类。常态子集可用数学期望、方差、平均值、中位值等统计量表现;而重大灾害往往属于异态子集,需另有方法探索其信息结构。由此他提出了“可公度性”等理论,发表了《预测论基础》等一批专著。
 
从1982年到1992年,他据此预测了60次国内地震,实际发生52次(占86.67%),平均时间误差41.75天,平均距离误差399.71公里,平均震级误差0.72;预测了70次国外地震,实际发生57次(占81.42%),平均时间误差48.35天,平均距离误差692.10公里,平均震级误差0.61。
 
2006年9月《灾害学》第1卷第三期上,刊登了陕西师范大学旅游与环境学院龙小霞等人的论文《基于可公度方法的川滇地区地震趋势研究》,用“可公度法”对川滇地区强烈地震的历史数据进行推算与预测,得出结论:
 
“川滇地区下(几)次可能发生≥6.7级地震的年份为2008年。”
 
成都地震局的徐水森也用可公度法预测过四川的强地震活动。
 
三次攻关
 
中国大陆1976年以后出现了10多年的强震活动较弱的时期,使地震工作者可以有足够的时间总结经验、认真反思、深入研究。这期间地震局的工作集中体现在三次“攻关”上。
 
1983~1986年,“清理攻关”:对各种预报地震的理论基础、观测仪器、观测技术、方法效能作出了评价。在这次清理攻关的基础上,利用清理后的全国精密水准资料研究和编制了第一张全国地壳运动速率图。同时因精度不足基本上停止了水平形变测量工作。
 
1987~1989年,“实用化攻关”:对各种观测资料曾出现过的所有异常进行系统的统计分析,着重对异常出现之后,伴有和不伴有中强以上地震发生的正反两方面情况作了系统的对比研究。在此基础上编制了许多“实用化”软件。然而,由于对地震前兆的机理缺乏深入认识,地震预报的实际水平始终没有实质性提高。加之经费投入的原因,被认为是比较有效的垂直变形测量的规模也大大萎缩。重力测量也大为减少,定点和流动测量经过改造、新建和撤销,在较小的规模维持。
 
1991~1995年,“地震短临预报攻关”:重点放在寻找地震的“前兆标志”上,以图解决地震预报问题。其思路,是将各学科前兆的一般性特征标志综合起来,建立起“前兆标志体系”。有了各单学科的实用化的方法、软件,结合“前兆标志”,以及综合判别的“专家系统”和“前兆标志体系”,只要将观测结果输入计算机,输出的就是具体的预报意见。为此,广大地震工作者花了大量的时间和精力,但用于预测预报实践的效果却有限。
 
可以看出,历时超过10年的连续三次攻关,其目标是指向短临预报。
 
1972年,在全国地震工作会议上,马宗晋院士提出了渐进式地震预报模式:以7级左右地震的预报为目标,提出了长期(几年以上)、中期(几个月至几年)、短期(几天至几个月)和临震(几天以内)的预报分期方案,同时把震时和震后也列为两个必要的阶段,并整理了当时所知各阶段可能出现的主要前兆表现。由此,长、中、短、临渐进式预报思路初步形成。此后,这种模式成为全国年度地震形势研究的基本工作程式,延续至今,国外称之为中国地震预报程式。
 
1972年11月山西临汾召开的地震科学讨论会上,决定建立一年一度的全国地震形势会商会制度,对近一两年地震形势进行估计,并指导和协调近期的监测预报工作。这一措施推动全国地震预报工作进一步走向科学化与制度化。
 
海城地震与唐山地震的经验告诉我们,对于破坏性地震,有无短临预报,后果如霄壤之别。然而连续三次攻关,却未达到预期目的。地震学界普遍认为,其根源在于对孕育地震的机理认识不清。
 
目前,主流地震理论是从构造运动的角度研究地震。中国地震局地质研究所副研究员楚全芝等人在《中国大陆地震构造特点及其在地震危险性预测中的作用》(《地球物理学进展》第22卷第2期2007年4月)中描述了这种研究的进展和遇到的难题:
 
目前多数人接受将晚更新世以来有过活动的断层定义为活断层。一般认为,如果某断裂晚更新世以来不活动,那么就不会发生7级以上的大震,并且认为发生6级左右地震的可能性也大大减小。
 
然而,到目前为止中国大陆内部已知的活断层有数百条。随着活断层研究的不断深入,活断层的数目还在不断增加。据统计,中国大陆平均约一年半就有一次大震(M≥7.0)发生,如果要作出1~3年的中短期地震危险性预测,可能发生的地点仅有一至两个。若从这数百条活断层中挑选出一两个可能发生大震的地点绝非易事。因为这些都是活断层,彼此都处于同一个水平线上,缺乏进一步取舍的依据。若再考虑到相当一部分断层晚更新世以来是否活动还远远没研究清楚,特别是在第四系覆盖的隐伏区,预测发震地点的难度就更大。
 
文章给出了一级地震构造单元3个,二级构造单元7个,三级构造单元30个。
 
文章描述了各块体的活动性和地震危险性,比如指出:
 
“近十年来沿渤海——张家口——河套地震断裂带中强地震活动频繁。它是华北地区活动最明显的地震断裂带。如果在华北地区再次发生大震,那么发生在渤海——张家口——河套带上的可能性最大。”
 
而对川滇地区,关注的不是龙门山断裂带,而是鲜水河一安宁河一小江断裂带:
 
“川滇地区重点关注鲜水河——安宁河——小江地震断裂带。”
 
在这样的认识水平上,对中长期地震危险性的预测有一定的把握,而对短临预报确实无把握可言。而社会最需要的恰恰是短临预报,面临困局,地震界路在何方。
 
盖勒论战
 
1996年,盖勒(Geller)等人在《自然》和《科学》等杂志上连续发表文章,提出地震不能预报,盖勒认为:
 
“处于自组织临界状态的大地,任何一次小地震都有可能灾变为一次大地震”。而“小地震发展成为大地震将决定于不仅是其断层附近,而且是其整个(震源体)空间的物理状态的无数细结构”。
 
因为人们根本无法掌握深部无数细结构的临界状态,所以他认为地震根本不能预报。这在国际地震学界引发了激烈的争论。
 
1997年3月19日,《科技日报》根据《科学》Vol.275等的文章刊出了题为《几位科学家联合撰文断言地震根本不能预报》的报道,将这场争论引入国内,并得到了地震学界主流学者的共鸣。
 
以下论述很能表现当今地震界对地震预报的主流认识:
 
浅层具有破坏性的地震都发生在十几至几十公里深度的地壳内,可以想象,那些大大小小的断裂都是经过漫长的地壳运动,当然也包含着若干次地震而生成的,显然,地壳运动可以产生断裂,断裂也可以引发地震。
 
人们尚无法取得震源区的岩石介质的性质、破裂强度、应力状态和积累速度,以及其随时间的区域演化状态,再者整个地壳都在运动,应力存在于地壳的每一点上,目前尚不能取得一个地区的应力图像及其随时间的变化,更无法取得更多地区的应力图像和变化,以及它们可能破裂发生地震的顺序,以及震后应力调整、重新分配的过程与状态。
 
即使是取得一百年、几百年甚至更长时间的资料,对于地壳运动来说,也只是极其短暂的。当然,这并不是说,地震不可预报,而是能达到什么程度,如上所述,地震的“震级、时间、地点”三要素,都能预报得十分准确,将是十分困难的,我们决不能把复杂问题简单对待;百万年的问题,朝夕对待。 马廷著《感受地震预报》)
 
这一观点其实与前引盖勒的观点异曲同工。只是盖勒说不可能,而这里说,是“复杂问题”,不能“简单对待”;是“百万年的问题”,不能“朝夕对待”。
 
2004年8月,中国地震局组织了一次对我国地震事业至2020年中长期远景发展规划的专家论坛。在论坛中,有些专家提出,既然地震预报难度如此之大,再有十年、二十年也未必会有什么进步,而随着国家GDP的增长,房子愈建愈好,建筑物震害死人的事将会逐渐减少,因之监测预报未必还值得花钱继续组织攻关,从而提出“要进一步论证监测预报领域发展的必要性”。
 
这场论战从根本上转变了国家地震局的战略思路。国家地震局的战略重心从预测预报转向了防范。从国家地震局的职能定位和部门分工上能清楚地看到这一点。在国家地震局的11条职能职责中,只有一条涉及地震预报:
 
“(六)管理全国地震监测预报工作;制定全国地震监测预报方案并组织实施;提出全国地震趋势预报意见,确定地震重点监视防御区,报国务院批准后组织实施。”
 
其中涉及实际预报的只有“地震趋势预报”。
 
地震局的六个司中只有一个司(监测预报司)涉及地震预报,其十一项职能中,只有前三项半涉及地震预报,其中涉及实际预报的只有“地震趋势预报”:
 
“管理全国地震监测预报工作;
 
拟定全国地震监测预报方案并组织实施;
 
统一规划全国地震监测信息系统;
 
提出全国地震趋势预报和确定地震重点监视防御区的意见并组织监督有关震情跟踪;
 
承办国务院抗震救灾指挥机构的日常灾情处理事务;
 
对地震震情和灾情进行速报;
 
组织地震灾害调查与损失评估;
 
提出对国内破坏性地震作出快速反应的措施建议;
 
拟定国家破坏性地震应急预案;
 
建立破坏性地震应急预案备案制度;
 
承担国际禁止核试验的地震核查工作。”
 
可见地震预报在国家地震局的地位。然而汶川地震震动了整个中国,甚至震动了整个世界,作为一种毁灭性的灾害,人类不能认识它,它就会控制人类。面对这一困境,人类的出路何在?
 
理性与迷信
 
观察已有的地震研究思路,发现构造运动是“正规军”的主流思路,而这种思路必然导致要求穷尽整个地壳内部的无数细节,而每一个细节对是否发生地震的影响都是高度随机的。其实,任何一个巨大的系统都是由无数细部构成的,它们之间关系复杂而不可能穷尽。这正是盖勒的立论基础。
 
江在森、张国民等在《地震预报回顾与展望》(《国际地震动态》第5期 总第317期 2005年5月)中指出:
 
“目前人们还很难分清构造运动、地震孕育和部分干扰所呈现的前兆异常的区别和联系,所以不存在一一对应地震的前兆异常和地震活动性异常。”
 
“1995年1月17日本阪神地震前,虽然在日本有密集的GPS观测网,但并没有观测到显著的形变异常。与此形成鲜明对比的是,美国圣安得烈斯断层上的帕尔姆地区,1959~1974年,虽然水准观测到最大达35cm的地面隆起异常,但至今并没发生显著地震。”
 
可见,沿构造运动的思路,即使穷尽了全部细节,也未必能把握地震的孕育。地震孕育与爆发,是一个复杂巨系统的行为。对于复杂巨系统,靠穷尽细节来把握其行为,尚无成功先例,然而这不意味着复杂巨系统不可认识。
 
例如,一只军队就是由成千上万的人员构成,任何指挥员都不可能预知每个人的行为。按穷尽细节的思路,军队是不可控的,战争是无法驾驭的,战局最终是由一颗螺丝钉松动与否决定的,而这颗螺丝钉混在上亿颗同样的螺丝钉中,连上帝都找不出来。
 
事实上,在军事学术中,根本没有这种思路的立足之地。它必须探索决定军队强弱、战局胜负的因素,而且,其结果往往出人意料。以数量、装备、训练、给养、薪俸、教育程度论,当年中国共产党的军队根本无法与国民党的军队匹敌。如果我们仅以这些要素来构造数学模型,预测两军的战局,能得出什么结论?而结果呢?
 
可见把握一个大系统,首要的是开放的心态和高屋建瓴的视野,这是一种战略性的思维。靠穷尽无数细节来把握整体,这种还原论的认识方法,在复杂巨系统的研究中,只能导致困境。
 
盖勒从“自组织临界状态”的视野质疑地震预报的可能性。他质疑的其实是主流地震学理论把握地震现象的能力。类似地,洛仑兹的“蝴蝶效应”质疑的是大气动力学方程预报天气的能力。洛仑兹提出的问题,在计算数学中被称为“病态问题”——初值、边界条件的微小误差、数值计算中不可避免的误差,导致计算结果中的误差掩盖了理论上的真实状态。当年计算数学界对这个问题的主流努力方向是:寻找高精度的算法。而我在教书时,却告诉他们如何避免使用病态方程,如何评估一个数学模型的优劣。
 
不当教书匠多年后,却发现在事关社会安危的学科领域,主流理论导致的数学模型竟是病态方程。只要无法突破这样的思路,所谓预测当然是要等“百万年的问题”。可见盖勒、洛仑兹的贡献在于发现了主流理论的功能极限,迫使学界另觅蹊径。正如中国地震局第一监测中心黄立人在《地震研究中的大地测量》(国际地震动态第3期 总第315期 2005年3月)中指出的:
 
“由于解决地震预报的科学思路并未真正找到,地震预报又不是一个单靠投入就能解决的问题,因此,相比之下目前更缺的是基础研究的投入。”
 
许绍燮院士更深刻地指出:问题可能在现有知识框架:
 
“地震预报的困难主要是因为地震的复杂性,其成因机理超出了现有知识框架”。因此,“不要忌讳与我们现有知识的冲突,发现冲突就是发现了我们现有知识框架的弱点、缺陷,为我们进一步提高其水平创造了条件。”“从现有知识框架演绎恐难奏效。纸上谈兵是不会获得好结果的。来自地震实践的现象要尊重;未经地震实践的观念要存疑。”(许绍燮《地震预报发展战略在于创新》2005年5月《国际地震动态》第5期 总第317期)
 
在这样的背景下,学术界尤其需要宽容的胸怀,容忍、鼓励各种奇谈怪论。
 
构造运动很可能只是地震孕育的机制之一。傅承义院士的假说可能是地震孕育的另一机制,耿庆国走的路在某种程度上就是傅承义院士看到的路。还有一些看似奇怪的研究思路,其背后或许是我们尚未意识到的其他孕震机制,而翁文波的可公度理论,背后或许是触发地震的机制。这些机制之间,可能存在着某种复杂的层级关系。
 
然而这许多非主流研究被主流视为非理性。这些研究者则被尊为“奇人怪才”,被归入“六合之外,存而不论”的范畴。
 
其实,今天的主流理论起源于1910年德国人魏格纳提出的“大陆漂移”假说,其灵感来自对地图的观察。在1910年,现代科研体制已经确立,“理性”已经取得了统治地位。1915年魏格纳出版《大陆和海洋的起源》一书,由于它提供的证据主要来自动植物和冰川的分布,大多数地球物理学家不屑一顾。最主要的诘难是:没有发现能让大陆在水平方向移动几千公里的原动力。这一论据的隐藏假设是:没发现等于不存在。
 
1930年魏格纳在格陵兰探险中失踪,他的假说随之被“理性”的学术界遗忘。笔者第一次知道“大陆漂移”假说,是少年时在科幻杂志中看到的。
 
直到1950年发现新证据,才让地球物理学家正视“大陆漂移”假说。到1965年,科学家运用计算机,使地球各个大陆以现有的形状恰好拼合在一起,“理性”才终于承认了这个“异端邪说”。在此基础上诞生了“板块构造学说”——当今主流地震学的理论基础。此后早已过世的魏格纳享尽哀荣,他的假说在地球物理学界从奇谈怪论跃升为真理。
 
魏格纳假说的命运足以让我们反思何为“理性”。
 
如果理性奠基于逻辑演绎,其背后的假设是:演绎的起点是真理。事实上,任何学科的理论基础都只是假说,牛顿力学长期被视为真理,却受到了光速试验的挑战。此后相对论被视为真理,但连爱因斯坦本人都认为这只是一个过渡性理论。相对于客观现实,任何理论都不过是一幅画,不同理论间的差别在于表现现实的不同方面,以及与现实的吻合程度。将现有的权威理论视为裁决研究思路的准则,恐怕更接近于迷信,而非理性。
 
如果理性奠基于证据,那合理的态度就是存疑。一个突破性的假说,从诞生到发现足以判定其正误的证据,往往需要数十年甚至更长的时间。一个理性的社会应当让它们有空间与资源去检验自己的正误。缺乏证据,决不是否定一个假说的充分条件。
 
由此,对科学发展最危险的,不是异端邪说,而是用行政力量将某个学说定于一尊。
 
在我们的历史上,儒学无疑有重要的学术价值。大儒董仲舒善于迎合行政系统的需求,取得了“独尊儒术”的成就。结果一方面造就了大量的腐儒、酸儒、犬儒、陋儒、小人儒,使儒学日渐僵化;一方面压抑了其他学派,使大量宝贵的思想萌芽得不到发展的机会。逻辑学长期是我们的弱项。其实先秦时代的名家、墨家在逻辑领域有大量富于启发性的见解。“独尊儒术”使名家后继无人,墨家则演变成民间的游侠,而逻辑学的萌芽却枯萎了。
 
用行政权力将某个学说定于一尊,即使对被“尊”的学说也弊多利少。在“定于一尊”的地位上,外少了质疑批判的压力,内少了发展创新的动力。所吸引者,不乏干禄逐利之徒;所排斥者,常为探索求真之士。长此以往,“显学”成了行政系统的饰品,而其作为“学说”的内涵却萎缩到不堪一击的地步。古往今来,在各个文明中,这样的历史教训比比皆是。
 
“家政服务员”与“钥匙”
 
翁文波创立的可公度理论来自天文学。天文现象触发地震,最直观的解释是月球的潮汐力,太阳由于远离地球,潮汐力小得多,至于其他星体干脆就小几个数量级。然而古籍中充满了星体靠近而引起灾变的记载。原因何在?
 
中国气象科学研究院任振球在《特大暴雨和台风突变的天地耦合成因及其模式的研制设想》中告诉我们:
 
“中科院地球物理所在1997年3月9日黑龙江漠河日全食时,将最精密的重力仪加密到每秒钟取值,观测到日全食时出现两个重力谷值。”
 
地球质量不可能突然减小,逻辑的结论是:日月地三星一线排列时,外来引力增强。这一现象无法用现有的物理理论解释。如果任振球介绍的观测结果确实,它就对经典的物理理论提出了挑战,也可能打开解释可公度理论物理机制的大门。
 
大道至简。如果理论复杂,运用繁琐而结果难测,最有可能的是我们对问题的认识还停留在低层次上。有一个众所周知的例子:对多项式求极值。在仅有初级代数知识的背景下,哪怕求二次多项式的极值也需要一定的技巧,而一旦有了微分学知识,求任意次多项式的极值都只是一个简单的例行程序。而获得微分学知识,在我们的认识道路上跨了一个大台阶,它甚至改变了我们的思维方式,解决多项式极值问题,只是它的一个副产品而已。
 
上述漠河全日食重力观测的结果,首先挑战的还不是地震学,而是我们对物理空间的认识。如果在这方面的认识获得飞跃,今天困惑我们的“小概率”巨灾事件可能不再需要概率论的语言,或许它们根本就是“伪随机事件”——就像计算机里的“伪随机数”一样。
 
2007年,科技部主管的学术性杂志《前沿科学》第三期上,发表了吕子东的《“地震预警”假说》一文。此文与其说是在讨论地震,不如说是在讨论物理空间。今天大多数人熟悉的物理空间理论是建立在欧几里得空间的基础上,而吕子东讨论的物理空间理论却建立在庞加莱空间的基础上。这种抽象的理论物理相信绝大多数人搞不懂,但吕子东为自己的理论开出了9项用于验证的实验。并承认,只要任何一项实验得出否定性的结果,他的理论就是错误的。据中国台州网2008年1月12日报道:
 
“其中七项实验已经得到中外科学界的重复证明,还有两项实验也正在验证中,估计在明年8月前得到验证结果。”
 
如果吕子东的理论是正确的,地震预警就有了确定的物理信息,有现实可用的测量仪器,有确定的操作程序。这就像在微分学背景下求多项式的极值。
 
吕子东的理论能否经得起全部实验的验证,尚不得而知。即使经受了实验验证,他提出的地震预警思路也还要经受实践的检验。这项工作的启示在于,从认识的根源处探索“现有知识框架”的局限性,力图整体上打开我们对物理世界的视野。正如他在文中引用的一段话:
 
“科学理论不应该只是已知世界的家政服务员,一种好的科学理论还应该是一把用来开启未知世界大门的钥匙。”
 
我们最需要的,正是寻找这钥匙的努力。
 
 
地震预警的现实选择 作者 钱钢   

应尽早公开汶川地震震前资料,全面启动汶川地震预警问题研究

  【《财经网》专稿/特约作者 钱钢】中国地震预警的现状是:地震预报水平虽领先各国,却仍处于“荆天棘地”的摸索前行时期;政府的危机管理能力,应对灾害的社会素质,均亟待提高。
  二十世纪,中国直接死于地震的人数高达五十万人以上,而美国在二十世纪七级以上地震总共二十次,总死亡人数一千三百八十人。中国别无选择,不能放弃地震预警。
  在汶川地震后思考地震预警问题,笔者以为,下列诸点尤为重要:
  一、彻底改革巨灾应急体制。政府在灾难预警中处于最关键位置,在现实条件制约下,政府肩负有限责任,但必当全力以赴。政府应向公众坦陈风险决策的难度,并明确说明对预警的承担。我国亟需建立常设紧急事务部门,统筹职能区分明确的灾害情报信息系统和减灾事务管理系统。
1包括中国地震局在内的各级灾害情报系统,负责向此常设机构呈递特定灾种的预报。依据损失最小化原则,是否宣布预警,在什么范围、实施何种等级的预警,由此预警枢纽(必要时由政府首脑)决断。
  二、给地震科学研究充分的学术自由。政府的责任归政府,科学的天职归科学。要让地震预报工作者免于恐惧,放手工作,向灾害情报系统大胆预报。地震预报队伍,既包括目前政府地震系统的地震工作者,也包括所有科研机构和民间潜心地震预报的人士。在科学尚在攻关的现实下,“虚报”和“漏报”均应免责。在政府支持地震预报同时,要探讨市场(保险业)和民间组织(包括非赢利基金)资助的可能。要重新审视文革时期的地震工作“群测群防”模式和防震抗震科普宣传模式,探讨在新的社会格局下,调动民间力量参与地震观测的新方式。
  三、增加震情信息开放度。全国和各省的地震活动背景、长期地震活动趋势、全国地震烈度区划,应编成面向公众的通俗宣传品。中期预报意见,应在媒体向社会披露,通过政府部门、科学界各种非政府组织向公众进行防震科普宣传(包括辨识地震谣言)。在经济、文化较发达、同时存在地震危险的首都圈和沿海地区,此事宜早不宜迟。地震短期预报和临震预报送达政府后,如决定预警,应在特定范围、以特定方式传布。
  四、减压。当前特别需要减压——政府给科学界减压,社会给政府和科学界减压。地震预警通过政府、科学界、社会三重不同角色的互动实现。政府、科学界和社会应密切沟通。全体社会成员同舟共济,宽容,务实,沉着面对巨灾威胁;理解预警需要成本,共担必要代价。在地震预警的困局面前,将急切的诉求,转为理性期待和积极参与。
  五、建立预警过程的“复盘核查”制度。预警的决策结果必须允许失误,但预警的决策过程决不容存漏洞,事后必须检验,不要让决策的巨大难度,成为玩忽职守者逃避责任的理由。二〇〇八年八月十一日,中国地震局正式展开汶川地震的科学总结与反思工作。这一总结和反思,必须容纳一切意见,特别是中国地震界学术异见人士的意见,真正做到民主和公正。反思是每一个公民的权利,不是任何机构和阶层的专利。这一总结和反思,必须信守中国政府关于信息公开的承诺,向社会公开,接纳社会参与,让媒体充分报道。笔者呼吁,尽早公开没有任何理由视为“秘密”的汶川地震震前资料,全面启动汶川地震预警问题研究,化惨痛教训为公共治理的宝贵知识资源。(完)■

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注释:

1 参见国家科委全国重大自然灾害综合研究组编:《中国重大自然灾害及减灾对策》(分论)页160、165,科学出版社,北京,1993年

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