“地震不可預測論”錯在哪里?
中國科學院工程地質力學重點實驗室客座研究員 李世煇
引言:從中國國情出發
討論“地震能不能預測”,不能離開今天中國的國情。
1. 中國地震頻發,典籍豐富,具有中西文化互補創新的有利條件
中國自古地震頻發,天災嚴重。中國傳統文化重整體觀察,重典籍記載。李四光的地質力學、耿慶國的旱震關系等中長期地震預測等理論,以及一系列的地震短臨預測技術方法。都是繼承發揚民族文化傳統,老老實實學習近代西方科學技術,古為今用,洋為中用的成果,是中西文化優勢互補的產物。
從西方的機械論觀點和公理化方法看“地震不可預測論”,或許有點道理;但是,從中國的整體論和實用化方法看(參考姜巖文),則是完全錯誤的。
2. 不能否定“中國地震預測、預報、預防42年的實踐經驗”
1966年邢臺地震以后,在周恩來總理的關懷和倡導的、有中國特色的地震預測實踐探索,至今已經有42年的成功經驗,也有遭受干擾失誤的慘重教訓。實踐出真知。在中國只要堅持“以預防為主,專群結合,土洋結合”,“立足于有,有備無患”就會有海城、青龍奇跡不斷涌現。在中國宣揚“地震不可預測論”,違反歷史事實,脫離群眾,不得人心。
3.中國是人口大國,堅持“以人為本”的科學發展觀
中國人口最多(約占世界人口的五分之一)、密度大,汶川地震后地震死亡人數已占世界地震死亡人數的33.1%(據高建國)。如今,黨中央、胡錦濤主席堅持以人為本的科學發展觀,“世間一切事物中,人是第一個可寶貴的”。在中國已經形成一套大體上行之有效的地震預測理論和方法的條件下,跟著西方某些人宣揚“地震不可預測論”,不論出發點如何,只能是開倒車,與“以人為本”背道而馳。這是違背全國人民根本利益的。
西方國家不具備上述條件,中國42年前也不完全具備。以上三點,就是今天中國討論“地震能不能預測”的基本國情。看問題不能不從這里出發。
一. 周恩來開創的有中國特色的地震預測科學研究
1966年以前,中國的地震預測大體是跟蹤西方。3月邢臺地震后,周恩來總理指示從人民的利益出發,攻破地震預報難關。響應周總理號召,擺脫西方還原論思維的局限,以中國傳統文化與西方文化結合,主攻地震預測的老科學家只有李四光、翁文波二人。
在1966年4月10日周總理召開的地震發展趨勢研究會上,李四光應用他開創的地質力學——構造理論體系提出:“深縣、滄縣、河間這些地區發生地震的可能性不能忽視”。1967年3月27日發生了河北河間6.7級地震。
李四光比較準確地預測了1970年1月5日在云南通海發生的7.7級大地震。早在1969年他就指示在通海設立地應力觀測臺站,嚴密監測,震前異常現象很多。但是,由于當時臺站內地震預測人員搞派性斗爭,預報未能發出,死亡1.5萬人。為此,李四光曾痛哭流涕向周總理作檢討(據當時筆者聽到的傳達文件)。
翁文波在研究天災預測中,提出“信息預測”新概念。指出:以體系中各元素的共性為依據的是統計預測;以體系中各元素的特性為依據的是信息預測(筆者按:在預測問題上,這是中西文化觀、科學觀的根本區別)。1991年11月,應美國友人格林(Cecil H. Green)之約,翁文波預測美國加州1992年可能發生的地震。他在美國西部16次地震資料中,發現了60年周期的隱蔽信息。在報請全國政協同意后,1992年1月翁文波以私人函電方式,對1992年6月28日美國加州南部發生的40年來最大的7.4級地震,作了比較準確的預測。7月6日,格林致信翁文波:“您能做到這一點是多么神奇!同時我渴望了解您是如何做的。”遺憾的是翁文波創立的天災預測方法,在美國可以列為高校教材,在中國,卻被中國地震界主流排除在《中國科學院研究生院教材》之外。
1970年春節,周總理在百忙中接見三個青年地震預測工作者馬宗晉、汪成民、耿慶國。周總理說:“地震預報問題,你們要好好攻!人口這么多的國家,攻不破這點怎么能行啊!要有雄心壯志。”人民的安危重于泰山。汪成民、耿慶國在唐山地震中為創造“青龍奇跡”做出重要貢獻。
二. 第一次較量: 海城地震預報
耿慶國在海城地震前,力排眾議,根據他提出的旱震理論,結合其他理論分析,堅持“華北和渤海地區,若在1975年以后發生地震,震級可達7.5-8級左右。”國務院秘書長周榮鑫召見耿慶國并予以大力支持,這是國務院下發1974年69號文件的重要背景。1974年國務院69號文件為創造“海城奇跡”的遼寧省委、海城市委,創造“青龍奇跡”的青龍縣委書記冉廣歧,提供了“上方寶劍”。回顧海城地震預報的歷史,不能忘記這個前提。
1975年海城地震預報,至今是人類歷史上第一次取得有顯著實效的地震成功預報,根本原因在于在三個環節上決策正確。
1.預測:前提是綜合多種理論成果,特別是以旱震理論的戰略指導作用,提出了正確的中期預測。
2.預報:在國務院領導的支持下,關于是否發生強震的兩種意見,都向下傳達,“立足于有,有備無患”,從而向有關7省、市、區發出了正確的中期預報。在遼寧省委、海城市委的組織領導下,“專群結合,土洋結合”進行了有效的短臨預報。
3.預防:在1974年國務院69號文件的指引下,遼寧省、海城市政府從人民的利益出發,敢于負責,果斷地及時地采取緊急措施,疏散群眾。
據稱如果不采取預防措施,海城地震死亡人數可能達十萬,實際死亡千余人。
三. 第二次較量: 唐山地震預報
1.預測: 唐山地震的危險性最早是李四光提出的。1967年開始在李四光的指示下,地質部地震地質大隊進行了唐山、灤縣、遷安的地震地質調查,1975年12月地震地質大隊提出包括該地區在內可能發生大于6級地震的預測。1976年1月周恩來總理不幸逝世。三個月后,周榮鑫秘書長被四人幫迫害致死。1976年5月中國地震局召開京津唐地區震情討論會,迫不及待地公開提出“69號文件預報期限已到,到6月若不發震,就下通知撤消此文件。”
在1974年國務院69號文件指導下,1976年7月14日北京市地震隊發出《工作簡報》,根據7大異常(地形變、水氡、地電、地磁、地下水位、地震活動、氣象異常等),提出“用臨震的姿態密切注視京區的地震動向”,并根據北京市有關領導白介夫的意見,請國家地震局分析預報室立即安排時間聽取詳細匯報。7月23日耿慶國發現北京地區日平均氣壓突破了歷史同日平均氣壓最低值,大震已經迫在眉睫,預計地震可能發生在7月29日以前發生。但是直到7月26日,地震局分析預報室負責工作的梅副主任并不參加,而是安排無權決策的組長汪成民等聽匯報。汪成民深感問題嚴重,27日按擬好的文字稿向查副局長等匯報,認為:“異常是真實可信的,情況是嚴重的,要求緊急動員起來。密切注視情況的發展。”要求領導決策。
2. 預報與預防:
人們不禁會問:如果當時周恩來總理沒有逝世,如果沒有四人幫的干擾和破壞,唐山地震漏報會不會發生?
在北京市地震隊告急,地震局分析預報室梅副主任拖延聽取匯報12天之后,在汪成民懇請領導決策的情況下,1976年7月27日國家地震局查副局長決定:“目前事情很忙,下星期召開一次會研究一下。” 玩忽職守, 貽誤戰機,釀成7月28日唐山地震死亡24萬人的慘劇。
汪成民在地震局不準公開傳達大地震迫在眉睫的情況下,在晚間的小會上以個人名義講了一些情況。距離唐山115公里的青龍縣由此得到預報,及時采取預防措施,全縣47萬人,無一死亡,1996年被聯合國譽為“青龍奇跡”的防災減災的典型。
唐山地震前,持無強震觀點的人掌握著中國地震局關鍵崗位的決策權,對不同意見采取壓制的做法;震后為了掩蓋事實真相,統一口徑,欺騙上級,控制輿論。事實表明:“把科學問題政治化,簡單問題復雜化”的不是別人,正是中國地震局當權者自己。
四. 邊緣地位的苦斗
1.預測:在唐山地震預測預報中功勛卓著,堪稱國寶級的地震科學家,如汪成民、耿慶國、黃相寧等,是非顛倒,年屆古稀,沒有一分錢科研經費,后繼無人;雖仍奮力拼搏,已陷入自生自滅悲慘境地;從事群測群防的有功之臣,如楊友宸、呂興亞等,功敗垂成,群測成果慘遭廢棄。這一批有豐富的地震預報實踐經驗的民族精英,已遭埋沒、消磨32年,一旦駕鶴西去,中國高新科技具有領先世界水平的領域:地震預測預報橫遭扼殺、中斷!
耿慶國、徐道一、徐好民等堅持中西文化優勢互補,堅持地震預測研究和實踐;在這個期間,出現了任振球的天文、氣象因素耦合預測重大天災的理論和方法;發展了強磁暴組合法、太極序列、地震資料在空間和時間的共軛、耦合技術等;他們退休后繼續自費堅持預測研究和實踐。耿慶國還因為堅持旱震理論和地震預測,多次向地震局領導反映阿壩地區的強震危險,2006年冬,竟被國家地震局副司長車時當眾羞辱,斥責為“個人英雄主義者”。
2.預報一例: 國家科委副秘書長黎懋明1995年5月9日致函聯合國負責官員,希望對中國地震預報研究予以資助。5月11日汪成民、耿慶國應邀在北京向聯合國官員作介紹時,為了回答聯合國官員對近期世界震情的質詢,耿慶國當面提出預測:“1995年5月25日(±5天),地球上會發生一次震級MS≥7.6級的強烈地震,震中地點應在亞洲東部地區”。實際情況:1995年5月27日在俄國薩哈林島發生MS7.6級強烈地震。繼1992年翁文波成功預測美國加州40年來最大的地震之后,中國地震預報科學家的短臨地震預報水平,在聯合國有關機構又經受了一次嚴峻的檢驗。
方舟子所謂:“地震預測‘大師’何不對未來一年內將要在世界各地發生的這些大地震一一預測一下,讓我們看看能蒙對幾個?”不過是無知妄說,不值一駁。
五. 第三次較量: 汶川地震預報
1.預測:汶川地震預測水平整體上不如唐山地震前。主要原因:① 在地震局掌權者的排擠下(汪成民、耿慶國等為什么不能當院士?),堅持周總理“地震是可以預測的”思想的人,多已退休,以往的預測團隊不存在了;② 在受壓制的困境下,沒有最低限度的資金支持;③ 各自為戰,力量分散,失去了原有的多種理論方法的綜合優勢。
翁文波生前在“中國地球物理學會”之下建立了“天災預測委員會”,團結了一批志同道合的人。在汶川地震前,他們在困難的情況下,做出了“在一年內(2008.5-2009.4)仍應注意蘭州以南,川、甘、青交界附近可能發生6-7級地震”的預報(文字報告已報中國地震局等,4月30日由耿慶國密件發出)。
耿慶國曾于2007年1月21日,約筆者到他家,向筆者介紹有關原始資料,商量提交不提交阿壩地區強震預測的問題。
耿慶國面臨的難題是沒有最低限度的短臨預報條件。耿慶國進行短臨預報的關鍵技術是5個氣象指標的異常,預測發震時間可以控制在幾天以內。但是,一個氣象數據要6-8元,一年需要經費約十萬元。赤手空拳,只能利用不能預測發震地點的“強磁暴組合”進行預測,這樣的可信度就低得多。在這種情況下,還報不報?為了進一切可能完成周恩來總理的囑托,經研究一致意見還是報。理由是:① 根據旱震理論和多種其他理論、方法的綜合,這個地區早晚要發震,而且,發震越晚,震級越高,早報比晚報好;② 提出預測可能促使地震局加強在該地區的監測,減少地震的損失,特別是羌、藏兄弟民族的損失。
耿慶國于2008年4月26日夜間“天災預測委員會”的下會上提出:“阿壩地區7級以上地震的危險點在5月8日(前后10天以內)”(以上地震預報三要素:震級、地點、時間均已明確)。次日,中國地震局首席預報員聽了耿的介紹,看了強磁暴組合預測時間計算的原始資料。怎么能說國家地震局不了解耿的預測意見呢?
任振球也是因為沒有經費購買所需的氣象資料,他的天文、氣象因素耦合預測重大天災的理論和方法,在汶川地震預報中未能發揮作用。
2.預報:現在只能設想,如果國家地震局對兩種不同學術觀點一視同仁,給予耿慶國、任振球等必要的經費支持,在汶川地震前,向當地打一個招呼,減少點傷亡,應該是可以做到的吧!
六. “地震機理研究、精確預報錯在哪里?”的學理剖析
——系統科學三原則的應用
地震預測的對象——地球表面的某一特定部分孕育地震的過程及其特征,是一種開放的復雜巨系統問題。國內外地震界主流科學家事實上已經承認了這一點:“地球處于自組織的臨界狀態,任何微小的地震等候可能演變成大地震。這種演變是高度敏感,非線性的,其初始條件不明,很難預測”。傳統的專業化思維方式和科學觀念對此無能為力,理所當然。
開放的復雜巨系統是系統科學的研究重點。如果我們用系統科學原理觀察,就不難從學理上闡明:為什么國內外地震界主流科學家把主要力量致力于“地震機理研究、確定性預測”是謬誤的。
⑴ 從建立數學模型的環節加以觀察:國內外地震界主流科學家轉向的“地震機理研究”,屬于傳統的,以實驗室內的、單向因果關系的試驗與數學分析為特點的,以地質體為研究對象的力學機理研究(注:所謂“單向因果關系”就是不考慮二個變量之間的相互作用。把兩個變量機械地劃分為自變量A和因變量B。只研究A變化時對B產生的影響;不考慮一旦B發生了變化,對A必然產生的影響)。地震預測的力學機理和參數涉及廣大地區的地質構造、力學性態和參數,其中少數可能比較清楚,絕大多數很不清楚。根據系統科學的系統仿真建模原則,這種開放的復雜巨系統的行為預測和控制,是一種灰度甚高的灰箱。對于灰箱,合理的建模原則不是對應于白箱的機理研究、即純理論分析,也不是對應于黑箱的純經驗分析,而應是經驗分析與理論分析結合。由此可見,不論西方“轉向研究地震機理”,還是中國某些主流科學家的盲從,都是是犯了方向性的錯誤。
⑵ 從輸入方式的環節加以觀察:國內外地震界主流科學家所謂:“如果要預測一個大地震,就需要精確地知道大范圍(而不僅僅是斷層附近)的物理狀況的所有細節,而這是不可能的”,正好暴露出他們試圖用集中控制下的多參數輸入,解決純理論分析所需的大量輸入參數問題。根據系統科學的復雜系統控制原則,對于開放的復雜巨系統的行為預測和控制,采取集中控制下的多參數輸入,是不合理的;合理的輸入方式應是分層控制:對于不能精確描述的部分,采用模式輸入;對于有條件精確描述的部分,采用多參數輸入。也就是說,對于灰箱輸入合理的方式是模式輸入與多參數輸入結合;前者對應于經驗分析部分,后者對應于理論分析部分。
⑶ 從對輸出結果的要求的環節加以觀察:國內外地震界主流科學家所謂:“要可靠而準確地對地震做出確定性預測是不可能的”,這只能說明他們自己設定的研究目標是違反客觀規律的,只能是“逆天者亡”。根據系統科學的復雜系統與精確描述不相容原理,地震預測常規的所謂“準確的確定性預測”的要求,是必定要失敗的。對于開放的復雜巨系統的行為預測和控制,輸出結果的合理要求,只能是從現有條件出發,力爭有滿意的可信度;試圖要求做出對應于白箱的“準確的確定性預測”,顯然是不符實際的。也就是說,對于灰箱預測結果的合理要求應該是大體符合實際,可供概略(不是確定性的和準確的)定量使用。
原來方舟子津津樂道的:美國地質調查局和日本地震學家“轉向研究地震機理”,“要可靠而準確地對地震做出確定性預測是不可能的”,并不能證明地震不能預測,正好表明:他們出于對系統科學的無知,頑固堅持機械論觀點和還原論方法,進行的地震預測研究,已經走進死胡同(筆者注:本文以楷體字的引文,均出自方舟子2008.5.28.中國青年報文“地震預測的夢想與現實”)。
七. 中國人靠什么能夠比較準確地預報地震
1. 42年來,中國已經有了一批地震預測的理論成果(如地質力學理論、信息預測理論、旱震關系理論、奇異天文點引力潮共振理論、太極序列等)與地震預測實用技術(如地形變、水氡、地電、地磁、地下水位、地震活動性等異常,氣象要素五項指標異常,引潮力共振異常迭加,次聲波、衛星紅外、衛星云圖異常,等等),并已經過大量地震預測實踐檢驗。
單個看,這些理論和方法都有一定的局限性,但是,如果加以組合應用,互參互校,從上述三次大較量看來,70%-80%以上的可信度,是可爭取到的。
2. 組合應用,互參互校,可以應用錢學森提出的從定性到定量綜合集成研討廳的、人機結合、以人為主的組織形式。充分發揮多種理論方法、專家群體、數據資料與計算機技術的綜合集成作用。
3. 關鍵在于加強黨中央和國務院的領導,發揮社會主義優越性,集中力量辦大事。
八. 中國人民有志氣有能力,已經具備超過世界先進水平的基礎和實力
綜上所述,國外的地震預測似乎沒有可信度,目前在中國,如果堅持執行周恩來總理制定的地震預報方針政策,可信度達70%-80%以上,大有可能。
這個問題在學術界“坐而論道”可能永遠說不清楚。這不是一個純理論問題,而是一個社會實踐檢驗的問題。關鍵要靠“強震預測、預報和預防的綜合性實踐”的檢驗。一旦檢驗成功,正如海城地震一樣,是會使洋人信服的。在周恩來總理的堅強領導、關懷和支持下,在“強震預測、預報和預防的綜合性實踐”的檢驗方面,至今中國人民已經具備超過世界先進水平的基礎和實力。
西方人往往看不起中國人:“你們有什么值得我們學習的思想和科學技術?”我們不能老拿老祖宗的“四大發明”說事。不久的將來,西方發達國家可能在事實面前認輸。依筆者拙見:經過42年實踐檢驗的“強震預測、預報和預防的綜合性實踐”,很可能是21世紀中華民族對世界人民防御重大自然災害的一個巨大貢獻,很可能是可以與“四大發明”比美的。中國人不僅在經濟上正在趕上他們,在文化上,在科學技術上,同樣能夠趕上并且超過他們。
當然,這里有個前提,就是必須促使中國地震局恢復執行周恩來總理制定的地震預報方針政策。否則,不要說領先世界,慘禍重演恐怕也是難以避免的。
九. 一個悖論
——超越科技權威,方屬原始創新;創新立項研究,必經權威審定
據報道:2005年中國科技投入占世界第三,而“世界經濟論壇(達沃斯)發表的全球技術競爭力,中國排名第64位。”世界“四大發明”古國,如今竟然罕見原始性科技創新,創新能力中等偏下。
問題的癥結在于中國科技創新體制的悖論:凡屬原始性科學技術創新,必然突破現有西方科學技術理論、方法的傳統;但是,在中國當前居主導地位(如中國地震界)的多數科學家和技術專家所熟悉的,據以安身立命的,某些人賴以獲取與保有終身既得利益的,正是這些理論、方法。這些人對于發揮中國傳統文化優勢、中西文化互補的、非主流的原始性科技創新,既不熟悉,也不甚理解,有些人甚至不屑一顧。但是,在我國現行科技體制下,科研課題立項、評審的生殺予奪之權,卻完全掌握在這些人手里。這是一個死循環,必須打破!
任何對黨中央強調科學技術自主創新的懷疑、悲觀論調,其實都是站不住腳的。改革開放前后,在學習西方先進科學技術的基礎上,發揮中國傳統文化優勢的原始性科學技術創新,實已層出不窮:如耿慶國提出的旱震理論,對國務院1974年69號文件中環渤海地區地震中期預報曾經發揮重要作用;任振球提出的天文因素與氣象因素結合,對特大自然災害觸發機理與預測研究的重要成果等。只是在僵化的科技體制下,除個別(如吳文俊)成果“出口轉內銷”得到承認外,其余多遭扼殺,消磨至今。
更有甚者,任振球、耿慶國等因深知亂扣偽科學帽子的“科學警察”的危害,公開發表了意見,竟被自詡為“代表主流科學家意見”的方舟子在《北京科技報》上,誣蔑為 “多年來一直從事、支持偽科學活動”,并配上任、耿等跪在“反偽打假”大錘下的大幅漫畫。而任、耿等反駁聲音多被壓制。2008.5.28.中國青年報又發表方舟子文“地震預測的夢想與現實”,翁文波、耿慶國、任振球、徐道一等的科技自主創新:“可公度法”、“旱震關系”、“耦合理論”、“太極序列”等,再次被方舟子污蔑為“偽科學”、“閉門造車”、“蒙”,甚至影射為“就像豬沖向滿槽的豬食”,“欺世盜名的騙子”。在中國科學技術界,如果像這樣只準方舟子之流在報紙、電視上講一面之詞,不給耿慶國等公開答辯的機會,是不是與“科學技術自主創新、全面落實科學發展觀” 有點背道而馳呢?
十. 政策建議
1. 在適當時機,在媒體上開展“地震能不能預測”的平等討論
這是1978年真理標準大討論的繼續和深入。檢驗“地震能不能預測”的標準,到底是中國人民的社會實踐,還是西方科學的狹隘定義?打破科學主義的束縛,在科學技術界改變只準講一面之詞的不良風氣,這是解放思想、深化科技體制改革、加快建設國家創新體系建設、全面落實科學發展觀的必要前提。
2. 抓“青龍奇跡”典型
曾經指導海城、唐山等大地震預測預報的國務院1974年69號文件,對于當時有無大震的三種觀點,一視同仁,“預防為主,專群結合,土洋結合,依靠群眾”“立足有震,有備無患”。建議聯系當前實際重申這些方針政策,對照青龍典型和汶川地震漏報的正反兩方面的經驗教訓,在中國地震界,對于有中國特色的科技體制改革問題,干部思想路線問題,以人為本的態度問題,兩種科學觀和方法論問題,政策問題等等,可望認識上有所提高。以此為突破口,當代中國科技自主創新的體制、政策和方法問題,可能出現較大進展。
3. 全面落實科學發展觀,加快建設國家創新體系,深化改革
在科學技術創新中發揮社會主義優越性的關鍵,在于在加快建設國家創新體系中深化科技體制改革,打破當前一條腿走路的僵化局面。建議在科技體制上試行“兩條腿走路”的政策。也就是說,在國務院科技領導小組的領導下,在科技部設立一個專管堅持中西文化互補的、處于邊緣地位的創新的機構,每年撥出少量科研經費(例如,國家逐年科技投入的1~3%)搞幾年試點,對堅持中西文化互補的、處于邊緣地位的、已有相當基礎的科技創新(如耿慶國、任振球、黃相寧、杜樂天、禇德螢、王迪興、徐業林、趙少奎等所從事的科學技術自主創新研究)加以必要的扶植,在實踐中加以比較,鑒別是非真偽。以三年為期,國家檢驗初步成效。
后記: 為了讓黨中央和全國人民了解還有另一面的真實情況,僅就見聞所及,擺事實,講道理,從始至終,由表及里,說明為什么“地震不可預測論”是不符合中國實際的。筆者并非地震預測圈內人,了解情況有限,疏漏難免。文責自負,僅供參考,敬請批評指正。
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