孙文鹏:用东方科学思维,解世界难题
地震预测与地震预报不能混淆,
中长期预测与临震预测使用方法不同!!!
最近四川汶川发生7.8级大地震给人民生命财产造成巨大损失,凤凰卫视关心地震,请了不少专家讨论地震预测问题,现将我2006年8月12日写的一份上报材料(已引起上级重视)公布于后,也算我的一个发言吧!
孙文鹏
2008.5.15
建立中国地震预报新体系
——用东方科学思维,解世界难题
孙文鹏
(核工业北京地质研究院,研究员,北京:100088)
地震预报是一个尚未解决的世界性难题。中国的地震专家虽多次作出成功的预测,可是国际地震界认为这类预测缺乏科学依据,我国的许多地震专家也默认如此。为了扩大中华传统文化在全世界的影响,增强社会主义祖国的软实力,提高中国科学的国际地位,巩固和扩大在地震预测方面的领先地位,早日攻克地震预测这一世界难题,建议尽快建立中国地震预报新体系。现论证如下:
一、地球处于不断变化的宇宙中
老子在《道德经》中指出:“人法地,地法天,天法道,道法自然”。精辟地论述了“地”与“天”的关系,即“地”为“天”所包容和制约。近代科学已证明,地球是太阳系中的一员,太阳系又是银河系中的一员,……。太阳系中的每个成员大小不等,形态、质量与体积各异,各自运动的轨迹与速度也不同。但是,它们共同组成一个以太阳为中心的彼此相互联系和影响的整体,它们排列和运动有序,并在总体上保持着相对的动态统一和协调。由于宇宙和太阳系的每个成员都在沿着自己开放的环形轨道不停地运动着,因此,地球的外部环境时刻都处在不断而有序的变化之中,为了适应外部环境的不停变化,地球必须随时调整自己的运动或改变自己的形态。因此,每当外部的影响(或作用力)达到一定的强度时,就会导致地球内核与外壳的失衡,地壳就会产生破裂、相对位移,并引发地震。
二、有关“地震不能预测”之谜
国外有的地震专家在刊物上公开说:“地震是不能预测的!”此话表达了地震专家们对地震预测的无奈心态。人们不敢碰地震预测这一“烫手的山芋”,其原因有三:
1、研究地震的指导思想(西方科学思维)与方法不适合预测地震。当今的地震研究遵循的程序是: 地震发生后,专家赶到现场,仔细调查地震破坏的各种形迹:采集各类岩石标本,对它们作岩石力学或物理性质的测定;分析地震前后监测数据;将此次地震与历史上其他的地震进行对比;辅以物理或数学模拟。最后对该地震作出成因解释。由此可见,这是一种事后研究方法,它根本无法预测出下次地震的三要素(地点、时间和震级)。有时虽然也考虑到天文因素,但是它常常是作为引爆因子,用来解释地震成因。
2、迷信西方科学与方法万能。地震界的主流派拒不承认东方科学思维与方法,以及它在地震预测理论与方法上的创新和具体的预测成就。他们对这些成果或视而不见,或有意无意地加以排斥和扼杀,这才导致了他们今日的被动局面。
3、没找到地震先兆的变化规律。西方地震界虽也采用各种仪器和手段监测地震,但是由于仪器制造、地震台站监测、监测数据的分析处理,三者是由不同的人分开完成的。因此他们很难排除各种非地震因素对监测数据信息的干扰。此外,他们虽然也注意地震前兆的观测、研究,由于缺乏群众基础和不掌握不同地震前兆的变化规律,其效果亦不理想。而且,现有的地震理论缺陷严重地妨碍着他们从监测信息中提取和发现有关地震前兆的变化规律,从而加大了地震预报的难度。
上述三点就是“地震不可预测之谜”的谜底。
三、地震预报不是梦,
1、东方科学思维和方法可解地震预测难题
中华传统文化的“天人合一”宇宙观,已被人、生物、地球、太阳系、银河系和整个宇宙的“和谐”与“统一”的事实所证实,因此,中华传统文化是科学的、合理的,并非什么“神秘文化”。建立在“天人合一”宇宙观基础上的东方科学思维与方法(它与以“还原论”为基础的西方近代科学思维与方法不同),它强调从事物的相互联系中去了解、认识事物的性质、运动与变化的规律。因此,它才是地震预测研究的最佳指导思想和方法。
我们认为:地震是天地耦合的产物,是地球适应外部环境变化的一种形式。地震的三要素如实、完整、无误地记录了地球当时所处大环境的综合特征,以及由此而引发的一系列的地异常。因此,只须抓住地震“三要素”,从中探寻地震与当时地球所处大环境之间的关系和当时显现的地异常,我们就可找出地震发生与迁移的规律,为地震的中长期预测提供可靠的依据。中长期预测属于宏观预测范畴,它不可能达到精确无误的水平。准确的地震预测必须通过地震监测站网的追踪监测才能实现;再者,在每次地震爆发的那一瞬间都会释放出巨大的能量,这些能量的聚集有一个较长(需数十天到数月)的过程。伴随地球能量升高,相继引起一系列地球物理、化学场的变化(如强度的增加和范围的扩大),它们在临震的一刻达到最大。孙威的观测成果不仅完整地记录了这一过程,而且发现了许多异常的变化规律。如震前一刻各种地异常在同一时刻达到高潮和出现相对短暂的平静。这就为我们准确预报地震提供了充分的时间和可靠的临震标志。这些就是我国许多民间地震预测专家能成功预测地震的秘密所在。
2、我国的地震工作方针,催生地震“特种兵”的诞生与成长
1966年邢台地震后,国务院为加强对地震工作的领导,结合中国的国情,于1974年6月下发了国务院69号文件,明确提出了“预防为主、专群结合、土洋结合……”的地震工作方针。它充分调动了专家与群众的积极性,在全国掀起了群测群防的高潮,成功地预报了海城和其他多次地震。这些成绩有效地证明了我国的地震预报处于世界的前列,并涌现出一大批成绩卓著的地震预报专家和学者,其中的代表人物有:
李四光:独创《地质力学》,是预测唐山地区可能发生大地震的第一人;
翁文波:1984年著《预测论基础》,提出新的预测方法——可公废法。他应格林的要求,准确预测出1992年6月下旬旧金山的6.8级(实际为7.2级)地震。预报天灾252次,实际发生221次,成功率为83.7%,被誉为当代预测宗师;
徐道一:1992年提出“太极序列”,并用它成功地预测出近年来我国境内的三次8级以上大地震。
张铁铮:应用磁暴二倍法预测了1970年1月5日通海7.8级等多次地震;
沈宗丕:应用磁暴月相二倍法,磁偏二倍法预测了1972年1月25日台湾东海8级地震、2001年11月14日昆仑山8.1级地震等;
耿庆国:通过研究地震与大面积旱灾的关系,准确预测出唐山地震;
任振球:应用“天地耦合”原理,预测地震的成功率达到40%左右;
孙威:自制地应力仪,应用多种监测仪器临震预测到了1976年4月6日内蒙林格尔发生的6.3级地震;测到了1976年9月23日宁夏巴音木仁6.2级及其他多次地震。
高永富:发明了可用于临震预报的高精度土地电仪;
强祖基:发现卫星红外异常可预测地震…等。
从他们的事迹中不难发现一些规律性的东西。首先,他们或来自民间,或属非主流学派,他们都能灵活地将中华传统文化的整体思维成功地应用于地震预测;其次,他们在进行地震预测时,所选择的预测标志和方法虽各不相同,但是结果都很好。这充分说明:由于震前能量聚积而引发的天、地异常非常多,也很普遍,它极有利于地震预测;第三,他们来自不同行业,在十分困难的条件下,几十年如一日在无任何经济支持的条件下,无私、忘我地从事地震预测研究。这种敬业和献身精神实为科研工作者楷模。这些特质正是我们将他们尊称为地震预测“特种兵”的理由。
然而,他们虽然突破了地震不可预测的瓶颈,并获得了很大成功,但在预测成功率方面尚未超过50%达到70-80%的水平,而且预测和实际(三要素)并非全吻合。因此,必须从他们的预侧实践中找原因。我们认为主要的有两点:第一,只选择单一的标志作为地震预测的根据,抗干扰的能力差。若采用多种信息进行综合地震预测,即可大幅提高地震预测成功率;第二,他们都是以个体、自发的形式,孤立地进行地震预测,与他人很少交流,自己较难发现工作中出现的问题,若能将孤立的个人地震预测改为整体的既分工又联合攻关的形式,这一缺点也就不存在了。由此可见,提高地震的成功率和水平是可以做到的。
3、地震预报圆梦的有利条件与困难
唐山地震至今已过去30年,人们从历史和地震预测预报的实践中已学到了很多的东西,今天我们已深刻感受到,我国具备攻克世界难题的许多有利条件:
l 掌握了能够正确指导我们从事地震预报工作的东方科学思维和方法;
l 拥有一批用于地震预测的新理论与新方法,如《可公度法》、《太极系列》、《地质信息有序性》、《天地耦合理论》、《磁暴二倍法》、《磁暴月相二倍法》、《磁偏二倍法》,…
l 发现了一批可以用作地震准确预报根据的标志,如地应力、地电、地磁、地倾斜…等,掌握了鉴别、分析和处理地震前兆异常信息的方法,积累了实际经验;
l 开发出了一套可自动连续纪录的、能监测地震前兆信息的优质仪器(精度与灵敏度均优于国外同类仪器);
l 我国拥有世界上最丰富的地震历史记录;
l 有一支地震预测“特种兵”。
只强调有利条件,而忽视客观困难,属于片面;若有意隐瞒,则是欺骗,对攻克地震预报难题有害无益。我们强调上述有利条件的目的,只是想说明攻克地震预报难题的困难不在技术层面,它的阻力来自主观与客观两个方面,客观方面:首先是20-30位小小的“特种兵”欲挑战统治地震科学界百年的西方地震主流派,谈何容易!其次,中央政府即使支持,若不采取超越现有科研体制的特殊政策与办法,那么这种支持也很难落到实处。(如中央提出的“中西医结合”的好政策,在西医占统治地位的体制下,几十年实践的结果却是:中医被全盘西化,已变得面貌全非了!这就是历史的经验与教训。)此外,主观方面的困难是:“特种兵”的大多数已年逾古稀,或已作古,且后继乏人。中央若不采取紧急而特殊政策(超越现在的科研体制),支持它自主发展,不受地震界主流干扰,那么,再过5-10年上述的许多优势条件将随着“特种兵”的消失,而不复存在!由此可见,地震预报之梦能否成为现实,它有赖于一个新的地震预报体系(能包容不同学派)的诞生。
四、建立中国地震预报新体系
1974年国务院制定了“预防为主、专群结合、土洋结合……”的地震工作方针,历史事实已经证明它是行之有效的。我国地震预报新体系的建设就是在思想上和组织上落实好这一政策。为此建议如下:
1、 将地震预测研究与临震预报(即震前示警公告)严格分开。前者由地震专家负责并完成,后者由政府官员负责。即后者首先对不同地震专家的研究成果作出判断,而后秉承损失最小原则做出决策:是否预报和以何种方式发布临震预报。
2、 保障土洋专家有平等权利,独立自主地从事地震预测研究。当前急需解决的是为非主流地震专家提供适当的经费,用以解决我国30年内中长期地震预测和建立6-10个监测站服务于京津塘地区的近、临地震预测。
3、 非主流地震专家的研究项目,国家可委托中央(地质)科研院校在行政上代管,业务上由项目带头人向国家负责。此机构与主流地震研究所互不隶属。
4、 政府制定特殊政策鼓励和扶持有特殊贡献的非主流地震预测专家培养“接班人”。
5、 技术上“兵分三路,协同攻关”。地震预报实际上由中长期预测和近期临震预报两部分组成,两者不仅预测的标志不同而且所使用的预测方法、预测的精确度都不同,差别很大,两者互相补充不可替代。
l 中长期地震预测所使用的研究方法是从研究地震与地球所处大环境之间关系入手,发现不同强度地震在时、空分布上的规律,并以此为依据作出中长期地震预测。由于受地球构造与物质组成不均一性的影响,使得中长期的预测结果与实际的地震三要素往往产生偏离,从而降低预测的精确度,这是十分正常的现象。那种要求中长期预测达到近、临震预测相同精度的想法和要求是十分错误而有害的,因为它是根本做不到的。中长期预测的任务,是为近期临震预测指明方向,缩小靶区,更主要的是为地震烈度分区提供理论依据,以服务于城市和大型工程建设、制定国家不同地区建筑的抗震标准,这是近、临震预测所不可能解决的。
l 近期临震预测,它所依据的是震前的前兆信息,它需要科学地部署监测网,用精密的仪器进行连续的监测和追踪,从所获的信息中提取出前兆信息,以及它们在地震孕育期间的变化规律,用它来指导精确预报。在这方面孙威已积累了丰富的经验,其准确度可达到1-3天,甚至几个小时。
l 以地质力学理论为指导研究活动断裂与地震的内在联系。 用新构造理论指导地震预测,历来为主流地震专家所重视,但是结果却不如人意。李四光教授应用东方科学思维创立了地质力学,上世纪七十年代他应周总理要求,用自己的理论正确地预测出唐山地区可能发生大地震,表明了该理论的生命力,今后将它用于活动断裂网络与地震迁移内在联系的研究必将为地震预测提供新的理论和方法,对今后构造地质学的发展也将产生深远的影响。卫星遥测遥感技术的发展与进步,为全球或全国活动断裂构造研究,提供了必要的技术支撑和大量的有用信息。卫星红外以及地形、地貌跟踪监测等,都是活动断裂构造研究的手段。今年初,江西东北部发生的新地震就是一个值得重视的地震新动向,或许能从活动断裂的生长中获得启示。
在我国地震预报新体系建成和有效运转之后,即可大幅提高京津塘地区的防震水平,防止唐山悲剧的重演;有望形成一个新的防震设备产业链;推动东方科学思维方法在科技人员中的传播与普及,增强科研人员解决实际问题的能力;有利于科技创新人才的成长;最终增强全国人民的自信心和民族凝聚力。
2006年8月12日
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