李世煇:关于地震预测预报的述评

选择字号:   本文共阅读 4193 次 更新时间:2008-09-17 15:52

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李世煇  

汶川地震后,“地震能否预测预报”众说纷纭。本文试从两种科学观、造福人民的探索和中西文化互补等三个侧面,加以初步梳理和述评。笔者身处地震专业圈外,了解情况与水平所限,不妥难免敬请指正。

需加说明:地震预测属于科学技术范畴,是地震科学家的工作;地震预报是国家地震主管部门的职责,是政府官员的行为。二者有紧密联系,相互作用。

一.地震预测与两种科学观

(一) 目前中国地震界主流的还原论观点和方法

“地震不能预测”是美国地震科学界主流观点。20世纪50年代有人甚至说:“谁说地震能预测,不是疯子,就是骗子”。1996年11月,“地震预测框架评估”国际会议达成共识:“地震本质上是不可预测的,不仅现在没法预测,将来也没法预测”。盖勒等(Geller et al.,1997)在美国《科学》杂志著文,断言“地震不能预测”,依据是地震发生影响因素复杂,地震的时间、空间、强度三要素本质上是不可预测的。

中国地震局局长陈建民2006年在《中原减灾》报著文:地震预报是一项世界难题,攻克难关需要几代人甚至几十代人的努力。

汶川地震后,中国地震台网中心负责人张晓东等为上述观点作论证:强调地震预测是世界难题,其理由为以下三点:

1.地球的不可入性。对地下发生的变化,只能通过地表的观测来推测;

2.地震的复杂性。地震孕育、发生、发展的过程十分复杂;

3. 地震发生的小概率性。地震发生的重复性时间很长,几十年、几百年、上千年,而进行科学研究都要有统计样本,在有生之年获取样本非常困难。

不难看出,目前中国地震界主流对于地震的预测研究,基本上是跟踪、模仿以美国地震界为首的国际地震界主流的做法,着重于机械论的力学机理(地震孕育、发生、发展的过程)分析和参数(地表观测)研究;采用的主要方法是从部分认识整体的两种还原论方法:微分单元法和抽样(数理统计)法。

(二) 从系统科学观点看“地震不能预测”论

20世纪70年代以来,世界科学研究正经历着一个历史性大变革:从以数、理、化为主要研究对象的、以简单性探索为特点的大物理时代,向着以天、地、生为主要研究对象的、以复杂性探索为特点的、新的时代过渡。以复杂系统为主要研究对象的系统科学,成为一个有广泛应用价值的带头学科。

地震预测的对象——地球表面的某一特定部分孕育地震的过程及其特征,按照贝塔朗菲创立的、钱学森发展的系统科学观点,这是一种“开放的复杂巨系统”(以下简称“复杂系统”)问题。方舟子2008.5.28.中国青年报文“地震预测的梦想与现实”,引用了国际地震界主流科学家的观点::“地球处于自组织的临界状态,任何微小的地震等级可能演变成大地震。这种演变是高度敏感,非线性的,其初始条件不明,很难预测” (笔者注:以下楷体字引文,均出自该文)。这一观点表明,他们实际上在某种程度上已经不自觉地承认了“地震预测是一种复杂系统”。

下面从系统科学观点对“地震机理研究”(即建立数学模型)的三个基本环节——建模、输入和输出,加以观察:

1. 建模

数学模型是对研究系统的数学描述。简单的数学模型,通常采用解析式求解;对于复杂的数学模型,只能在计算机上建立系统模型进行实验,这就是系统仿真。

建立模型的任务是确定模型的结构和参数。系统科学的系统仿真建模原则如下:

⑴ 对于内部结构和参数都清楚的系统,即白箱(多数的地面工程系统都是白箱),可以利用已知的一些基本定律,分析推演建立理论分析模型;

⑵ 对于内部结构和参数都不清楚的系统,即黑箱,可采用经验分析的方法建立数学模型(例如,通过对系统的实验性观测,假设模型,然后进行实验验证和修正);

⑶ 对于内部结构和参数都不大清楚(一部分比较清楚,一部分很不清楚)的系统,即灰箱,可采用经验分析与理论分析结合的方法建立数学模型。

国内外地震界主流科学家的地震机理研究,主要研究方向是断层成因说;属于近代科学的、以实验室内的单向因果关系试验与数学分析为特点的、以地质体为对象的力学研究。所谓“单向因果关系”就是只考虑自变量A对因变量(函数)B的单向作用;不考虑B对A的作用,即二者之间的相互作用。这是一种线性关系的、高度的简化,不适用于非线性的复杂系统研究。

地震预测的力学机理和参数研究,涉及广大地区的地质构造、力学性态、参数及其变化。通过地表观测和推理,其力学机理和参数,一小部分可能推测得比较清楚,大部分可能很不清楚。根据系统科学的系统仿真建模原则,地震这种复杂系统的行为预测的性质属于力学机理和参数都不大清楚的“灰箱”。对于灰箱,合理的建模原则并不是国内外地震科学界孜孜以求的、对应于“白箱”的机理研究,即理论分析;也不是对应于“黑箱”的经验分析;而应是经验分析与理论分析结合。也就是说,对于“灰箱”中机理和参数比较清楚的部分,采用理论分析;对于机理和参数都不清楚的部分,采用经验分析。

由此可见,国内外地震界主流科学家把地震预测“转向研究地震机理”,其实质是把灰箱误认为白箱,把科学研究的方向搞错了。

2. 输入

国内外地震界主流科学家所谓:“如果要预测一个大地震,就需要精确地知道大范围(而不仅仅是断层附近)的物理状况的所有细节,而这是不可能的”,正好暴露出他们不了解复杂系统输入方式有什么根本特点,试图用对应于简单系统的输入方式——集中控制原理指导下的多参数输入,解决地震预测问题。

对于复杂系统行为的预测和控制,“集中控制下的多参数输入”首先必须取得海量的信息;然后必须在高维空间内,解决最优化的任务;更重要的是由于集中控制具有高度的刚性,只要有一个参数出现错误,就会急剧地影响整个系统的状态,导致对系统行为的预测发生错误,失去控制。这就是国内外主流地震科学界的预测屡屡失败的一个原因。

根据系统科学的复杂系统控制原理,对于复杂系统行为的预测和控制,以严格的数学方法为基础的控制是无效的,应该模拟人类控制活动的做法:在做出决策时,部分地运用定量分析,同时整体上运用直观经验判断。对于复杂系统行为的预测,合理的输入方式是“分层控制”:对于不能精确描述的部分,在采用对应经验分析(直观)的模式输入;对于有条件精确描述的部分,采用对应理论分析的多参数输入。换句话说,对于灰箱,对应于经验分析与理论分析结合的建模原则,合理的输入方式是模式输入与多参数输入结合。

3. 输出

国内外地震界主流科学家所谓:“要可靠而准确地对地震做出确定性预测是不可能的”,正好暴露出:他们设定的分析目标违反系统科学原理,是不可能实现的。

根据系统科学的复杂系统与精确描述不相容原理,对于地震预测这种复杂系统行为的预测的输出结果要求,对应于白箱的、一次完成的、所谓“准确的确定性预测”显然是不符实际的。既然地震预测这种复杂系统行为预测的性质属于灰箱,合理的输入方式是模式输入与多参数输入结合,对于预测结果的合理要求,只能是大体符合实际,可供概略地定量使用(绝非“准确的确定性预测”),而且只能是一个“逐步逼近”(例如,从长期预报的趋势判断,到中期预报的圈定重点监测区域,再到短临预报的逐渐深化、细化。绝非一次完成)的过程。

4. 小结

从“地震机理研究”的建模、输入、输出三个基本环节,对地震预测这种“系统的机理和参数一部分比较清楚,一部分很不清楚”的灰箱进行剖析得出的结论,似难以反驳。原因在于:系统科学原理一旦与地震预测实际相结合,就会抓住事物的根本,就会变成改造世界的物质力量。正如马克思所说:“理论只要彻底,就能说服人。所谓彻底,就是抓住事物的根本。”对于复杂系统而言,系统科学就是抓住事物根本的理论和方法。

这种研究复杂系统的科学方法论,追根溯源,就是系统论创始人贝塔朗菲指出的:一般系统论“就像任何一个科学领域一样,它不得不依靠着经验、直觉和推理手段的配合使用而发展”。1982年钱学森在军事科学“作战模拟”研究中,发展了复杂性科学方法论,概括出:“科学理论、经验和专家判断力的结合”,“这种定量方法学,是半经验半理论的”。

原来一些人津津乐道的所谓:美国地质调查局和日本地震学家“转向研究地震机理”,“要可靠而准确地对地震做出确定性预测是不可能的”,并不能证明地震不能预测,只能说明他们对系统科学原理缺乏了解,囿于还原论科学观和传统的专业化思维方式,作茧自缚,一叶障目,不见泰山而已。他们盲目坚持的机械论观点和还原论方法,早已走进死胡同。

二. 造福人民的探索

1993年,中国地震界元老、德高望重的傅承义院士针对某些人坚持近代科学狭义的“科学”定义,质疑“地震预报究竟是否可能的问题”,以科学家的良心和志士仁人的心声秉笔直书:“从逻辑上讲,这个问题现在难下结论,不过预测地震是一个造福人类的崇高事业,既然还没有理由说预测不可能,为什么不能作为一个奋斗目标而坚持下去呢?这是一个信念问题,不是必须先有事实证明,然后去做的问题。”

反观人类的科学技术创新史,哪一项原始性的重大创新,不是首先依据一定的事实提出假说,在崇高信念的支持下,作为一个奋斗目标坚持下去,长期探索的结果呢?

(一) 从中国国情出发

1. 中国地震频发,典籍丰富,是人口大国。抓紧抓好地震预测预报,是“以人为本”的科学发展观应有之义

中国自古地震频发,天灾严重;中国人口多(约占世界人口的五分之一),密度大;中国文化传统重整体观察,重典籍记载。汶川地震后,中国地震死亡人数已占世界地震死亡人数的33.1%(据高建国资料)。

为人民服务本来是中国共产党人的宗旨。如今,以胡锦涛为总书记的党中央坚持以人为本的科学发展观。从中国的实际情况出发,宣扬“地震不可预测论”,只能与“以人为本的科学发展观”背道而驰,违背全国人民的根本利益。

2. 不能无视“中国地震预测、预报、预防42年的实践经验”

1966年邢台地震以后,在周恩来总理的关怀和倡导下,有中国特色的地震预测实践探索至今已经有42年的历史,有史无前例的海城、青龙成功预报的经验,也有唐山、汶川漏报的惨痛教训。实践出真知。在中国只要坚持周恩来总理“以预防为主,专群结合,土洋结合”的方针,“立足于有,有备无患”,就会有海城、青龙奇迹不断涌现。对比当前中国地震局在“国家中长期科学发展规划”的优先自主项目中,明目张胆地砍去“地震预测”,只提“检测和防御”。没有预测,就没有预报,就无从预防;无视“中国地震预测、预报、预防42年的实践经验”,这就是是唐山、汶川国难的根源。长此以往,必然国无宁日。

3. 中国已经出现中西文化优势互补的、地震预测预报的系列成果

中国地震预测实践42年历史证明:虽然从西方的机械论观点和公理化方法看,(像机械钟表一样的准确无误)地震预测是不可能的;但是,把中国传统文化的整体论和实用化方法与西方的机械论观点和公理化方法相结合,中西文化优势互补,(像指挥战争一样,多打胜仗,少打败仗)地震预测是可以实现的。

在周恩来总理的关怀和倡导下,中国自主创新的中长期地震预测理论,以及当今一系列行之有效的、关于地震短期、临震预测的技术方法等,都是在多年学习近代西方科学技术的基础上,继承发扬中华民族文化传统,古为今用,洋为中用的创新成果,是中西文化优势互补的产物。

讨论“地震能不能预测”,以上三点是不可忽视的中国的基本国情。

(二) 周恩来推动开创的中国地震预测科学研究

1966年3月邢台地震后,周恩来总理出于对人民高度负责的精神,面对西方“地震本质上是不可预测的,不仅现在没法预测,将来也没法预测”的思想压力,多次号召中国地震科学界:“地震预报问题,你们要好好攻!人口这么多的国家,攻不破这点怎么能行啊!要有雄心壮志。”“希望在你们这一代能解决地震预报问题。”据笔者所知,响应周总理号召,坚持中国传统文化与西方文化优势互补,突破西方还原论思维的局限,放弃自己原有的专业研究方向或研究课题,以主要精力钻研地震预测世界难题的老科学家,只有中国科学院学部委员李四光、翁文波、傅承义等寥寥数人。

1. 李四光院士应用他创立的地质力学理论,比较准确地预测了1970年1月5日在云南通海发生的7.7级大地震。1969年他已指示在通海设立地应力观测台站,严密监测。震前前兆很多,但由于台站内人员当时的文革派性斗争,预报未能发出,死亡1.5万人,李四光曾痛哭流涕向周总理作检讨(据当时笔者听到的党内传达文件)。通海地震后,周总理从认识论的高度总结经验说:“地震是有前兆的,可以预测的,可以预报的,要解决这个问题。”

2. 翁文波院士致力于天灾预测研究,提出“信息预测”新概念,指出:以体系中各元素的共性为依据的是统计预测;以体系中各元素的特性为依据的是信息预测。以信息预测为主,辅以统计预测,这是中西文化优势互补天灾预测的重大理论创新。翁文波据以创立了可公度法、干支法等天灾预测方法。

在报请全国政协同意后,1992年1月翁文波以私人函电方式,对1992年6月28日美国加州南部发生的40年来最大的7.4级地震,作了比较准确的、公开的预测。遗憾的是翁文波创立的天灾信息预测方法,在美国高校可以列为教材;在中国,却被中国地震界主流排除在《中国科学院研究生院教材》之外。

2006年9月陕西师范大学尤小霞等,应用翁文波院士创立的可公度法预测:2008年左右,在川滇地区可能发生≥6.7级的强烈地震。这一事实为翁文波创立的天灾信息预测方法的科学性和实用性,提供了一个新的证明。

3. 傅承义院士1971年提出关于地震成因的红肿假说,认为震源区是破裂区,前兆异常场区域是红肿区。傅承义明确支持他的得意门生耿庆国所从事的旱震关系研究,并认为旱震关系是红肿假说的最好的证据。

4. 1965年新中国培养的第一批中国科技大学地震专业毕业生耿庆国,1972年根据对建国后历次大地震震中区的亲身调查,在查阅大量历史文献资料之后发现,震前1~3.5年半,大地震的震中区往往是大旱区(从公元前231年至1971年,共2202年的统计,符合此规律的占97.1%);旱区面积大则震级大,发震晚则震级大。1956年至1971年全国所有的大旱区,有84.8%在旱后1~3.5年内发生了6级以上地震。耿庆国提出中西文化优势互补的、旱震关系大地震中期预报的理论和方法,为海城地震和唐山地震等的预测预报做出重要贡献。

5.从西方近代科学还原论的观点看,这些理论和方法都不能得出确定性分析结果,都需要一定的经验判断,因而被中国地震界主流视为“不科学”,采取拒斥态度。应用当代系统科学原理加以观察,中国地震界主流这种“坚持纯理论分析”的拒斥态度,才真正是不科学的。

(三) 胡锦涛总书记强调自然灾害预测预报关系全局,必须抓紧抓好

面对“地震不能预测”的一片喧嚣,胡锦涛总书记高瞻远瞩,坚持以人为本的科学发展观,2008年6月23日在两院院士大会上,针对地震、洪涝、台风、干旱等自然灾害,明确指出:自然灾害是人类社会面临的共同挑战,我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一。我们必须把自然灾害预测预报、防灾减灾工作作为关系经济社会发展全局的一项重大工作进一步抓紧抓好。

认真贯彻胡锦涛总书记的重要指示,中国地震科学自主创新、造福人民的探索的事业拨乱反正,再造辉煌,大有希望。

三. 中华文化复兴前的阵痛——两种文化观、科学观在地震预测预报上的三次碰撞

(一) 中西文化互补之我见

为什么在中国地震科学界响应周总理号召的人,在周总理逝世后一直处于非主流呢?这就不能不追根溯源:五四运动以来,不少中国精英对待中国传统文化的态度是:“所谓坏就是绝对的坏,一切皆坏”;而看待西方近代文化则是:“所谓好就是绝对的好,一切皆好”。这就是西方中心论主导下的中国近代的历史和现实。

在古代中国,《周易》是观察与解释世界的理论基础。《周易》基本原理:“一阴一阳之谓道”;《黄帝内经》进一步阐明:“孤阳不生”,“孤阴不长”,“阴阳离决,精气乃绝”。

中华文化植根于大河腹地的农业文明;古希腊文化则产生于地中海的商业文明。中西文化性质不同。从阴阳相对、互补的观点看来,中国传统文化重直觉思维(笔者按:“重”指着重,偏重,下同),重整体观察,重定性把握,重模糊判断,可认为属“阴”;与之相对,西方文化重逻辑推理,重细分实验,重定量描述,重精确分析,可认为属“阳”。

人们通常认为中国传统文化(或称“国学”)就是文、史、哲和艺术等人文精华,寄希望于中国传统文化将对现代社会的“和平、可持续发展”等做出贡献。其实,中国传统文化中的科学技术体系同样辉煌和重要。如前者可称为“人文国学”,则后者可称为“自然国学”。中国古代(约公元前5世纪-15世纪初)传统科学技术领先世界千年;西欧文艺复兴的科学技术基础是中国的四大发明,李约瑟的研究生坦普尔1986年进一步指出:“就在两个世纪以前,西方的农业还比中国落后得多,”“我们要牢记这样一个令人吃惊和不安的事实:奠定工业革命基础的欧洲农业革命,只是由于引进了中国的思想和发明才得以实现。”([美]罗伯特•K•G•坦普尔《中国:发明和发现的国度》)

中国传统文化孕育出领先世界千年的、以有机整体观为特点的中国古代科学技术,正如“牛生牛犊”,顺理成章;以还原论为特点的近代科学技术只能在西方文化的土壤中萌芽,正如“马生马驹”,天经地义;二者顺天应时,在人类科学技术史上珠联璧合,交相辉映。

鸦片战争以来,西方文化挟船坚炮利之势席卷中国,传统文化几无立锥之地。自命天朝大国、礼仪之邦的中国人在救亡图存中屡战屡败,逐渐陷入盲目自卑、似乎事事不如人的地步。

中国人从器物、制度、文化三个层面师从西方已逾百年。《四书》、《五经》是中国传统文化价值体系的基本载体。1906年光绪颁布上谕废止科举,在新式学堂中,“经学”与物理、化学、英文、美术、体育一起,已经成为一个“专门学科”。(笔者按:现在看来,这应该是中国传统文化的最后的阵地了)。不幸,1912年中华民国首任教育总长蔡元培竟然下令:中小学废止读经。中国传统文化哺育之志士仁人,学贯中西,时称楷模之蔡元培,从此斩断了中华民族的文化血脉。此后,中国传统文化经典从中小学课堂上消失,只有高等学府的中国语言文学系、古典文献专业才能作为必修课学习。迄今已近百年,大约四代中国人(笔者的父母、子女、孙辈在内)对《四书》、《五经》要么一知半解,要么懵懂无知。中国历来的“胡夏之辨”都是从文化区分,而不是从种族区分。丢掉自己民族文化的根,又没有基督教西方文化支撑,难怪近年社会上无崇高理想、无道德操守、有学历无文化素质者多见。喜闻台湾1960年代以来的《中国文化基本教材》经四十年教学实践互动、磨练,已将中国传统文化伦理价值成功地转化为青少年人格养成和道德建构的资源(即大陆版《国学基本教材》,新华出版社,2008年)。笔者希望这样的教材不仅能成为语文课之“必修,逐章逐节背诵默写,还要举行考试”,而且最好能够恢复为“专门学科”,不仅借以 “陶铸中学生优雅之气质、高尚之品德、并启导人生意义,宏扬中华文化”,而且达到“承续中断了的文化血脉”之崇高目的。

面对当前全球环境、资源、人口三大危机,以及民族,宗教冲突等一系列矛盾重重的复杂性问题,西方文化穷于应付,回天乏力,实已“日中则昃”。但是,不少国人研究“李约瑟问题”时,仍然缺乏历史、全面、辩证的观点,陷入了否定中国传统文化、宣扬“全盘西化”的误区。其中影响最大者就是首位获得诺贝尔奖的华裔科学家之一的杨振宁,在“2004年文化高峰论坛”作报告,认为:“《易经》倡导‘天人合一’的理念,将自然与人归为一理,使得中国文化没有产生自然科学研究需要的推演法,阻碍了近代科学在中国的启蒙。”何祚庥更叫嚣:“中国传统文化有90%是糟粕”,误导青年。一些文人常借“中国传统文化不能产生近代科学技术”(即李约瑟问题),作为宣传“中国传统文化落后论”的论据,并强加万劫不复的“遗传基因”之说。如董小英写道:中国人“思维还没有蜕掉原始思维的老皮,因此很难……抽象出具有实效的理论。思维的遗传基因使中国古代文明成为建立在经验基础上的技术。”,江苏大学马克思主义与思想教育学科带头人钱兆华著文“中国传统文化:一只中看不中用的花瓶?”,断言:“中国文化传统、文化模式或文化基因”是“我们落后于西方发达国家的文化原因”。天可怜见!在中国传统文化产生了辉煌的中国古代科学技术之后,还要指责它未能产生近代科学技术。正如一头牛已经生了牛犊,还要指责它不能再生一个马驹一样。从阴阳相对、互补的观点观察,这种看法和要求本身就近乎荒谬。盲目追随西方“地震不能预测论”,贻误唐山、汶川地震“科学家”们,其文化思想渊源亦实在于此。

中国和西方的思维方式各占一偏,中西文化互有短长,不可替代,曾经各领风骚千百年。中西文化的优势互补,中西科学体系的优势互补,是解决当代世界性科学技术难题的一条出路。这一观点似可为“李约瑟问题”提供一种较为合理的解答。

如果历史地、全面地、辩证地对中国和世界的科学发展史加以观察,李约瑟问题的合理解答,需要依次回答下述三个相互联系的问题,而不是陷于一个孤立的“为什么近代科学没有在中国萌芽”问题而不能自拔:

① 为什么 15 世纪以前,中国古代科学技术曾遥遥领先西欧?(或:为什么 15 世纪以前,西欧的古代科学技术远远落后于中国?)

② 为什么近代科学没有在中国萌芽(即李约瑟问题,或:为什么近代科学仅仅在西欧萌芽?)

③ 中国传统文化对当代(或称后现代)中国科学技术自主创新,有无重大的积极作用?有何依据?

中华民族复兴的首要条件是民族文化的自觉,即中华文化复兴,正如西方近代文明的发展需要文艺复兴一样。目前要想解决当代任何一个世界性难题,西方文化单枪独马,早已力不从心,现在需要的是中国人独立自主的中西文化互补的自觉。但是,中国传统文化已被国人弃如敝屣,沦于边缘。令人欣慰的是,近年来,无论政府还是民间,对传统文化的价值都逐渐开始有了一些共识。反观拉萨3.14事件后,西方CNN、BBC及法、德等国主流媒体的偏颇和歪曲事实的报道,激怒了中国青年的事实,暴露出目前西方对中国历史和现实的了解甚少,而主观臆断充斥。在这种历史背景下,中国文化要想与西方文化结合进行自主创新,并得到认可,就不能不自立、自强,经历一个艰难曲折的历史进程。中国地震预测预报研究的历史,就是这一艰难曲折的进程的一个典型实例。

(二) 海城地震预报成功——两种文化观、科学观的第一次碰撞

1975年2月4日海城7.3级强烈地震的及时预报,至今是人类历史上第一次取得显著实效的地震成功预报。有人说:“只能说是一个偶然”,其实绝非偶然,根本原因在于中国地震科技界和政府“两条线”齐心协力,预测、预报、预防“三个环节”的决策完全正确。篇幅所限,下面只能以“坚持科技自主创新,坚持地震预测至今”的突出代表——耿庆国的事例为重点例证,少量兼顾其他。

1.预测

1974年耿庆国在中国地震界力排众议,根据他提出的旱震关系理论,结合有关理论分析,坚持“华北和渤海地区,若在1975年以后发生地震,震级可达7.5-8级左右。”海城地震预报正确,不能忘记旱震关系理论起到战略指导作用的前提。

在此期间,耿庆国根据地球岩石圈与大气圈相互作用的观点,还提出了“短期临震气象要素五项指标异常”的预测技术方法。

2.预报

由于得到当时主持北京市科技局工作的白介夫和主持国家地震局工作的胡克实的积极支持和帮助,主持中国科学院常务工作的国务院秘书长周荣鑫认真听取了耿庆国的汇报,并予以高度重视。

在国务院领导的支持下,国务院下发1974年69号文件,把是否发生强震的三种意见,都向下传达,“立足于有,有备无患”,从而向有关7省、市、区发出了正确的地震中期预报。

3.预防 1974年国务院69号文件为创造“海城奇迹”的辽宁省委和海城县委(以及后来在唐山地震中创造“青龙奇迹”的县委书记冉广歧),提供了“上方宝剑”。他们从人民的利益出发,勇于承担风险,“专群结合,土洋结合”进行了有效的短期和临震地震预报,及时采取紧急措施,疏散了群众。

如果不采取预防措施,海城地震死亡人数可能达十万,实际死亡千余人。

(三) 唐山地震漏报教训——两种文化观、科学观的第二次碰撞

钱学森非常敬重的傅承义院士,在为1993年出版的《中国地震预报概论》作序时秉笔直书:提出“唐山地震漏报教训”的历史结论。本文不拟具体展开,仅引用公开出版物的个别资料,从文化观、科学观的角度略作说明。

1. 唐山地震预测上报梗阻

唐山地震漏报的历史背景:1976年1月周恩来总理不幸逝世;三个月后,周荣鑫秘书长在“批邓反击右倾翻案风”中被四人帮迫害致死。持无震观点的人掌握了中国地震局关键岗位的决策权。5月召开震情讨论会,有人公开提出:“69号文件预报期限已到,到6月若不发震,就下通知撤消此文件。”

1976年7月14日耿庆国所在的北京市地震队发出《工作简报》,根据7大异常(地形变、水氡、地电、地磁、地下水位、地震活动、气象异常等),提出“用临震的姿态密切注视京区的地震动向”,报请国家地震局分析预报室立即安排时间听取详细汇报。7月23日耿庆国发现北京地区日平均气压突破了历史最低值,短期临震气象要素五项指标异常已全部出现,在北京市地震队内提出:大震迫在眉睫,预计地震可能发生在7月29日以前发生。

为什么直到7月26日,即拖延12天之后,国家地震局分析预报室负责华北震情的梅副主任方才安排无权决策的京津组组长汪成民等听取汇报,而其本人拒不参加。她说:“他搞他的群测群防,我们搞我们的分析预报。”两种科学观、文化观的水火难容之势,一语道破,一目了然。

2.唐山地震漏报无预防

汪成民综合有关单位,特别是北京市地震队的震情告急意见,在1976年7月27日(星期二)向国家地震局领导汇报提出:“异常是真实可信的,情况是严重的,要求紧急动员起来。密切注视情况的发展,请领导决策。”国家地震局查副局长拍板:“目前事情很忙,下星期召开一次会研究一下。” 次日,唐山地震死亡24万人。

3. 被隐瞒的青龙奇迹

由于国家地震局领导不准汪成民在大会发言,他争取到在晚间召开小会以个人名义讲一些情况。距离唐山115公里的青龙县由此得到临震预报,及时采取预防措施,全县47万人,无一死亡,1996年被联合国誉为“青龙奇迹”的防灾减灾的典型。

粉碎四人帮后,百废待兴。在党中央还来不及深入了解的情况下,国家地震局有关负责人文过饰非,欺上压下,上上下下统一了口径:唐山地震前没什么情况,这是科学上无法解决的问题。不但未能拨乱反正,反而是非颠倒,把坚决执行周总理方针政策,创造“青龙奇迹”的有功之臣汪成民打成“审查对象”,妻子被迫离婚;耿庆国被调离预报岗位;群测群防队伍被解散。是非颠倒32年,酿成新的大祸。

汪成民说:“为什么不能把以我个人透露情况的方式,改变成为以地震局的名义向党中央,向京津唐地区直接通告呢?假如能做到这一步,唐山就成了第二个海城,甚至比海城取得更明显的预报效果。”陈腐的“西方文化中心论”是会害死人的。信哉!

(四) “不屑一顾”的汶川地震预测——两种文化观、科学观的第三次碰撞

1.预测

翁文波生前在“中国地球物理学会”下设“天灾预测委员会”。耿庆国作为该委员会的常务副主任,自2005年12月8日以来,再三向国家地震局提出四川阿坝等地区可能发生7.0-7.6级强震的紧急建议,并再三提出加强短临预报监测的建议。2008年4月27日该委员会在耿庆国主持下做出:“未来一年内即2008年5月至2009年4月,仍应注意兰州以南至川甘青交界地区可能发生6-7级地震”的预测(文字报告4月30日报中国地震局等)。

2008年4月27日上午,中国地震局某首席预报员到会当面听取了耿庆国提出的:“阿坝地区7级以上地震的危险点在2008年5月8日(前后10天以内)”的个人预测意见,并看了耿庆国有关磁暴资料。可惜这位退休的地震科学家的话,没有起到应有的作用。

唐山地震后,中西文化优势互补的地震预测技术虽有重要发展(例如,耿庆国提出的地震空间和时间域信息的强震活动有序性共轭耦合方法,耿庆国发展的强磁暴组合法;任振球提出的引潮力共振异常迭加的触发作用等),但汶川地震预测水平整体上已不如唐山地震。主要原因:① 耿庆国等多已退休,原来的预测团队已不存在,预测意见决策者置之不理;② 无研究课题,无资料,无资金,靠退休费维持;③ 力量分散,多种理论方法互参互校的综合优势,已难以发挥。

2.预报 如果国家地震局对两种不同学术观点一视同仁,重视耿庆国等自2005年以来再三强调的对阿坝等地区加强短临预报监测的意见,提供一定课题、经费支持和必要的气象、天文资料,而不是不屑一顾,在汶川地震前向当地打一个招呼,减少生命和财产损失应该是可能的。可惜汶川地震再次漏报,又见四十余万人伤亡。

四. 几点思考

(一) 海城地震后,中国地震预测预报水平领先世界

1. 中华民族对世界人民防御重大自然灾害的一个巨大贡献

地震预测预报问题极端复杂。1974年国务院69号文件的估计:“目前地震预测预报的科学技术水平还不高”,至今仍未根本改变。坚持中西文化优势互补和自主创新42年,中国的地震预测预报的科学技术水平有了巨大的进步,但是,距离根本解决这一全球性的科学难题“知彼知己,百战不殆”还有很长的路要走。但是,总结海城、唐山、汶川地震三次大较量的经验教训,如果坚持执行周总理制定的地震预报方针政策,70%-80%以上的可信度应该是可以争取到的。否则,不要说领先世界,惨祸重演恐亦在所难免。

西方人往往看不起中国人:“你们有什么思想和科学技术成果,值得我们学习?”我们不能老拿老祖宗的“四大发明”说事。实践表明:经过42年实践检验的“强震预测、预报和预防的综合性理论、方法和实践”,可能是21世纪中华民族对世界人民防御重大自然灾害的一个巨大贡献。依笔者拙见,如果继续努力,扩大战果,在人类历史上当可与“四大发明”比美。

2.应用钱学森提出的“从定性到定量综合集成研讨厅体系”的组织形式

建议应用人机结合、以人为主“从定性到定量综合集成研讨厅体系”的组织形式,将上述多种地震预测预报理论和方法加以组合应用,互参互校;从而充分发挥理论方法、专家群体经验、数据资料与计算机技术的综合集成优势,提高预测、预报和预防水平。

3. 关键在于加强党中央和国务院对地震工作的领导

关键在于加强党中央和国务院对地震工作的领导,发挥社会主义优越性,集中力量办大事。这个问题在学术界恐怕永远说不清楚,只能依靠党中央和国务院的坚强的统一领导,依靠“强震预测、预报和预防的综合性研究”的深入研究和实践检验。一旦下一个强震公开检验成功,正如海城地震一样,西方是会信服的。这是在中国文化主导下中西文化优势互补的科学技术创新,得到国内外承认的必由之路。

(二)必须突破当代中国科学技术自主创新中的一个悖论——超越权威,方属原始创新;创新立项,必经“权威”审定

据报道:2005年中国科技投入占世界第三,而“世界经济论坛(达沃斯)发表的全球技术竞争力,中国排名第64位。”世界“四大发明”古国,如今竟然罕见原始性科技创新,创新能力中等偏下。

问题的症结在于中国科技创新体制的悖论:凡属原始性科学技术创新,必然突破现有西方科学技术理论、方法的传统;但是,在中国当前居主导地位(似可以中国地震界最为典型)的多数科学家和技术专家所熟悉的,据以安身立命的,某些人赖以获取与保有终身既得利益的,正是这些理论、方法。这些人对于发挥中国传统文化的优势、中西文化互补的、非主流的原始性科技创新,既不熟悉,也不甚理解,有些人甚至不屑一顾。但是,在我国现行科技体制下,科研课题立项、评审的生杀予夺之权,却完全掌握在这些人手里。这是一个死循环,必须打破!

任何对党中央强调科学技术自主创新的怀疑、悲观论调,其实都是站不住脚的。改革开放前后,在学习西方先进科学技术的基础上,发挥中国传统文化优势的原始性科学技术创新(如地震预测理论和方法),实已层出不穷。只是在僵化的科技体制下,除个别(如吴文俊的数学机械化)成果,在特定机遇下“出口转内销”首先得到国际人工智能界承认,随后国内数学界承认外,多遭扼杀,消磨至今。

更有甚者,何祚庥、方舟子等所谓“反伪科学”至少有两个特点:一是宣布某某是伪科学,不需提供任何真凭实据;二是不准公开答辩。他们有在电视、报纸宣布某某是伪科学的自由,而答辩的文章不仅有关的报纸不登,其余报刊也基本拒绝刊载。2008.5.28.中国青年报发表方舟子文“地震预测的梦想与现实”,翁文波、耿庆国、任振球、徐道一等的地震预测科技自主创新:“可公度法”、“旱震关系”、“耦合理论”、“太极序列”等,再次被方舟子说成“伪科学”、“闭门造车”、“蒙”,“就像猪冲向满槽的猪食”,“欺世盗名的骗子”。是非颠倒,误导青年。在胡锦涛总书记强调地震等自然灾害预测预报关系经济社会发展全局之后,应该说已经到了给予这些自主创新者在报刊、电视上平等地公开答辩的权利时候了。当否,敬请中国青年报等三思。

(三) 几点建议

1. 在奥运会后的适当时机,在有关媒体上开展“地震能否预测”的平等讨论

在有关媒体上开展“地震能不能预测”的平等讨论,可以看作是1978年真理标准大讨论在中国科学技术界的继续和深入。

检验“地震能不能预测”的标准,到底是中国人民42年的社会实践,还是西方近代科学的狭隘定义?打破狭隘的西方近代科学主义的束缚,在科学技术界实行百花齐放百家争鸣,这是深入贯彻科学发展观的必要前提。

建议在讨论中不追究个人责任,以总结经验教训为主,实行团结-批评-团结的方针。

2. 对照“青龙奇迹”,重申周总理制定的有关地震工作的方针政策的基本精神

建议联系当前实际,重申周总理制定的有关地震工作的方针政策的基本精神,并联系当前实际有所发展。在中国地震界开展学习、讨论,对于有中国特色的科技体制改革问题,干部思想路线问题,以人为本的态度问题,两种科学观和方法论问题,对退休科学家的政策问题等等,可望认识上有所提高。

以此为突破口,当代中国科技自主创新的体制、政策和方法问题,可望出现较大进展。

3.试行“两条腿走路”的政策

建议在科技体制上试行“两条腿走路”的政策。即在国务院科技领导小组的领导下,在科技部设立一个专管以中西文化互补为特点的科学技术自主创新的机构(聘请坚持发挥中国传统文化的优势、中西文化互补的、非主流的原始性科技创新研究二十年的“天地生人学术讲座”组织人,作为专家组的基础。不要像前几年“中国民间科学研究”课题那样“挂羊头买狗肉”,换汤不换药了!),每年拨出少量科研经费(国家逐年增加科技投入的一部分,例如占当年国家科研经费投入的1~3%)搞几年试点,对坚持中西文化互补的、处于边缘地位的、已有相当基础的科技创新(如耿庆国、任振球、汪成民、黄相宁、杜乐天、禇德萤、王迪兴、徐业林、赵少奎等所从事的科学技术自主创新研究)(初步了解请参阅拙文:“科技自主创新与中西文化互补之我见”《中国工程科学》2005年第4期,笔者在中华文化复兴研究院等举办的“首届中华文化与21世纪新文明国际研讨会”的报告“当代中国年科学技术自主创新16项个案简介及其中华文化重要作用概观”等;进一步了解请参阅“天地生人学术讲座”有关简报、快讯、新闻报道、学术报告等),加以必要的扶植,在实践中加以比较,鉴别是非真伪。以三年为期,国家检验初步成效。

(李世煇,中国科学院工程地质力学重点实验室客座研究员)

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