国际的主流认知：地震是可以预测预报的 —— 对梅世蓉《国外科学家坦言：地震无法预测》一文的驳论


本文基于近年来的国际地震预测预报的研究进展状况以及国际的主流认知，反驳梅世蓉《国外科学家坦言：地震无法预测》一文中所宣传的“地震不可测报”、“地震前兆都不可靠”、“按照地震过程的物理实质，准确预报是不可能的”等观点。作为非地震专业人士，似乎没必要也没可能从专业细节的角度来提出驳论，但在浏览了一些较为广泛和可靠翔实的资料之后，我们发现，梅世蓉教授的文章的出发点和大方向完全搞错，在基本事实方面更是南辕北辙。


一、“地震不可测报”并非国际地震学界的主流声音

四川汶川大地震发生后，有关地震到底能否预测预报的话题在网上引起了激烈争论。主张不可预测预报的一派贴出了署名“梅世蓉”的文章 ——《国外科学家坦言：地震无法预测？》，该文集中述评了国际上“不可预测派”的代表人物罗伯特•盖勒（Robert J. Geller，日本东京大学地球物理学家）等人在 1997年提出的“不可预测论”，造成印象，国际上的主流认知仅此一家别无分店、且延续至今没有任何改变。汶川地震后，中国的地震专家们跑出来发话，众口一词，几乎全是“梅派”的腔调（不至引起歧义的话，不妨把国内与梅世蓉教授持同样“不可知”观点的一派称作“梅派”好了）；他们反复告诉媒体和民众：“地震是世界难题”，“预测预报是不可能的”。这一来，给世人的印象，似乎主张地震可以测报的一派，就成了一帮跳到学术殿堂门前跺脚起哄的角色，既没学术、又不懂国际主流，纯粹是在挑刺，找专家学者的茬。

国际地震学界真的象“梅派”反复鼓噪的那样，是清一色地震不可测报这一种声音吗？这是问题的关键。好办。我们只须回顾一下，在汶川大地震发生之前，学者那个时候在说什么和怎么说；那个时候的学者，是否是和现在冒出来的梅派说的一样，即认为在国际上确乎只存在一种声音，国际的主流认知确乎公认地震不可测报、确乎不存在其他声音和其他的学派呢？作为门外汉我们不妨做点尝试，这里介绍现成的一例。

汶川大地震发生前的 2年零 10个月，也就是 2005 年3 月，吴忠良，这位中国地震学会副理事长、国家地震局地球物理研究所所长和预测预报研究所兼职副所长（梅世蓉曾任该所的第一任所长）在《中国地震》第 21 卷 第 1 期上（与其学生共同）发表了一篇综述文章 ——《近期国际地震预测预报研究进展的几个侧面》。吴教授和梅教授地地道道同行加同事，也同为地震界的重量级人物，那么，他（她）们二人都是如何论说的呢？


二、国际主流近年发生““很大的转折” —— 从不可测报到地震预报是可能和可行的

梅世蓉的那篇，通篇只讲“地震不可测报派”的观点：【 Kogan, Geller, Jackson三位教授联名在 Science 发表了“地震无法预测”的论文。该文指出，在通过对地震预测进行了近 30 年的苦心研究以及对各地进行的地震预测考察之后，得出的结论是：地震是无法预测的，应该打消可能会在几小时、几天或几个月之前预测到地震的希望。从事这方面的研究工作是一项毫无希望的工作。】

吴忠良开宗明义：【 1997 年，《科学》杂志发表《地震不能预报》一文（Geller 等，1997），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”。 7 年后，2004 年，《自然》杂志刊登的《思路的剧变》（Cyranoski，2004）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。】

已然被梅世蓉宣布为“毫无希望”的地震预报，在吴忠良那里却说认知发生了“很大的转折”。什么转折呢？吴忠良说：【几年前，很多科学家认为，对地震来说，预报和预测都是不可能的，而现在，主流观点认为预报还是可能的，但预测非常困难。这是一个不小的转变。】指出：Geller 关于地震预报的评论【过于极端，…… 很多专家目前认为预测是成问题的，但预报却是可行的。Jackson 就是其中的一位。Jackson 不但认为预报是可行的，而且做了很多预报的尝试。】


三、我对 Gibson的“预测”“预报”定义的看法

“预报却是可行的”是何意思？吴忠良说：【需要明确的一个问题是，英语语境中的 forecasting 和 prediction 具有与汉语语境中完全不同的含义（D. D. Jackson, 2004）。按照亚洲地震委员会（ASC）前副主席 G. Gibson 的说法（2004, 大陆地震国际会议，北京），forecasting 说的是 something would happen (probably)，而 prediction 说的是 something will happen (definitely)。】

这里说一下我对 Gibson 所下定义的看法。在统计检测与预测理论中，预测并不是如 Gibson 给出的那个意思，并非指什么确定性（definitely）的东西；相反地，就预测本身来说，它是一个从材料到手段到结果都充满着或然性的统计数理解析过程，这与英语语境毫无关系。预测和预报是一件事情的相互连带的两个过程；预测（prediction）要解决的，是统计判决和统计检验，而预报（forecasting）要解决的，是如何恰当和适时地发布由预测过程获得的三要素信息（通常指时间、地点和幅(强)度）。由于只可能依据于有限的样本，当样本集发生变动的时候，预测（因而预报）的结果通常也跟着变动，这就注定了预测预报在本质上都是或然性（probably 或 probalistically）而非确定性的（definitely）东西，这些是预测理论的常识。

例如，在灾害预报中要对海浪队列进行峰值预测。通常的做法，是使用信号的一个概率分布（海浪一般是三角或泊松分布），设定一个最优准则（如纽曼皮尔逊准则），来对随机样本做出统计判决。前面说过，判决的结果会随着样本集合的变动而变动，这就需要关统计检验这一关，最终才能在“概率为多少多少的意义上”（数学上常说的“依概率收敛”）得出海浪超跃某些阈值的三要素，这样一个过程，就是预测。

如果发现海浪有可能超跃到警戒水位之上，就需发布警戒预报；否则无须涉及预报的问题。由于发布的各个要素都具有或然性，则预报本身必然也充满着或然性（即 Gibson 所谓“would happen (probably)”）；这种或然性是由预测带来的，怎么能反过来说作为资料来源的预测，反倒是确定性的（definitely）呢？我对 Gibson 的定义表示存疑。地震预测预报作为统计检测估计理论的一个应用分支，我相信道理是一样一样的。

上面对于预测和预报意义的辨析自然引伸出结论，即吴教授说的“主流观点认为预报还是可能的”，就等于在说“预测还是可能的”，这样一来，说“预测非常困难”也是难能成立的。我们长篇大论要论证的就是这一点，这不是抠字眼。此外，预报本身也有它区别于预测的学问，如涉及到灾害对于经济和社会的冲击和损失评估（impact and hazard assessment）什么的。

问题很简单了：如果吴忠良教授所述属实，则近年来（2004年以来）的国际地震界，主流认知已经发生了“很大的转折”，即从地震不可测报转变到了测报是可行的。从文章发表的年份（近3年前）、定位（综述）和缘起（2004 年北京地震预报发展战略研讨会上的主题报告）这些特征看，我们相信，吴忠良的文章没法不真实。而梅世蓉竟然拿出“Kogan、Geller和Jackson三位教授联名”这件事，就说他们代表了整个国际地震学界，把该派的过时观点夸大为“国外科学家”都如是说、都“坦言”“从事这方面的研究工作（指地震测报）是一项毫无希望的工作”，梅教授这么说，显然是在有意误导政府和媒体，是在继续愚弄广大民众。


四、梅世蓉说“总结的地震前兆都不可靠”和对前兆缺乏严格论证是信口开河

梅文为了否定前兆观测对于地震预测预报的重大意义，说什么：【截至目前各国报道的地震前兆现象基本上是回顾性的，缺乏严格的论证，没有证明它们是前兆，而是与地震无关的环境因素。】

对“地震前兆现象”肯定要进行后验性的回顾，这是不可或缺的；但是除了后验，地震界就没作任何（甚至是大量）的先验性工作了吗？就没有基于前兆作出过预报吗？就没有对前兆进行过基于物理本质和统计检测的严格分析论证吗？

从吴忠良的综述可以看到，梅世蓉是在信口开河。吴文中提到 Kagan 在 1996年前后提出的“在考虑地震前兆的效能时进行必要的统计检验，应该是一个值得重视的观点”，这表明了国际学界对于通过使用高新技术手段、辅以有效的数理分析方法来对前兆作出严格的基础论证、并将前兆与地震进行有效关联的重要性，有着明晰的认识，这一思路在后来的研究和预报实践中受到很大的重视。

吴文举证说，即使不可预测派的 Kagan 和 Jackson等人也在 2000年和 2002年做着许多预报方面的尝试。Rundle和 Tiampo 等人分别在 2000年到 2003年间，把统计物理方法应用于地震活动性图像的分析，宣称对加州的地震做出比较好的预测。Wyss 等人受实验室实验的启发，提出地震活动的“平静和活化图像”可用来进行地震危险性的估计，在 1998年到 2002年分别在堪查加等地进行了预测方法的试验。Crampin的小组在近年来在应力监测方面利用 S 波分裂甚至报道说他们“成功地进行了冰岛一次地震的‘应力预测’”。

吴忠良说：【一般认为国际同行只关注机理研究，而不大关注实际地震预测预报。事实上，近年来在地震前兆的事后检验和实际地震预测预报方面，国际同行也做了很多工作。Harris 在 1998 年讨论了对 1989 年 Loma Prieta 地震的一些“预测”，指出这一地震的发生是“预料之中”的。Biagi 等在 2000 年讨论了 20 世纪 90 年代的 5 次 M > 615 的堪察加地震，观测台站在地震震中的250公里范围内。对 Keilis-Borok 小组的M8 算法的实际检验，给出正面的结果。Rastogi 和 Mandal 在 1999 年讨论了 1993～1996 年期间的 5 次 Koyna 地震的前兆，这些地震的震级为 413～514。Koyna 是印度一个著名的诱发地震区，印度同行宣称这里有可能实现短期地震预测。Gupta 和 Liu 分别研究了 1994～1999 年期间的一系列台湾地震，包括 1999 年的集集大地震，讨论这些地震之前的电离层变化。类似的工作还有很多（例如，胜俣和笠原在 1999 年；Eftaxias 等在 2001 年和 2002 年；胜俣等在 2002 年；黄和長尾在 2002年；Melbourne 和 Webb 在 2002 年；Richon 等在 2003 年；Karakaisis 在 2003 年；陈在 2003年；廖等人在2003年）。】

Seher 和 Main 也在做预测预报的基础性研究。日本的上田诚利用自己的影响一直在支持电磁地震前兆的研究。2001 年印度古吉拉特地震后，Singh 等探索通过从卫星遥感信息中提取出的海面的 Latent Heat Flux 的变化来研究前兆与地震之间的关系，等。日本的金森（Kanamori）在2003年系统评述了地震预测预报研究的进展。同年 Vere-Jones 和 Ogata 对于地震预测预报中所涉及的统计学原理进行了系统的介绍。以上这些例子足以证明，国际学界对于前兆的研究和严格的基础论证，一直在进行着，在大量进行着，有的并已应用到了地震预报并取得了不同程度的成功。

吴忠良介绍说，检索 SCI 论文中有关地震预测和地震预报主题词，在中国科技信息研究所检索到的结果显示，地震测报研究目前还【称不上是一个 “热”的研究领域，却也在平稳发展。考虑到地震科学方面的工作从开始到发表一般需要 2～3 年的特征时间，1997 年左右的争论，对地震预测预报研究并未产生显著的影响。】

换言之，1997年“地震不可测报派”挑起的论争，未能动摇地震科学家的信念，也没产生出过多消极的影响。吴忠良指出：【近年来，对地震机理和地震的物理本质的思考，一直没有停止。可以说，正是这些对基本物理概念的深入思考，使得地震学家并没有因为争论、失败和困难而丧失信心。】【近年来，对可能的地震前兆一直在进行不断的探索和检验。】有关国际会议、有关研究机构和重点研究项目以及刊物的数量在逐年增加。

梅世蓉也举了例子，她仅举出了日本 1994 年色丹岛地震的一例，就发誓宣布“总结的地震前兆都不可靠”、“缺乏严格的论证”、“没有证明它们是前兆”。姑且不说中国海城、唐山等大量的例子，仅就上述吴忠良教授提供的大量例证，就足以说明，梅世蓉教授是在信口开河。中国在海城地震和唐山地震的年代，也许对于前兆，确实少了点“严格论证”，也许更多的是依靠直觉和惊人的仪器跳差，那也只能说明刚处在起步的阶段，仪器精度、基础理论水平都有待提高。以此为理由一竿子打倒前兆对于预报的极端重要性，说什么“总结的地震前兆都不可靠”和前兆“缺乏严格的论证”，作为中国地震界的泰斗人物，梅世蓉似乎过于霸道、太不讲理，太武断了吧。


五、国际同行早就否定了的观点也能拿来作论据？

还有许多基本观点和事实方面，都印证出梅世蓉说法之不顾事实和随意为己所用。一个更为直接的例子，梅世蓉要从 “地震过程的物理实质”来告诉大家“准确预报是不可能的”，提出了【从地壳处于自组织临界状态来看，准确地预报地震是困难的。】而根据吴忠良的介绍，盖勒等在 1997 年挑起“地震不可测报”这场论争时的根据之一，即地震是一种“自组织临界现象”（SOC）。显然，梅世蓉的说法是从盖勒那里搬运过来的。殊不知，【Knopoff 早就指出，地震具有“SO 但不C”的特点】，即具有自组织特征却非临界；并且，通过对主震加余震的“震级－频度关系”的分析，发现了地震波具有尺度可变性而非自组织临界模型所建议的那种尺度不变性。 Main 提出应用统计物理学的熵的概念来判断地震动力系统是否接近临界状态，这更与自组织概念南辕北辙。Ben-Zion 等人也指出：【地震活动是一种“间歇性临界现象”，而不是自组织临界现象，从而地震的发生具有可预报性】。以上这些都是发生在1999年以来的研究成果。

可见，就地震是否可建模为自组织临界现象的本身，已经遭到了众多国际一流科学家的否定，其意义是，从否定中可得出“地震的发生具有可预报性”的结论（Ben-Zion et al.）。梅世蓉教授作为中国地震界的老前辈，在介绍国外研究动态的时候，何以把众人都否定的观点拿来做自己的挡箭牌和所谓“准确地预报地震是困难的”的论据呢？


六、结语

因为与自己的观点相悖，梅世蓉教授以及众多“梅派”专家对于国际上的真知灼见和主流声音绝口不提，反向误导，顽固地坚持自己“地震不可测报”的错误认识。这种以偏概全的偏执的治学态度，对于后学和有兴趣的读者来说，是否是一种不负责任呢？对政府、媒体和民众，是否是一种误导呢？对于在地震中罹难的无数中国人，又情何以堪？



铃兰台
2008/05/20