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预测地震失误至309人丧生,专家被判刑,学术圈哗然!10年后,美国科学家将再次挑战该领域

 华笺流香 2021-04-01

地震是自然灾难之首,造成的人员伤亡和财物损失,在所有的自然灾难位列第一,是目前为止人类无法防御的自然灾难。

其强大的破坏力来自于直接的毁伤能力,以及随后发生的次生灾难。1976年7月28日唐山发生7.8级地震,是中华人民共和国成立以来,死亡人数最多的地震,死亡人数24万人之多。2008年,汶川的8.0级大地震,是建国后烈度最大的地震。

             

甚至,远离人口稠密地区发生的地震,也会因为引起其他的物理效应,而对人类造成巨大的灾难。

2011年3月,日本东北部的太平洋海域海底发生9.0级的强烈地震,引起了23米高的海啸。即使政府已经提供了几十分钟的海啸预警,死亡人数仍达16,000多人,引起的经济损失更高达2300亿美元,成为有史以来地震引起的最大经济损失。

             

面对这样的灾难,人类唯一的选择是逃避,而逃避的前提是要做出事先的预警和预告。

》地震预测到底是太难还是彻底无解?

如果不考虑地下核试验等爆炸引起的地震,或者是巨型陨石撞击在地壳上引起的地震,引起重大地质灾害的地震原因已经是公认:地壳板块之间的相互错动。

地壳是固体,并非流体,不需要圣维南方程、纳维斯托克方程描述,理论上不存在无解析解的问题。

唐山大地震发生前,已经有了相当多的预兆。用来测量地层电阻值的电阻仪剧烈的波动,大量的动物出现异象,猫叫狗吠不肯归家,老鼠满街窜,蛤蟆到处爬。但是,所有这些异象并没有引起重视,所以重大的灾难已经无法避免。

             

1975年海城发生7.3级地震,虽然地震位于人口稠密的地区,但是由于采取了提前预测的措施,避免了最大的人员伤亡和财产损失。这也是世界上最成功的地震预测。海城2月4日发生地震,2月6日即恢复供水,2月7日全面恢复供电,死亡人数只有2000多人。

通过海城大地震的预测成功,我们可以发现这样一个事实:人类现代社会具有强大的灾后恢复能力。而所有大地震恢复缓慢的原因都在于,为了拯救被深埋在废墟下的生命,需要花大量的时间和精力去搜救。

             

由此可见,地震的成功预测对于保护人类生命和财产安全,以及灾后的恢复是多么的重要。

》也有预测失败的例子,导致生命与财产损失,科学家为此被判刑。

2009年3月31号,3名地震学家、1名火山学家、2名工程师以及1名政府公务员,向意大利重大风险委员会(major risks commission)提交了一份报告,该报告指出,意大利小镇阿奎拉 (L'Aquila)近期没有发生重大地震的风险。但是,同年4月6日凌晨,阿奎拉镇发生了6.5级地震,导致309名居民丧生。

             

经过了长达3年的诉讼,2012年10月22号,6名意大利科学家和1名政府官员被判6年有期徒刑。

这一判决,引起了整个科学圈的哗然,因为如此的判决,会让科学家们对科学预测噤若寒蝉。本质上说,科学家们应该分享知识和构架在这些知识上的科学预言,并且坦然的承认无知的部分,而不必担心预言一旦不成立,会被追究刑事责任。

             

意大利是伽利略的祖国,而伽利略在文艺复兴时所遭遇的所有不公平待遇,让人记忆犹新。当6名科学家和1名政府官员站在被告席上的时候,科学圈很难不把伽利略被宗教裁判所逮捕的情形与此相关联。所以,这个判决发生以后,在整个科学圈的余波不断。

但是,仍然有勇敢的科学家,愿意为地震预测冒所有的风险,包括刑事诉讼。

》美国阿拉莫斯国家实验室的地震专家保罗强森(Paul johnson),决定在人工智能AI的帮助下,从数学构架与实验室模型两方面突破地震预报问题。

             

强森团队的工作人员,使用丙烯酸塑料块模拟小型的地壳与断层。通过在实验室中制造塑料块之间的错动与滑动,模拟大自然中的地震。

模拟的方法如下:把塑料块压紧,塑料块就代表不同的地质板块,塑料块之间接触的缝隙就代表断层。不断的施加剪应力,直到塑料块之间突然产生滑动。

实验形成的大量数据,经过AI整理,找出活动的规律性与共性。

2019年,保罗强森团队已经可以把部分的学术成果转化为实际预测操作。

》如果对某一个事件做出多次判断,事先预测只命中部分结果。唯一的原因,是在N个充分必要条件里,只找到了M个,然而m小于n。

从过去的地震预报的成功经验来看,地震的发生绝对不是没有规律可循的,只是有些隐秘的条件还没有被发现。

希尔伯特对于公理化原则有一个划分,一个理论要做出正确的推理,需要一系列的前提,也可以称为预设条件!而且这些预设条件之间也必须满足独立性、相容性和完备性。

             

地震预测现在面临的问题在于,地震发生的前提条件的完备性。一旦找到地震发生的所有前提条件,地震是可以被成功预测的。

但是,在此之前,需要整个社会给科学家以足够的包容和理解。

对待科学应该如同对待爱情!爱科学,就要爱科学的一切,包括科学的失误。

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