本文发表在 rolia.net 枫下论坛关于地震的预测，Charles Richter在1977年作了如下不礼貌的评论，今天看起来仍然相当精辟：“记者们与公众总是对一切有关地震预测的说法趋之若骛，仿佛面对食槽的猪一样……地震预测为业余爱好者、奇思妙想者和单纯想吸引眼球的骗子们提供了一个绝佳的狩猎场”（“Journalists and the general public rush to any suggestion of earthquake prediction like hogs toward a full trough... [prediction] provides a happy hunting ground for amateurs, cranks, and outright publicity-seeking fakers”）。有趣的是，作此评论的人的至今依然在每一篇有关地震的新闻中出场——在提到震级的时候。
在上个世纪70年代后期到80年代，严肃的地震预测研究提出了数个可能的统计模型，并在某些情况下获得了一定程度的检验，学界对地震预报的可行性充满了乐观；但到了90年代继续研究这些模型的时候，发现在离开这些模型所研究的区域之外，其显著性就会下降到可信的区间以外（Donald L. Turcotte. Earthquake Prediction. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 1991,19:263-281）。在1997年的Science上，以Robert J. Geller为代表的几名地震学家言辞颇不谨慎地发表了他们悲观的结论：地震是无法预测的（Robert J. Geller et al. Earthquakes Cannot Be Predicted. Science 1997,275(5306):1616）。他们认为，在地壳内部动力状态这一敏感的非线性系统中，一个小的地震是否会层级放大为一个大的破坏性地震取决于完全未知的物理条件。对这一复杂系统的行为预测其偶然远远多于必然。而同样在Science上，另一位地震学家Max Wyss则反驳了Geller等人的观点并以发展的观点对未来的地震预测保持乐观，但他也承认在当前的知识水平上，地震预报是不可行的（Max Wyss. Cannot Earthquakes Be Predicted? Science 1997,278(5337):487）。在这之后1999年，Nature Debate上进行了长达数周的讨论（http: //www.nature.com/nature/debates/earthquake/equake_contents.html，太长了，没仔细看。上面有中国地震局地球物理所Zhongliang Wu的发言，他提出的重新评估不同地震之间的差异与分类似乎比较有价值），参与者的观点各异，不过都对当前的预测能力持保留态度。
对于地震发生过程这一自组织亚临界系统（self-organized criticality, SOC），科学家们是没有办法对地壳内部进行直接的观测和干预的（不像生物实验可以做对照）。地震预测所能仰赖的数据只有观测的物理参数。同时由于地震的突发性，地震学家的研究大多是基于过往地震资料的回溯性案例研究（retrospective case study），在缺乏良好对照的情况下，很多所谓的“前兆”都带有相当强的主观性与后见之明。
短期地震预测的依据大多是地震前兆（earthquake precursor）。小规模的前震（foreshock）被许多学者认为是即将来到的大地震的预兆。约有25%的大地震之前有前震发生，但通常只有主要地震发生之后才能判断是否是前震。地震静息（seismic quiescence）也被用作研究将发生的地震，但这一判断因素只适合于在频繁有区域地震的地区预示暴风雨前的宁静。基于岩石膨胀/应力侵蚀模型（rock dilatancy/stress corrosion），有学者提出纵波传输速度与横波传输速度之比（Vp/Vs）的改变预示地震发生，但这一模型在频繁地震地区以外没有得到证实。异常的电磁场变化被视为最有希望的预兆，但使用这一方法的失败案例比成功预报多得多，主要原因是噪声信号，特别是城市建设产生的噪声信号会干扰有意义的可观测量，而且异常电磁场改变多出现在地震发生前数分钟，这一时间窗口远远不足以进行有效的警报和疏散。
动物的异常活动对于地震的预报作用为许多人所坚信，而Science也以1975年海城地震为例发表过相关的报道（Richard A. Kerr. Quake Prediction by Animals Gaining Respect. Science 1980,208(4445):695-696）。与中国的同行不同，美国的地震学家们似乎对此很有兴趣。一项实验邀请了加州地震多发地区的许多有动物的人的协助。临地震前，没有人打电话报告异状；在一场小地震过后，很多人仿佛恍然大悟，纷纷报告说自己的动物有异变。有人报告发现了一条鲨鱼奇特地表演海豚跳，前所未见；而据它有经验的饲养者解释，这傻鲨鱼大概每周玩这么一把……对于动物行为的研究进展很有限，研究者们发现某些狗对低频声音（出现在余震中）会发出吠叫，但我觉得可能难以区分这是有可疑人物接近还是单纯的春暖花开，而且这种震动是可以用地震仪检测的。每年的三到四月，从寝室到生物楼的路上总是会有大批的蜈蚣出没，自行车一路上都会压死五六条。不过若是我以此为借口回家避难不去实验室的话，老板没准会把我给掐死。老祖宗的经验有时候是有用的，不过得看情况。比如我做数理统计的作业做不出来，我是会去抄同学的答案，而不会去问我爷爷——他不是退休数学教授，虽然算样本均数肯定没问题。
也有比较另类的预测方法，比如网上传得比较火的陕西师范大学某人的论文。文中用以往地震发生年份做矩阵变换推出2008年地震的结论。我记得在某一年的《科幻世界》上看到过使用类似方法的小说。不过作者不够大胆，小说中老教授的预言失败了。我相信任何一个严肃的地震学家都不会把这种“预测”当一回事，用类似的方法完全可以导出任何一年的地震预报。
历史上唯一一次成功的地震预报是1975年的海城地震，Turcotte和 Geller都提到了这一次成功的预报。分析了官方的报告，Turcotte认为可能是一次较大规模的前震不寻常地发生在一个非地震活跃地区起了主要作用；而Geller也提到了前震的预兆，同时也指出，无法排除在众所周知的zz气氛下的一切皆有可能。而在之后的唐山大地震，海城的成功经验没有起到应有的作用。无论如何，汶川的地震之前并没有出现海城一样的理想状况。
于是结论很明显，对这次大地震预报的问题上，整个科学共同体都是无能为力的。虽然提到“国外专家的共识”会让人觉得很不舒服，但作为一个工作在科研第一线的学生，我也很无奈地感觉到国内与国外的在科研水平、氛围和环境的差距。凭现在的我们很难与谁叫板，罔论走在别人前面了。
与生物医学做对比的话地震预测研究确实是相当不幸的。尽管生物学与医学发展了这么久，耗费了这么多纳税人的钱，每年还有那么多人罹患癌症、艾滋病、糖尿病、AD、PD，那么多人死去，却似乎很少有人为此指责生物学家和医生；地震局却因为无法预报地震而被人骂到狗血淋头。有一句很不错的话：无论多么优秀的医生，最终总是要承受高贵的失败。而地震学家就比较惨，他们只能灰溜溜地败北。我也有些同情那些地震局研究所里的研究生们，想想有多少人愿意学地质、地球物理这样缺乏钱途的专业，还有多少人愿意做科研工作，每天挨老板骂，好不容易出去春游放松放松，回来之后哪哪发生地震还要被人骂得像地震都是自己引起的一样。相比之下我们学生物的算是比较幸福了。
我有时不禁会想，科学的失败可能正在于它常常无法提供人们想要去相信的东西吧。更多精彩文章及讨论，请光临枫下论坛 rolia.net
在上个世纪70年代后期到80年代，严肃的地震预测研究提出了数个可能的统计模型，并在某些情况下获得了一定程度的检验，学界对地震预报的可行性充满了乐观；但到了90年代继续研究这些模型的时候，发现在离开这些模型所研究的区域之外，其显著性就会下降到可信的区间以外（Donald L. Turcotte. Earthquake Prediction. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 1991,19:263-281）。在1997年的Science上，以Robert J. Geller为代表的几名地震学家言辞颇不谨慎地发表了他们悲观的结论：地震是无法预测的（Robert J. Geller et al. Earthquakes Cannot Be Predicted. Science 1997,275(5306):1616）。他们认为，在地壳内部动力状态这一敏感的非线性系统中，一个小的地震是否会层级放大为一个大的破坏性地震取决于完全未知的物理条件。对这一复杂系统的行为预测其偶然远远多于必然。而同样在Science上，另一位地震学家Max Wyss则反驳了Geller等人的观点并以发展的观点对未来的地震预测保持乐观，但他也承认在当前的知识水平上，地震预报是不可行的（Max Wyss. Cannot Earthquakes Be Predicted? Science 1997,278(5337):487）。在这之后1999年，Nature Debate上进行了长达数周的讨论（http: //www.nature.com/nature/debates/earthquake/equake_contents.html，太长了，没仔细看。上面有中国地震局地球物理所Zhongliang Wu的发言，他提出的重新评估不同地震之间的差异与分类似乎比较有价值），参与者的观点各异，不过都对当前的预测能力持保留态度。
对于地震发生过程这一自组织亚临界系统（self-organized criticality, SOC），科学家们是没有办法对地壳内部进行直接的观测和干预的（不像生物实验可以做对照）。地震预测所能仰赖的数据只有观测的物理参数。同时由于地震的突发性，地震学家的研究大多是基于过往地震资料的回溯性案例研究（retrospective case study），在缺乏良好对照的情况下，很多所谓的“前兆”都带有相当强的主观性与后见之明。
短期地震预测的依据大多是地震前兆（earthquake precursor）。小规模的前震（foreshock）被许多学者认为是即将来到的大地震的预兆。约有25%的大地震之前有前震发生，但通常只有主要地震发生之后才能判断是否是前震。地震静息（seismic quiescence）也被用作研究将发生的地震，但这一判断因素只适合于在频繁有区域地震的地区预示暴风雨前的宁静。基于岩石膨胀/应力侵蚀模型（rock dilatancy/stress corrosion），有学者提出纵波传输速度与横波传输速度之比（Vp/Vs）的改变预示地震发生，但这一模型在频繁地震地区以外没有得到证实。异常的电磁场变化被视为最有希望的预兆，但使用这一方法的失败案例比成功预报多得多，主要原因是噪声信号，特别是城市建设产生的噪声信号会干扰有意义的可观测量，而且异常电磁场改变多出现在地震发生前数分钟，这一时间窗口远远不足以进行有效的警报和疏散。
动物的异常活动对于地震的预报作用为许多人所坚信，而Science也以1975年海城地震为例发表过相关的报道（Richard A. Kerr. Quake Prediction by Animals Gaining Respect. Science 1980,208(4445):695-696）。与中国的同行不同，美国的地震学家们似乎对此很有兴趣。一项实验邀请了加州地震多发地区的许多有动物的人的协助。临地震前，没有人打电话报告异状；在一场小地震过后，很多人仿佛恍然大悟，纷纷报告说自己的动物有异变。有人报告发现了一条鲨鱼奇特地表演海豚跳，前所未见；而据它有经验的饲养者解释，这傻鲨鱼大概每周玩这么一把……对于动物行为的研究进展很有限，研究者们发现某些狗对低频声音（出现在余震中）会发出吠叫，但我觉得可能难以区分这是有可疑人物接近还是单纯的春暖花开，而且这种震动是可以用地震仪检测的。每年的三到四月，从寝室到生物楼的路上总是会有大批的蜈蚣出没，自行车一路上都会压死五六条。不过若是我以此为借口回家避难不去实验室的话，老板没准会把我给掐死。老祖宗的经验有时候是有用的，不过得看情况。比如我做数理统计的作业做不出来，我是会去抄同学的答案，而不会去问我爷爷——他不是退休数学教授，虽然算样本均数肯定没问题。
也有比较另类的预测方法，比如网上传得比较火的陕西师范大学某人的论文。文中用以往地震发生年份做矩阵变换推出2008年地震的结论。我记得在某一年的《科幻世界》上看到过使用类似方法的小说。不过作者不够大胆，小说中老教授的预言失败了。我相信任何一个严肃的地震学家都不会把这种“预测”当一回事，用类似的方法完全可以导出任何一年的地震预报。
历史上唯一一次成功的地震预报是1975年的海城地震，Turcotte和 Geller都提到了这一次成功的预报。分析了官方的报告，Turcotte认为可能是一次较大规模的前震不寻常地发生在一个非地震活跃地区起了主要作用；而Geller也提到了前震的预兆，同时也指出，无法排除在众所周知的zz气氛下的一切皆有可能。而在之后的唐山大地震，海城的成功经验没有起到应有的作用。无论如何，汶川的地震之前并没有出现海城一样的理想状况。
于是结论很明显，对这次大地震预报的问题上，整个科学共同体都是无能为力的。虽然提到“国外专家的共识”会让人觉得很不舒服，但作为一个工作在科研第一线的学生，我也很无奈地感觉到国内与国外的在科研水平、氛围和环境的差距。凭现在的我们很难与谁叫板，罔论走在别人前面了。
与生物医学做对比的话地震预测研究确实是相当不幸的。尽管生物学与医学发展了这么久，耗费了这么多纳税人的钱，每年还有那么多人罹患癌症、艾滋病、糖尿病、AD、PD，那么多人死去，却似乎很少有人为此指责生物学家和医生；地震局却因为无法预报地震而被人骂到狗血淋头。有一句很不错的话：无论多么优秀的医生，最终总是要承受高贵的失败。而地震学家就比较惨，他们只能灰溜溜地败北。我也有些同情那些地震局研究所里的研究生们，想想有多少人愿意学地质、地球物理这样缺乏钱途的专业，还有多少人愿意做科研工作，每天挨老板骂，好不容易出去春游放松放松，回来之后哪哪发生地震还要被人骂得像地震都是自己引起的一样。相比之下我们学生物的算是比较幸福了。
我有时不禁会想，科学的失败可能正在于它常常无法提供人们想要去相信的东西吧。更多精彩文章及讨论，请光临枫下论坛 rolia.net