地震预报的科学争议

1997年3月，美国Science杂志上发表了一篇论文《地震不能预报》（Earthquakes cannot be predicted），文章对地震预报的极端悲观在地震学界激起了巨大的争议，其通讯作者日本东京大学地球物理学家盖勒（Robert J. Geller）教授也立即成为了一个“地震不能预报”的旗帜性人物。

几个月后，Science发表了两位学者对此文的批判以及盖勒等人针锋相对的反驳。1999年，争论发起人英国爱丁堡大学地质与地球物理系教授梅恩（Ian Main）在英国Nature杂志的网站上发起了一场历时两个月的专题辩论，探讨“单个地震的准确、可靠的预报是否是一个现实的科学目标；如果不是，我们在试图达到地震发生过程的可预测性中还应该走多远”。各国学者发表了自己的看法，而盖勒则舌战群儒，陆续提交了多篇文章。这场辩论对后来很长时间的地震预测研究都产生了深远影响。

在《地震不能预报》一文中，盖勒等人首先规范了“地震预报”的要求，即能够明确给出地震的时间、地点和震级。他同时强调，地震预报必须非常可靠、精确，以减少因预报错误而造成的各方面的损失。在随后的文章中，盖勒将他所指的“预报”限定为“对即将来临的大地震的报警……也就是说，对地震风险的长期预测，或对余震可能性的统计性预测，均不能分类为预报”。

盖勒等人在这篇文章中提出一个重要观点，即认为地球处在一种自组织临界（SOC）状态，任何小地震都有可能发展成为一次大地震。

实际上关于地震是否能够预报，在盖勒等人的文章之前已经有了几十年的争论，而地震的SOC模型在20世纪90年代之前便有人提出，并据此提出地震不可预报的观点。

“自组织，不临界”状态

但是，对于地球到底是否处于自组织临界状态，地震学界的观点并不统一。中国地震局地球物理研究所所长吴忠良介绍，地震活动的能量-频度关系是地震活动的SOC模型中最重要的（从某种意义上说也许是唯一的）观测证据。盖勒在他的文章中提出，他的观点所倚靠的观测事实，是除特大地震之外，所有地震都具有尺度不变性。

而美国加利福尼亚大学地球物理学与行星物理学研究所的诺波夫（Leon Knopoff）教授则早就提出，地震具有“自组织，但不临界性”（SO but not C）的特点，尤其是考虑到余震，地震的震级-频度关系是具有特征尺度的，而不是像 SOC模型所建议的具有“尺度不变性”。

而且吴忠良表示，“即使地震活动的SOC模型是成立的，得出‘地震预测不可能’的结论也显得过于仓促和简单化。”因为地震的SOC模型的着眼点，并不是某一次地震，而是由很多地震构成的地震群体；地震的SOC模型的重点，也并不是阐明一个具体的地震动力学和运动学，而是试图说明那些与具体的运动学和动力学关系很小的、带有普遍性的规律。

吴忠良在文章中指出，“中长期”预测和“短临”预报所对应的机制，或者在这两个时间尺度上起决定性作用的地质-物理过程，几乎是完全不同的。地震活动的 SOC 模型对应的是“中长期”的、大范围的、“大”地震的情况。“至于每一个地震是如何孕育和发生的，我们有更‘好’的模型。”吴忠良表示，“尽管‘短临’预报是否可能也同样是一个可以讨论的问题，但是由地震的 SOC模型却无法直接得出‘短临’预报不可能的结论。”

从20世纪60年代开始进行大规模的地震预测研究以来，吴忠良指出，对地震预测研究持否定意见的人，其否定的主要依据都是地震预测“太难”，而以SOC模型尝试从物理学的角度探讨地震预测的问题，无论结论如何，都是一个新的思路。一方面，SOC模型使人们认识到，某些看上去过于简单的地震模型可能具有重要的实际意义；另一方面它也提示人们，不应该把搜寻前兆信息的视野局限在传统地震学研究中所说的“震源区”的狭小范围内，这是地震预测研究中一个重要的、基本思路上的进展。