摘 要：对于地震物理机理预测预报的世界难题，可按照由表及里逐步逼近的思路，探讨构建地震预测圈层结构的可能性。应逐步建立和完善地震预测体系，以地震数学分析预测方法补充和完善物理预测方法。可应用可公度方法进行我国某地地震趋势探索研究，以获得更多数学预测方法的实证结果。
关键词：地震预测体系；地震预报；数学预测方法；物理预测方法；可公度法
中图分类号：P315.75 文献标识码：A 文章编号：1672－4283(2008)05－0019－05
收稿日期：2008－05－26
基金项目：教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目（04JZD00010）
作者简介：延军平（1956—），男，陕西绥德人，陕西师范大学旅游与环境学院教授，博士生导师。
目前，世界地震物理预报的准确率一般在10%—20%左右。很多年来，地震学家们一直想搞清楚地震的内在机理，建立科学的物理模型，真正从形成机制上认识地震发生的规律，准确预测地震，但可惜目前还没有实现。在不完全清楚地震的物理机理的情况下，认真探索其现象的有关规律，使其更好地服务于人类生存安全，促进区域经济持续发展，保护生态文明建设成就，这也是我们的责任。因此，在地震预测研究方面，我们应该学习我国航天事业建设多学科协作攻关的精神，允许地震数学预测方法的存在，并且积极利用这一种方法，以协助物理预测方法解决目前还不能解决的问题，而没有必要来盲目地排斥它。
一、 关于地震预测
地震趋势、地震预测和地震预报是三个有重大区别的不同概念。地震趋势是学者们研究的内容，一般讨论中长期地震趋势时，即在1—2年或10年左右的宏观地震可能性，其地震三要素（时间、地点、震级）一般不会十分精确，重在给人们以预警信号。地震预测，是地震专业部门根据综合信息提出的中短期（几个月到2年内）地震预测，是地震预报的依据。地震预报，是国家行政管理部门根据地震预测会商结果，依据法律程序向社会公布短临3个月以内地震的三要素，引导人们防震减灾。
地震专家们认为，地震预测预报方法可以分为三种类型，即地震统计法、地震地质法、地震前兆法等。地震物理预测属于地震地质法，地震数学预测应该属于地震统计法的范畴。地震物理预测方法永远是主要方法，也是我们不断追求的目标。
中国科学院政策与管理科学研究所王铮教授认为，我们希望从牛顿方程、麦克斯韦方程，解方程预报出地震来，可是依目前的观察技术水平和理论水平做不到，我们应该学习理论物理学，利用对称性，承认表象模式。科学发现的序列可能是这样的：统计规律—表象模式—机理动力学，这就是从第谷到开普勒再到牛顿的发展路线。这就是地震预测预报的发展的科学观。
什么是机理?数学规律也是机理之一。机理应该包括内在物理机理与外在数学原理两部分，它们是一个问题的两个方面，也可以认为数学原理是物理机理的表现。我们认为，数学预测方法是先找到可能结果，再寻找信息证据；物理预测方法是先监测信息证据，后预测地震结果，二者研究的技术路线是有所区别的。我们应该把二者互相补充结合使用，而不能把二者人为割裂开。见图1。
二、 就事论事的方法
人类对自然规律的认识有一个不断深化的过程，往往是首先从现象开始，如“就事论事”，然后逐步掌握其发生机理。在许多情况下，即使不清楚物理机理也并不影响对客观事物的认识及按这一认识的实践。表象模式的研究方法就属于“就事论事”。关于地震预测预报中涉及的“就事论事”，我们有几点不成熟的认识。
1. 关于“以震报震”
我们认为，以震报震可以包括两种情况：一是根据一个地方历史地震的活动规律，应用数学处理的方法预测未来地震；一是根据一个地方已经出现的较小地震（前震）序列来预测主震或余震。这里讨论的“以震报震”主要是指第一种情况。
（1） 关于太阳黑子活动及对地球环境影响的作用机理目前尚不完全清楚，但我们承认11年等周期的存在，并在寻找太阳黑子成因及其与各种灾害的相关关系，目前一般也是“以黑子报黑子”。
（2） 关于厄尔尼诺现象及其对全球气候变化的影响机理尚不十分清楚，我们仍然在研究它，并寻找与灾害的相关关系，一般也是“以海温报海温”。
（3） 关于全球板块构造及运动机理也不完全清楚，但仍在大量使用和继续研究板块构造理论，包括对地震成因的解释也主要使用板块构造的观点，一般也是“以活动报活动”。
（4） 对气候变暖的机理我们也不完全清楚，但对变暖的事实谁也不会否认，人类不得不积极面对，一般也是“以气温报气候”。
2. 关于“不懂装懂”
不懂装懂，就是在不知道自然成因机理的情况下又不得不对事物做出判断的情况，它是认识事物发展规律的必然过程，也是深入研究的前提，但绝对不是目标。许多假说在不清楚机理、等待成为真说的时候，仍在大量使用，这就是“不懂装懂”。
（1） 目前我们一般承认第四纪北半球存在冰期气候的事实，但是关于冰期气候的成因目前尚不十分清楚，但这并不影响我们应用冰期及气候变化周期的观点来分析许多现象。
（2） 如果任何事物在没有认识清楚机理前就不可以使用，那么有许多现象就可能无法解释了——成油机理也不能说已经十分清楚，但还在不断地根据一些理论找到石油，并没有等待机理的清晰。
（3） 关于传统中医技术的原理也不完全清楚，但中医仍然在发挥它的积极作用，目前还在大搞中西医的结合研究。
（4） 认识自然界的机理是一个逐步的过程，不可能一步到位，一些机理是在不断的否定之否定中完善的。如果全面否定不清楚机理的若干研究，那么至少一些科学研究也就要失去意义。专家们普遍认为，一般而言，我们对许多事物的认识，首先从表面和历史整理开始，逐步深入到机理研究。
3. 关于“白猫黑猫”
白猫黑猫，就是在一定阶段和一定条件下，为了实现既定目标，不管采取什么途径，只要求有积极结果的一种研究或发展战略。在某些自然科学研究中，更需要坚持“白猫黑猫”的思维。
（1） 在自然灾害预测研究中，应该有“不管白猫黑猫，捉住老鼠就是好猫”的胆略和气度，我们完全可以搁置不必要的争议，先做事情，不断去寻找更理想的途径和实践结果。
（2） 在灾害研究与预测中，千万不要重演历史悲剧，尤其不能固执，不要人为地划分主流还是非主流。只要有可信的实践验证结果的方法就都应该是主流的方法。
（3） 可公度方法是数学方法，是自然特性有序性中隐性规律的特殊表现。这种数学方法是建立在对大量样本进行特定数学处理的方法。它还需要不断完善，还要争取更多的实证案例。
（4） 目前地震难以准确预报是事实，但可以研究发生趋势，进行一定程度的预测，而绝不能要么盲目崇拜，要么坐以待毙。我们要坚决反对伪科学，坚决反对封建迷信。在规范的学术研究中，应该认认真真做自己的学问，坚持正常和公平的学术讨论和批评，体现学术意义或巨大的实践价值。一切负责任的学者坚决不能给社会添乱。
地震预测难，研究地震预测难，以数学方法研究地震或预测则更难。
三、 圈层结构及地震预测体系构建
自然界的变化是最有秩序、最有规律的。一个地方发生任何重大变化，一般会有一定的前兆表现。如果我们觉得它不可揣摩，那一定是我们没有注意它发出来的警告和预示，只能怪自己太粗心大意。
旱震关系、可公度方法所揭示的灾害发生规律，可能是内在机理的外在表现，这些方法也许有一定的道理，是我们应该重视的方法。
探索物理内在机理是预测灾害的根本，是目标，我们不应动摇。在目前技术水平条件下，除了直接探索物理机理外，我们还应该由表及里去逐步逼近，尽最大努力获得可能多的灾害发生信息。采用逼近式的研究方式具有实用价值。在获得外层信息后，就要沿着内在物理机理的方向深入，寻找进一步的相关信息，将深层与表层信息结合，使其互为因果，以获得更多准确的灾害发生信息。一个灾害事件一定有多层次的信息体现途径，即使发现有物理机理的信号，也需要其他层次信息的佐证。只有形成多维信息的一致表达，才可能准确预测大灾害的发生。
灾害预测的圈层结构，是全面理解不同灾害预测方法具有不同作用的一种途径，是完善地震预测体系的进一步表达，参见图2。图2表明，构造机理为地震预测的追求目标，只是目前还不能完全实现。早震关系及物理、生物异常为实现地震预测的间接途径，虽然还不能完全回答物理机理问题，但仍反映出一定的物理内涵。而表象法、统计法及经验法，是人们对地震表象机理与经验的认识与总结，也是目前能够窥视地震活动轨迹的一个窗口。科学的态度应该是由表及里，实现多维信息的统一。越是世界难题，越要集思广益。
事实上，物理机理表达与人为认识能力具有反向的关系，参见图3。图3表明，依靠物理机理来预测地震的准确性很高，物理可靠性可以达到百分之百，但目前它的人为可达性仅有百分之几或更小，二者表现为显著的负相关关系。但我们也不能把二者完全对立起来：要么做到百分之百的准确，要么什么也不要做。如果不能做到百分之百，就不需要积极努力探索，而是等待它自由发生，任其破坏人类生存环境，当然这更不符合科学精神。我们应该寻找能反二者很好结合起来的途径和方法，只要符合科学精神，具有积极意义的探索者是可贵的，这种方法可能就是表象法及可公度法。理论物理学也认为，我们在与自然的对话中，没有“为什么”，只有“如何”。
［1］ 四、 我国某地地震趋势的可公度法表达
众所周知，我国是一个地震频发且灾害损失严重的国家。2008年5月12日在四川汶川不幸发生了8级地震，造成了巨大的损失。在积极救灾重建的同时，现在更需要关注的是未来我国一些地区地震发展的趋势。
我们继续应用已故翁文波院士的可公度灾害预测方法，就典型灾害区地震发生趋势进行实证研究，以此就可以公度方法进行验证。我们一般以灾害发生频率比较高的典型灾害区为选择对象，旨在能在短时间内得以验证。这种方法具有广适性，可以是其他地区的地震趋势和其他灾害的趋势研究，一般可以根据研究对象的需要来确定。
1． 地震事实记录
20世纪以来，我国某地共发生≥7.2级地震15次，出现年份为11年，即可认为这11个灾害事件可作为灾害预测的依据，参见表1。
2. 可公度体系构建
可公度系可表达灾害事件的相互次序，每做一次趋势分析，均需要构建新的可公图4 我国某地≥7.2级地震可公度系结构度系。我国某地≥7.2级地震似有一定的秩序和规律，从构建的可公度系看，横向为 20年、40年周期，即符合60年周期；纵向为15年、7（6）年交替出现，符合22年太阳黑子双周期。见图4。该方法只分析完整结构内的未发生年份，如1976年后的纵向周期等就不作分析。
3. 三元可公度法
令：X
1=1923 X
2=1933 X
3=1948 X
4=1950 X
5=1955 X
6=1970 X
7=1973X
8=1976 X
9=1988 X
10=1995 X
11=2008 即有：
X
1=1923 X
5+X
8-X
11=1923
X
5+X
5-X
9=1922 X
2+X
8-X
9=1921
X
2=1933 X
3+X
5-X
6=1933
X
5+X
7-X
10=1933 X
4+X
5-X
7=1932
X
3=1948 X
2+X
6-X
5=1948
X
6+X
7-X
10=1948 X
4+X
6-X
7=1947
X
4=1950 X
6+X
9-X
11=1950
X
2+X
7-X
5=1951 X
3+X
7-X
6=1951
X
5=1955 X
2+X
10-X
7=1955
X
2+X
6-X
3=1955 X
3+X
8-X
6=1954
X
6=1970 X
3+X
10-X
7=1970
X
4+X
11-X
9=1970 X
3+X
5-X
2=1970
X
7=1973 X
2+X
10-X
5=1973 X
3+X
10-X
6=1973 X
4+X
5-X
2=1972
X
8=1976 X
7+X
7-X
6=1976 X
4+X
7-X
3=1975 X
4+X
10-X
6=1975
X
9=1988 X
5+X
5-X
1=1987 X
2+X
8-X
1=1986
X
10=1995 X
4+X
9-X
3=1995 X
5+X
7-X
2=1995 X
6+X
7-X
3=1995
X
11=2008 X
6+X
9-X
4=2008 X
9+X
10-X
8=2007
求：X
12=？
即有：X
11+X
4-X
3=2010 X
9+X
6-X
3=2010 X
9+X
5-X
2=2010 X
10+X
9-X
7=2010
置信水平为97%。
4. 四元可公度法
令：X
1=1923 X
2=1933 X
3=1948 X
4=1950 X
5=1955 X
6=1970 X
7=1973 X
8=1976 X
9=1988 X
10=1995 X
11=2008 即有：
X
10+X
3-X
11-X
2=2 X
10+X
6-X
11-X
5=2 X
11+X
5-X
9-X
7=2
则有：2008+2=2010
5. 五元可公度法
令：X
1=1923 X
2=1933 X
3=1948 X
4=1950 X
5=1955 X
6=1970 X
7=1973 X
8=1976 X
9=1988 X
10=1995 X
11=2008 即有：
X
11+X
5+X
6-X
4-X
7=2010 X
11+X
2+X
10-X
4-X
8=2010 X
11+X
5+X
7-X
4-X
8=2010
X
11+X
4+X
7-X
2-X
9=2010 X
11+X
1+X
9-X
2-X
8=2010
综上分析，除了三元可公度法表现的规律不十分显著外，四元、五元可公度法的计算结果值得关注。我们认为，2010年我国某地发生大地震的信号最强。
五、 结论与建议
准确预测地震是十分困难的，为了不断提高预测水平，我们应该广开思路，广泛利用一切地震趋势的研究成果。数学预测应该是物理预测的组成部分，构建合理的地震预测体系是揭示地震预测物理机理的可能途径。本文提出的地震预测体系的圈层结构，是逐步完善地震预测体系的表达之一。
根据我们应用可公度法的初步计算，2010年我国某地可能发生大地震，这个结论还有待于实践检验。由于我们只做了一个构造体系内的地震趋势研究，更准确的三要素信息还有赖于地震职能部门的工作。为了减少地震损失，我们建议地震部门加强捕捉该地区地震的前兆信号，密切关注2010年该区地震物理监测信息，尽量做出短临地震预报。
同时，有关政府部门要加强防震知识宣传，特别要利用这次汶川地震提供的防震减灾教育绝佳机会，教育群众形成健康的抗震心理，保持平和心态，保持正常的生活生产秩序，加强建筑物的抗震性能，只在临震时刻正确防范即可。我们要像日本国民一样，积极适应多地震的环境，养成随时准备预防地震的意识。完全没有必要时时处处紧张，只要在2010年内根据地震部门的意见有所警觉即可。
实践是检验真理的唯一标准。数学预测方法应用的是表象模式，自身仍需要不断探索和完善，也需要不断地经受实践检验，更需要物理方法的积极配合。本论文的结论只是根据可公度方法研究的初步结果，因此也不可能十分准确。如果这次地震发展趋势的信息是虚假的，那么就更证明了无论使用什么方法要准确预测地震发展趋势，都必须经过十分漫长的探索之路。
为了区域经济的持续发展，保护生态文明建设的成果，正确理性应对重大自然灾害，最大程度地减少重大自然灾害的影响，重视有关灾害发展趋势的应用研究成果，对于实现区域可持续发展是完全必要的，特别是中国的西部地区。
［ 参 考 文 献 ］
［1］徐一鸿．可畏的对称［M］．北京：清华大学出版社，2005：136．
［责任编辑 张积玉 蒋万胜］
Probability and Verification of Constructing an Earthquake Predicting System
YAN Junping, YAN Na
(College of Tourism and Environment, Shaanxi Normal University, Xian 710062, Shaanxi)
Abstract: Prediction and forecasting of the physical mechanism of earthquake is one of the worldwide hard nuts. Exploring probability of predicting the structure of earthquakegeneratingcircular hierarchy should follow a steadilyadvancing approach from outside to inside. The system of earthquake prediction is to be gradually established and completed by supplementing and perfecting physical prediction with mathematic prediction. With the application of officiallymeasurable means in investigating the tendency of earthquake in certain regions of our country, more results from mathematic and investigative earthquake prediction can be obtained.
Key Words: system of earthquake prediction; forecasting of earthquake; means of mathematic prediction; means of physical prediction; officiallymeasurable means