Siboney

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前段时间在网上看到一篇“比较”理性的关于地震预测的文章。看起来挺唬人，其实狗屁不通，想不到竟然连王三表的哥哥王小山老师都给唬住了。本来想独立写一篇文章，无奈江郎才尽，不知如何开始，只能偷偷懒，在原文上逐个点评。蓝字部分。

地震研究之一：佛曰卡死他

转自熊博网

众所周知，大气环流是个混沌系统，而混沌是这个宇宙的常态。这是因为，按照量子力学的说法，自然界处于混沌状态时的能级最低，于是它总是自发的趋于混沌。地质运动也是混沌系统，对初值极端敏感，一个微小的扰动有可能使本来几十数百年后的地震提前到下周甚至今晚。仿照蝴蝶效应的格式，如果说南美洲雨林里一只蝴蝶挥动翅膀导致了下个月万里之外的缅甸强热带风暴，那我们同样可以假说5月1号某个青年在北京家乐福跺了一脚从而引发了5月12号两千公里以外的的四川大地震。

洛伦兹通过研究，得出了一个令人齿冷的结论：长期准确的天气预报根本无法实现。这对于人类好容易树立起来的自信心是个残酷的打击，颠覆了牛逼顿爵士一手缔造后来又被科学巨擘拉普拉斯推上极致的机械决定论思想。我们曾幻想凭借自身努力就能得到与大自然平等对话的权利，我们甚至一度自诩能战天斗地，“敢教日月换新天”。伟大的人类之光牛顿拨开了科学的迷雾，大家以为从此就一片光明了，岂料造物主他老人家正在更深更黑的迷雾中狞笑，人类只能看到他冰冷的白牙在黑暗中若隐若现。

长期的天气预报为何不能实现？事实上，自然界的研究对象可分为两类：线性系统和非线性系统。后者占压倒性的比例，而且可以说线性系统不过是非线性系统的近似。线性系统可以预测，通过解微分方程可以得到全部解析解并且不存在奇点；非线性系统情况复杂，列出的非线性微分方程只能借助计算机用数值解法近似求解，发展下去将会引发混沌。李雅普诺夫定量分析后发现，两次只是初值不同的混沌运动，它们以后的差别将随时间按指数规律增大，根本无法预测。而且它的形成条件极其简单。比如，两体问题很容易，用简单的引力知识就能解决，但是只增加了一个体变成“三体问题”就立刻复杂无比，以至于触发混沌。由此可想而知影响因素极端庞杂的天气系统和地理系统。

可见，地理系统是非线性系统；地质活动是混沌活动，所以，我要提出一个说法：地震不可能预测！

既然大气系统都能比较准确地作出短期预测，那和大气系统一样同为混沌系统的地理系统为什么就不能准确的进行短期预测呢？我上网查了下混沌系统相关知识，在cnki上的，应该比较权威，如果作者在国内上学，并且写过毕业论文，应该熟悉这个网站，混沌系统有这么一条特征：“具有某种确定的系统特征.这类系统称为混沌系统,它在短期内是确定的、可预测的。”在大气系统发生变化的时候，一般都会有一系列的征兆，比如下暴雨前一般都是乌云密布，气压差异很大。地震在发生之前肯定也有类似的现象，在512发生之前，地震前就有一系列奇异的现象，甚至有人通过观察地震云早就得出几天后将要发生地震的结论（不幸的是，当我刚才再次登陆那个网页的时候，页面已经被删除了）。也许这些有些不靠谱，再说说其他的。在地震发生地之一绵阳5月6号的绵阳晚报上就有市民反映有震感的问题，但是有关“专家”（砖家？）草草作出结论，让市民放心，不会有事的。

四川人民zf也在网站是辟谣说不会发生地震！是不是地震不可预测？！为什么中国地震局的门户网页上竟然堂而皇之的发布云南宁洱***级地震预报成功评选为2007年度十大地震科技进展之一？无独有偶，新华网的一篇报道又狠狠地扇了下那些说地震不可预测的专家们的一记耳光：“陆浩说甘肃地震局对汶川地震做过预测报告”：

历史总有惊人的相似，32年前的唐山大地震，照样有人预测到了，但是相关部门不予重视，最终唐山人民还是逃不过劫难。这从官方当然是无法得到证实的，可能在我有生之年也看不到官方对当时预测事件的表态，但有一件事是可以确定的，距离唐山市仅仅115公里的青龙县由于预防到位，躲过了这场塌天大祸。

？！

所以我要推翻半桶水的结论：地震是可以预测的，可以做出比较准确的短期内的预测！地震预测不是世界难题，难的是，预测对了，怎么让官方相信会发生地震，这才是世界难题！信不信由你，我将在后边做进一步分析。

不仅现在不能预测，再过多少年也一样。研究只能让我们更多的了解地震和地质活动，准确的预测却永远办不到。这并非科学家无能，也不是人类智力不够发达，实在是因为自然规律如此，谁也无可奈何。科学的威力仅仅限于发现未知的规律，然后更好的认识世界而不是改变世界。何况上天容易入地难，人类对月球和火星表面的了解比地壳和南极冰盖多得多。我国能发射无数神舟飞船，也能送上无数宇航员，却依然对地下几公里的深度无可奈何。天气预报的技术如今非常成熟，有遍布全球的气象卫星和地面观测站，还有世界上最快的超级计算机分析数据。即便是这样，也只对48小时内的预报有一定把握，在这之后的预报基本等同瞎蒙。两眼一抹黑的地震预测是个什么德性也就可想而知了。

如果非要说地震能够预测，也只是建立在概率基础上的预测。而预测准确的概率极端低下，可能永远不准。这就如同中彩票只具有理论上的可能性，许多人几辈子也中不上大奖。中国境内每年要经历数千次大小地震，对四川一地来说可能只有几次。这几次地震的发生在数学上有个说法，叫做“泊松流”，属于随机过程的研究领域。而且由于地震的偶发性，它只是个强度很弱的泊松流。泊松流的数学意义是“随着时间推移迟早会重复出现的事件”。从字面上就能看出，这个叙述充满了不确定性：“随着时间推移”、“迟早”，没有一句有谱的。事实也的确如此，泊松分布是个无法预测的分布，只在海量数据面前才具有统计学上的意义。

历史上应用泊松分布最著名的例子发生在二战：美军发动“王八计划”在诺曼底强行登陆，作战部队在加莱滩头遭到德军炮弹如同外科手术般的精准狙击。加之希特勒宣称研制出了导弹，美军统帅部陷入了深深的忧虑，害怕德军真的掌握了导弹技术，部队将面临重大伤亡，甚至导致诺曼底登陆夭折。科学，是科学在这个关键时刻发挥了关键作用，几个数学家研究了德军弹着点后一拍大腿“我操，这他妈不是泊松分布么！”（当然他们是用英语说的）。然后对美军司令拍胸脯打包票说你们尽管登陆，德国要是再打中你们我就去抽丫泊松。果不其然，随后的行动证明了德军根本没有导弹技术，之前的命中只是运气好。几个书呆子用一点知识就缩短了战争进程，避免了至少几百万军人和平民的无谓牺牲。

我不相信地震学家会愚蠢到用概率作为基础来预测地震，那地理、物理知识白学了，用脚趾都能想明白的事情。概率学只是对海量的事件进行统计，作出的经验总结，可以作为事件发生的参考，如果用来预测个别事件，十有八九会偏离结果。专家们有这么白痴么？

如果我理解没错的话，作者举出二战科学家利用“泊松分布”来判断德国还没有研制出了导弹，来告诉我们符合泊松分布的事件，是随机的不确定的，那既然地震发生是“泊松流”的话，那地震发生也是不确定的，也就是不可预测的。至于“泊松流”的说法，我不知道数学界里确有其事，上网搜了很久，与之较为相关的文章就是这篇文章（地震研究之一：佛曰卡死他），不知道这个说法是不是“内部消息”。如果确有其事，我就要质疑那些提出这个观点的数学家：根据板块大陆漂移理论，科学家已经给出了许多地震频发的地带分布，这是初中课本上就有的知识，难道这能用“泊松分布”来解释？

这是个说明泊松流不能预测的经典例子，地震预报的问题与之类似。不过我也能料到，一定还有人要跟我扳杠，非得说地震可以预测。他们会用几个预测成功的例子反驳我，并摆出一副“事实胜于雄辩”的操性样儿。其中最有力的一个证据发生在唐山：青龙镇采纳了地震预报并迅速做出反应，成功避免了伤亡。这件事最近被翻出来老调重弹，意在说明地震局的无能和政府的不作为，甚至凤凰卫视都作了一期人物专访。你们都知道我对政府没什么好感，但就这件事而言我觉得政府被冤枉了。我也知道很多人因为恨透了CCTV丧尽天良而走向另一个极端，无比迷信凤凰卫视的客观公正和权威。多说无益，我决定用数字来说话，请看一道数学题：

假设当6级以上破坏性地震（小地震有益无害，所以我们只考虑大地震）确实发生时预报有地震的概率为0.8（即80%，我们姑且把这个概率定高些以示预报的准确，实际上根本没这么准）；设当地震未发生时预报没有地震的概率也为0.8（理由同上）。现在利用这个预报手段对某个地区进行观测，根据历史资料知道该地区一年内发生有震感地震的概率为百分之一（这符合我国的平均水平，许多大地震都至少是百年一遇的）。现在来求当预报将要地震时，地震确实发生的概率。

解：用A表示事件“预报有地震”，用B表示事件“地震确实发生了”。已知有

P (A|B)=0.8，P (A|B)=0.8（表示“取反”。本应用上划线，由于数学公式显示的问题，此处用下划线代替），P(B)=0.01。要求P(B|A)

这个问题很简单，利用贝耶斯公式直接可得：

P(B|A)= 0.8×0.01/(0.8×0.01+0.2×0.99)=0.039

可见，地震预报的准确率只有不到4%，这还是建立在80%这样高精度假设的基础上，实际情况更加悲观。估计有许多人会对这个结果产生恐惧并因此觉得难以置信，这可以理解，因为不少人都没有起码的概率知识，宁肯彻夜不眠的画双色球号码分布图，也不会看一本基础的概率论教材。我只对这个结果作简要的说明：这实际上是个“先验概率”和“后验概率”的问题，那些预报成功的例子属于“后验概率”，等地震发生了再来炫耀预测的准确性，却不说那些大量预测错误的例子。民间管这个叫做“马后炮”、“事后诸葛亮”。

作者给了一个很有新意的角度，先不去质疑这样的计算方法是否科学严谨，假定是正确的。作者算出的地震预报准确率应该不是总体的预测的概率，因为由于学识经验等的关系，每个对地震进行预测的地震局、专家和组织（不妨称之为“预测个体”）的结果都是独立的，即这个准确率是预测个体的准确率。假设在地震前有100个预测个体（实际上可能不止这个数）对地震这个小概率事件进行预测，根据作者给出的准确率，只有4个不到预测个体得出正确的结论，而这四个预测个体是否具有都良知和责任心，敢于说出真相，这又是一个不确定的。即使这4个如果都敢说真话，就要说服剩下的96个预测个体中的大部分才能得到官方认可，这不但需要时间，而且对这四个预测个体的专家们也是能力上的考验，毕竟科学家不是政治家。所以说，让官方承认才是世界难题，当然，这个推算是建立在假定作者的计算方法正现实的确的基础上，可能不够科学严谨，但我又不能给出可以确定的事实根据，只能说“爱信不信爱立信”。

顺着作者的思路，算下地震没有发生，做出预测发生的概率：

P(B反|A)=0.99×0.2/(0.99×0.2+0.01×0.8)=0.9611

这就很容易解释为什么专家对5月20号的预测不准了。

但是还有人会不服，说你算个什么东西，国家地震局在20号之前发布了地震预报，这又是为什么？难道地震局专家的水平还不如你么？对于这个问题，我觉得其中的政治意味远大于科学意味。512惨案发生后，大量不明真相的群众愤怒了，说麻痹的地震局是干嘛吃的，癞蛤蟆都比地震专家管用！养专家还不如养条狗！地震局顿时被千夫所指，成了一切矛盾的核心，可想而知那些书呆子承受了多么大的压力，百口莫辩，勉力发出一点辩护的声音立刻就被更大的谩骂覆盖：麻痹的还敢反驳！加之汶川周边余震不断，绵延1周多，大有没结没完的架势。神经过敏的地震局专家们决定亡羊补牢，预测一个给老百姓看看，以示自己并非不作为。所以这次的预报很有些宁肯错杀一千不能放过一个的意思，稍微有点怀疑就赶紧报了。老百姓口耳相传，结果20号当晚的四川“今夜无人入睡”。坏就坏在预期的地震并没有发生，这本没有什么奇怪，预报准了才是怪事。但是人民们又受不了了，开始新一轮的口诛笔伐，有诗为证：

比地震可怕的是余震

比余震可怕的是预报余震

比预报余震更可怕的是预报了余震却一直不震

近期成都人民生活状况：震不死人晃死人，晃不死人吓死人，吓不死人困死人，困不死人累死人，累不死人跑死人。

上联：早也跑晚也跑 一天到黑都在跑，

下联：跑得脱跑不脱 跑来跑去命耍脱？

横批：安心睡觉 

……