2017年5月23日 星期二

地震預測難在哪?

文/阿樹   《震識:那些你想知道的震事》副總編輯

在之前一篇文章聊到「拉奎拉的悲劇」時,曾提到當地政府因為短時間內小地震過於頻繁,又加上民間預測專家提出了預測,而出面開記者會因應。為什麼多數地震學家們對於預測地震這件事這麼「敏感」?又為什麼會這麼不信任地震預測的研究?這是件從根本上就很難解的問題…


過去筆者在地震預測的主題上已撰寫過兩篇文章,在我們離「預測地震」還有多遠?一文中,概述了目前主要地震前兆研究的相關科學進展與難處。而在地震預測,是真有其事還是危言聳聽?難道不能寧可信其有嗎?一文中,則是在探討「如果地震預測的科學還未成熟,任意就粗糙的研究結果發布預測警告,是件多麼危險的事!」
發布地震預測警報的困境,最理想的狀況是左上(有警報且發震)和右下(沒警報沒地震)。沒警報卻發生嚴重地震(左下)或是發布警報卻發生地震(右上)都會造成比未提供預報還多的損失。所以如果沒有成熟且誤報率極低的技術,貿然發布不止是兩難的困境,還可能造成不必要的損失。圖片By J. Johnson - Own work, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20629186
這樣還不易理解的話,我想再簡單說兩種「沒預測到的狀況」:
  1. 預測者提出預測,但實際上沒發生地震。或許預測者會說「沒發生真的是太好了」、「沒發生代表能量還沒釋放」,我只能說:這仍是在增加無謂的恐懼,人人都該知道地震頻繁的台灣本來就會有一定的地震風險,但絕不是賭在每個幾天就擔心一次的恐慌,而是該有長期的防震作為,這也是我們一直在呼籲的事。
  2. 預測者沒提出預測,但實際上發生地震。這就更不用說了,如果真的只著眼在「有預測就要注意」,那麼就不會去注意到沒有提出預測的時間段,反而在真的地震來襲時,產生更大的災害。
但話說回來,為什麼地震預測這麼難?又為什麼很多「個人研究」很難被學者們認同是有科學根據的預測?這並非是研究上的爭議,而是科學方法和科學精神上若不夠嚴謹,而這才是學者們更在意的地方。

無論是地震是怎麼來的」一文中的歷史脈絡,或是其它科學史故事,都無論是呈現出一種特性:,科學知識非旦不是一成不變,還會隨著時間流 逝不斷「修正」。

我之所以特別用「修正」而非「推翻」的詞彙來詮釋,是因為科學並不是「誰說了算」的理念,而是當更新的證據出現時,除了需要調整我們檢視過去的看法,還得以同樣嚴謹的角度去檢驗新的證據,所以不管是什麼科學上的新發現或看法,都需要蠻常一段時間去蘊釀,如果這些新看法與當代的科學知識相衝突時,就更需要讓觀念融合的時間,又或者是新的觀念本身也存在著缺陷。像是哥白尼的日心說在當時難以被接受,最大的問題就是他將行星公轉軌道假設為正圓形,顯然於觀測事實不符,即使日心說較地心說更接近真實情況,那也是在他之後的克卜勒、牛頓等人的貢獻了。

回到正題,如果今天某某人聲稱他可以「用某種你沒聽過的觀測手段精準預測地震」,那到底是真還是假?是胡扯嗎?還是跨時代的觀念?

如果用這樣的角度或過去的例子來支持這類理論,那就完全錯誤理解科學方法的中心精神,許多科學史上的「修正」,多數要花上數十年以上的時間重覆驗證,而在漫長而嚴苛的驗證過程中,淘汰掉的未必是舊的論點,也可能是新的想法出現瑕玼而自然消滅。我們現在看到的科學史脈絡,其實也已經是簡化過的故事,它能說明的只是科學的「可否證性」,簡單來說就是有可以否定原來某個理論的鐵證,那個理論就該放棄了!

科學知識永遠不會是唯一真理,因為科學只是用來幫助我們「解釋自然現象」、「理解這世界的運作方式」而已。雖然我們學習科學時一定會學一堆要「背」的知識,如加減乘除開根號、如牛頓運動定律但這些要背的事並非是教條,只是它在長時間的檢驗淬煉之下,已經很難被否證了。而這些知識就會變成基礎,就像是你在玩有故事或是關卡的電腦遊戲時,得到了某個存檔資料,資料裡面已經經歷的事件或是通過的關卡,就毋須再重新進行。科學之所以可以日新月異,也是拜這樣實事球是的精神所賜,並不是無法檢討過去的基礎理論,而是沒有比基礎理論更好的解釋,那就無法取代。

可是,如果你問我:「我不具地震學背景,又很懶的了解,那該怎麼分辨是非對錯?」
在回答這個問題時,我想先說明一件事:當所謂的「某某地震預測理論」告訴你他們能做出多精準多好的預測時,真正的科學家不會著眼於他們提出的事證,也就是成功預測的結果,而是這項理論有沒有限制、規範和例外,或是有沒有辦法提出一道合乎基礎的科學定理(以地震而言,起碼就牽涉了物理學)。更重要的是,這個「理論」能不能禁得起重覆驗證、能不能「每個人來做都能得到同樣的結果」、所有的事是否都攤在陽光下供任何人檢驗。有很多人都在作這樣的檢驗,像是由專業學者審查的學術期刊、世界各地的學術單位、政府防災單位等等。假如是個實用且有成效的理論與方式,世界各地的學者皆沒有道理反對的。

所以結論就變得很簡單,科學發展至此,可以說已有很完整的方法和檢驗架構,能解釋較多事實的理論就會留下,而不好的理論也就自然淘汰。找尋地震「前兆」絕對是一門會吸引某些研究者的領域,但現在還不是成熟的領域,事實就是如此。那對於地震我們該怎麼辦?至少先把握自己能掌握的事,或許更加實際吧?

至於什麼是「能掌握的事」?對一般大眾而言,包括像是了解住家的耐震情況、怎麼運用緊急地震速報等知識,都是一種掌握災害的事。至於科學部分,雖然從我們前面的論述可以體會到要建立地震預測的新理論難度很高、限制重重,但路難行並非不可行,只是會走得慢,因為需要走的更嚴謹。舉個例來說,下面那張在日本高速公路休息區中拍攝到的照片,日本對於許多斷層都作了地震潛勢的研究,除了估算出地震的潛勢,也評估發生地震時的最大搖晃的「地震動預估」,這種以科學為立基的模擬,多少可以增加對災時的情境想像,或許也是一種可以用來面對未知災害時,增加準備的方式。

2018/2/21更新資訊:

怎麼準備?我想不如來看這篇:地震如何致災?科學家如何知災?我們又該如何防災?

拍攝於日本高速公路休息站的防災看板
或許我們無法預測地震何時到來,但對於一定會來的地震,還是不能掉以輕心。

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