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大地震能預測嗎?

2015/5/3 — 11:35

Signal and the Noise

Signal and the Noise

尼泊爾大地震前一星期,來自世界各地50位地震及社會科學專家,在幾日後成為重災區的加德滿都,討論這個窮困但人口稠密的城市,應如何應付大地震威脅,但當然無人預告幾日內就會發生。科學這麼發達,又超級電腦又大數據乜乜乜,為何大地震仍是不能預測?我曾在本欄介紹的《The Signal and the Noise》有關地震的一章,有非常生動的解釋。

自古以來,預測地震方法,千奇百怪:漢代已有記載「日蝕之後必有地震」,魏晉有「地發雷聲」、雞鼠大叫,日本人則認為地震前鯰魚有異常舉動,世界各地文化也對牛、豬、鰻魚、海鷗、海龜、蛇等有類似看法,總之,任何發生過一、兩次的巧合,都成為預警訊號,不過這些理論統統經不起科學驗證。

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一位朋友告訴我,他的太太每逢大型地震發生前一日,都會周身骨痛(我未有機會問她上周末身體如何)。就算當今科學研究,有時也跟「骨痛預測術」不相伯仲:幾年前一份頗具名望學報中的論文提及,某地震發生前五天,當地一個池塘的青蛙突然停止產卵,作者認為牠們預知大難臨頭。從這個角度看,大數據對預測地震,可能會幫倒忙:數據越多,就越有機會找到純屬偶然、但「統計上顯著」的關係。

中文的「預測」,包含「Prediction」和「Forecast」兩種意思:前者可譯作「預言」,像風水佬批的流年運程:「你今年有血光之災」;後者是機會率的描述,譬如說「擲銀仔有一半機會得到『公』」。若論自然現象預測,超級電腦的確令短期天氣預測達到「預言」水平,例如本港何時氣溫驟降、下雨、打風都非常準確。但地震預測,仍只停留在機會率階段。主要分別是,採集天氣數據非常容易,抬頭望望、放放氣球、射射衞星便行;測地震要量度地殼斷層壓力,需向地底鑽探15公里(比一般油田鑽探深入得多),暫時仍是科幻小說才可能發生的事。

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迄今最重要的地震理論,是從地震發生觀察出頻率和強度,歸納出明顯的指數式(exponential)反比關係:強度越高,頻率越低。像尼泊爾、日本311、中國汶川這樣的超強地震,發生頻率極低(全球幾年才有一次),數據樣本極少,預測自然更困難。所以就算符合我們直覺的「一連串輕微地震表示巨震將至」理論,亦只是「時靈時不靈」,誤報警號次數太多,令其預測價值有限。

幾年前意大利L'Aquila地震,導致三百多人死,當地幾個地震專家,竟然因事發前幾日,向市民發出「巨震機會不高」預測,被法庭裁定誤殺罪名成立判監(及後大部份上訴得直脫罪,但仍有一人受刑)。我到今日依然在想:究竟這是對科學的侮辱,還是對之過份迷信?

原文刊於蘋果日報

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