美國(guó)地震科技發(fā)展的見(jiàn)聞和思考

北京市地震局 王 飛

美國(guó)地震科技發(fā)展的見(jiàn)聞和思考

Information and thinking of earthquake science and technology development in USA

北京市地震局 王 飛

受益于“中國(guó)地震局地震科技青年骨干人才”項(xiàng)目的資助，筆者有機(jī)會(huì)到美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）進(jìn)行為期一年的訪(fǎng)問(wèn)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的研究理念和研究技術(shù)，為建立長(zhǎng)久的合作交流奠定前期的基礎(chǔ)。一年的學(xué)習(xí)很快就結(jié)束了，現(xiàn)將訪(fǎng)學(xué)期間的見(jiàn)聞和思考跟大家分享，希望能激發(fā)您的共鳴。

初到美國(guó)，最先感受到的是其多元文化融合的特點(diǎn)。這一點(diǎn)從我所在4人研究小組的成員構(gòu)成就可看出：我的美方導(dǎo)師Kalkan Erol博士來(lái)自土耳其，畢業(yè)于加州大學(xué)，是世界知名的結(jié)構(gòu)觀測(cè)研究科學(xué)家，另外兩位學(xué)者分別來(lái)自土耳其和孟加拉國(guó)。這種不同洲際和不同國(guó)家思想的碰撞，能夠有效地彌補(bǔ)和改進(jìn)單一意識(shí)形態(tài)的不足，在科研中更容易發(fā)現(xiàn)好的思路和解決辦法。

其實(shí)，這只是一個(gè)縮影。我所居住的美國(guó)北加州海灣地區(qū)，那里是美國(guó)著名的硅谷所在地，蘋(píng)果、谷歌和惠普等信息技術(shù)巨頭公司總部云集在此。這里是科技精英們的樂(lè)園，來(lái)自世界各國(guó)的工程師們盡情展示著他們的創(chuàng)意和才智。在這里，不怕你想得多，只怕你不敢想，只要你有想法，幾乎所有的創(chuàng)意都能實(shí)現(xiàn)。這里更是文化融合的舞臺(tái)，2010年，整個(gè)灣區(qū)人口總量約為700萬(wàn)，其中，美國(guó)白人約占30%，拉丁裔約占25%，華裔約占17%，印度人占12%。仔細(xì)看來(lái)，硅谷的盛名是建立在世界人民的智慧之上的。在這里，大型購(gòu)物中心的廣播語(yǔ)言，除了英語(yǔ)之外，還有西班牙語(yǔ)、中文普通話(huà)、中國(guó)廣東話(huà)和日本語(yǔ)。朋友們經(jīng)常開(kāi)玩笑說(shuō)，在灣區(qū)，即使你不懂英文也完全沒(méi)有交流的障礙，因?yàn)樵谶@里有太多的華人。這并不夸張，這是美國(guó)文化融合的鮮明寫(xiě)照。得益于這種多元文化的融合，成為世界第一大經(jīng)濟(jì)體也就成了順理成章的事情。

當(dāng)然，到美國(guó)訪(fǎng)學(xué)，不是去研究文化的，研究的主題是地震科技，下面就步入正題，談一下在地震科技發(fā)展方面的幾點(diǎn)思考。

團(tuán)隊(duì)成員

地震數(shù)據(jù)的共享

之所以首先要提到這個(gè)問(wèn)題，是因?yàn)橐淮蔚卣鹂萍紙?bào)告會(huì)的觸動(dòng)。事情是這樣的，參加USGS的知名教授Stein Ross關(guān)于全球地球模型的講座，報(bào)告旁征博引，數(shù)據(jù)豐富，結(jié)果詳實(shí)，其中提到參加該模型的協(xié)議國(guó)家有34個(gè)，大都是一些地震科技水平發(fā)達(dá)的國(guó)家，比如美國(guó)、日本和俄羅斯等，還有一些欠發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，比如印度、巴西。然而卻沒(méi)有我們這個(gè)世界第二大經(jīng)濟(jì)體，地震多發(fā)、地震災(zāi)害非常嚴(yán)重的中國(guó)。會(huì)后有人就提出為什么在該組織中沒(méi)有中國(guó)，教授的回答是中國(guó)的數(shù)據(jù)是保密

的，不能拿來(lái)共享，沒(méi)有加入該模型的研究。聽(tīng)來(lái)似乎可以理解，但參會(huì)的觀眾有點(diǎn)騷動(dòng)，他們感覺(jué)這有點(diǎn)不可思議。

眾所周知，40多年來(lái)經(jīng)過(guò)中國(guó)地震科技工作者不懈的努力，通過(guò)觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)、理論等方面開(kāi)展的大量工作，我國(guó)的地震科技水平大大提高。但是多次震例無(wú)情地證明，科學(xué)進(jìn)展與地震事業(yè)的科學(xué)目標(biāo)之間還存在著巨大的差距。在早期，我國(guó)曾對(duì)1975年遼寧海城7.3級(jí)地震做出成功預(yù)報(bào)，并因此取得了減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的重大社會(huì)效益，但僅僅一年之后，在對(duì)20世紀(jì)全球?yàn)?zāi)情最重的1976年唐山7.8級(jí)大震災(zāi)的預(yù)報(bào)中遭受?chē)?yán)重的挫折。還有2008年汶川地震、2010年玉樹(shù)地震和2013年蘆山地震，一幕幕悲慘景象還依然歷歷在目。這些嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)表明，我國(guó)的地震科技發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到可以獨(dú)立解決國(guó)內(nèi)的地震科學(xué)難題的水平，更不用說(shuō)世界范圍的地震問(wèn)題了。畢竟地球是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，人類(lèi)對(duì)地球的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，地震科學(xué)也是一個(gè)尚未解決的全球性科學(xué)難題，需要全人類(lèi)的共同合作，太多封閉和保守的做法可能會(huì)影響早日探明地震機(jī)理的進(jìn)程。

大家可以關(guān)注一下美國(guó)和日本的關(guān)于地震的相關(guān)網(wǎng)站，一旦有地震發(fā)生，只要取得了記錄，會(huì)盡快上傳到互聯(lián)網(wǎng)上，供國(guó)內(nèi)外的地震工作者和民眾了解地震信息。這一點(diǎn)我是深有體會(huì)，日本在3·11大地震之后，我登陸其地震網(wǎng)站，里面有豐富的地震數(shù)據(jù)和地震臺(tái)站所在廠(chǎng)址的鉆孔剖面圖?；谶@些數(shù)據(jù)，世界范圍的地震科學(xué)家就能更加充分地開(kāi)展相關(guān)研究，獲得不同角度不同側(cè)面的地震信息，共同解決個(gè)人或單個(gè)國(guó)家不能克服的難題。我們可以通過(guò)別人的研究成果開(kāi)闊自己的研究思路，拓展研究視野，發(fā)掘深層次的隱含信息，或許在某一點(diǎn)上能夠帶給我們眼前一亮的啟示，幫助我們完成某些幾乎無(wú)法繼續(xù)的研究?jī)?nèi)容。

然而，我們?cè)谶@一點(diǎn)做得不是太好，很多時(shí)候不能及時(shí)將地震相關(guān)數(shù)據(jù)公布出來(lái)，導(dǎo)致很多想從事相關(guān)研究的人士無(wú)法施展特有的才能，阻礙了我們對(duì)地震事件的明確認(rèn)識(shí)。2008年汶川地震以后，盡管我們的觀測(cè)臺(tái)站數(shù)量還很有限，可能有些設(shè)備還不是太完善，但我們依然獲取了不少地震數(shù)據(jù)，包括后期的余震信息。這些數(shù)據(jù)在很長(zhǎng)一段時(shí)間我們都無(wú)法獲取，如果想要得到相關(guān)數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過(guò)層層審批，要么石沉大海，要么等到你得到少許地震數(shù)據(jù)的時(shí)候，已經(jīng)無(wú)法用于你的研究了。難怪當(dāng)時(shí)有一位清華的學(xué)者公然對(duì)這種現(xiàn)象提出質(zhì)疑，為什么這種理應(yīng)國(guó)民共享的資源得不到有效的傳播。這種理性的質(zhì)疑需要引起我們的反思，不能聽(tīng)之任之，這樣或許會(huì)對(duì)我們的事業(yè)是一種傷害，使其不能得到良性的發(fā)展。確實(shí)我們這么做也有我們的苦衷，基于保密等因素的考慮，但是這些擔(dān)憂(yōu)就能成為我們不公開(kāi)數(shù)據(jù)的理由嗎？只有少數(shù)科學(xué)家，使用這些數(shù)據(jù)，得到一些初步的研究結(jié)果，這樣的管理模式不但妨礙了我們的事業(yè)發(fā)展，更是對(duì)國(guó)家資源的一種無(wú)形或者說(shuō)無(wú)心的浪費(fèi)。這些海量的地震數(shù)據(jù)，一旦對(duì)外共享，必將取得豐富的研究成果，不但加深了我們對(duì)地震過(guò)程的認(rèn)識(shí)，也能夠引導(dǎo)我們開(kāi)展更為廣泛的地震科學(xué)研究，可謂百利而無(wú)一害，何樂(lè)而不為？

當(dāng)然我們地震工作者們一直在努力，近幾年也取得了可喜的進(jìn)步，在2013年蘆山地震以后，強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)在震后幾天就在網(wǎng)上發(fā)布出來(lái)了，盡管位置精度還不是很高，但相比以前，這也算是邁出了成功的一大步。

民眾的地震參與

登陸USGS的網(wǎng)站，在地震專(zhuān)題下，你不難發(fā)現(xiàn)一個(gè)欄目叫做‘Do you feel it？’（你感覺(jué)到它了嗎？)。該欄目旨在當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生以后，收集經(jīng)歷了地震的廣大網(wǎng)民在地震中的感受，比如地震過(guò)程的詳細(xì)描述、地震

的影響、地震作用下的建筑結(jié)構(gòu)的破壞程度。根據(jù)網(wǎng)民提供的信息，USGS就可以開(kāi)展評(píng)估地震的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)烈度分布。這種基于網(wǎng)民反饋的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)烈度也會(huì)被編輯到這次地震事件的震動(dòng)圖中。

不管是震后的即時(shí)資料還是更長(zhǎng)時(shí)間的資料提供，都是對(duì)該次地震的科技信息系統(tǒng)有效補(bǔ)充。通過(guò)這種方式的信息傳輸，民眾能更好地關(guān)注自身所處位置的地震影響分布情況，同時(shí)也能根據(jù)震動(dòng)圖的更新和修訂的過(guò)程了解其他各個(gè)社區(qū)的烈度水平，加深對(duì)地震影響的理解。這是USGS開(kāi)展地震宣傳和發(fā)展地震科技一個(gè)典型的應(yīng)用實(shí)例。下面我再列舉一個(gè)加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)研究項(xiàng)目中民眾的參與情況。該項(xiàng)目利用智能手機(jī)里的傳感器來(lái)測(cè)定地震，目前的研究結(jié)果表明該方法能有效檢測(cè)到10 km以?xún)?nèi)震級(jí)在5級(jí)以上的地震。通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)分別采集了手機(jī)在滑動(dòng)和固定狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，同時(shí)也采集了攜帶手機(jī)者，在走路、跑步、坐車(chē)等不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，采用20種特征參數(shù)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)識(shí)別地震，最后從中選擇出最好的識(shí)別地震參數(shù)。該項(xiàng)目初期階段只選取幾百個(gè)手機(jī)用戶(hù)，經(jīng)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)地震識(shí)別效果很好，目前正在積極推廣至整個(gè)舊金山海灣地區(qū)，最終該成果將應(yīng)用于全北加州地區(qū)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，北加州現(xiàn)有人口約四千萬(wàn)，根據(jù)尼爾森市場(chǎng)研究公司2012年初的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在美國(guó)智能手機(jī)數(shù)量占全部手機(jī)用戶(hù)的49.7%。隨著智能科技水平的不斷發(fā)展，智能手機(jī)的占有率也會(huì)不斷提高，因此目前北加州地區(qū)的智能手機(jī)用戶(hù)數(shù)量不少于兩千萬(wàn)部，即使只有其中1%的用戶(hù)參與該項(xiàng)研究，也將達(dá)到20萬(wàn)戶(hù)，這是一個(gè)龐大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源，能夠有效提升該項(xiàng)研究的應(yīng)用范圍。

而在我國(guó)，網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)使用率很高。中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心發(fā)布的第33次《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示，截至2013年12月，中國(guó)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)6.18億，互聯(lián)網(wǎng)普及率為45.8%。據(jù)中國(guó)工信部統(tǒng)計(jì)，截至2013年3月底，我國(guó)共有11.46億手機(jī)用戶(hù)，其中手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)5億，且繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。如此龐大的資源，如果應(yīng)用于地震相關(guān)的研究和宣傳中，其產(chǎn)出將比其他任何國(guó)家都更加豐碩，這是一種真實(shí)的財(cái)富，關(guān)鍵在于我們是否真正關(guān)注這些財(cái)富的存在。一旦我們真正意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)用戶(hù)對(duì)于地震科技的價(jià)值，正確梳理和引導(dǎo)這些終端服務(wù)于地震科技，將會(huì)有力地推動(dòng)地震科技和地震宣傳事業(yè)的發(fā)展。

地震科研和氛圍

美國(guó)的科研氛圍平靜而濃郁，USGS這邊更是如此，我所在的門(mén)洛帕克是一個(gè)小鎮(zhèn)，那里沒(méi)有大城市的喧囂。置身于這樣的科研環(huán)境，沒(méi)有手機(jī)和電話(huà)鈴聲的紛擾，有的是來(lái)往不斷的電子郵件，很少聽(tīng)到關(guān)于家長(zhǎng)里短的閑聊，更多的是會(huì)議室里的激烈討論，有一種不把問(wèn)題弄明白誓不罷休的氣勢(shì)。每周數(shù)次的學(xué)術(shù)報(bào)告對(duì)外開(kāi)放，如果你關(guān)注，你可以參加，如果你有問(wèn)題，不管是不是報(bào)告主題涉及的，報(bào)告人都會(huì)一絲不茍的回答你，直至你滿(mǎn)意為止。這些報(bào)告人都是來(lái)自世界各地的著名科學(xué)家，報(bào)告主題豐富多彩，全部是前沿的研究理念和技術(shù)，通過(guò)這種方式的交流和溝通，做到真正意義上的互通有無(wú)，減少科研過(guò)程中的重復(fù)和浪費(fèi)。

還有值得一提的是國(guó)外高度彈性的科研管理模式。美國(guó)勞動(dòng)法規(guī)定，每個(gè)人周工作時(shí)長(zhǎng)不能少于40小時(shí)，大家不需要督促，都能自覺(jué)地遵守。我的美方導(dǎo)師每周只有一天到辦公室，一方面是與團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流和布置工作任務(wù)，另一方面就是向地震科學(xué)中心的項(xiàng)目管理部門(mén)匯報(bào)其項(xiàng)目進(jìn)展情況，其他時(shí)間就在家辦公或者去各個(gè)地震設(shè)備的安裝布設(shè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查和技術(shù)指導(dǎo)，年終的工作業(yè)績(jī)也是豐富和多產(chǎn)的，并沒(méi)有因?yàn)榉亲嗟墓ぷ餍问接绊懙剿墓ぷ鏖_(kāi)展和業(yè)務(wù)發(fā)展。這是值得我們學(xué)習(xí)和嘗試的，如果設(shè)定好每個(gè)人的工作任務(wù)和內(nèi)容，不管采取什么樣的工作形式，只要能完成既定目標(biāo)，那就足夠了。而反過(guò)來(lái)想想，我們有些人的工作狀態(tài)令人擔(dān)憂(yōu)，有時(shí)候不能很好地完成份內(nèi)之事，長(zhǎng)此以往，斗志泯滅，這于公于私都是一種傷害。如果我們也采取這樣的工作方式，未來(lái)的樣子不敢想象。

以上就是我在美國(guó)學(xué)習(xí)期間的一些見(jiàn)聞和思考，盡管這些思考可能還很膚淺，有些片面，但是根據(jù)我個(gè)人的感受，這些看似微不足道的問(wèn)題，阻礙了我國(guó)地震科技的發(fā)展，更成為我國(guó)開(kāi)展防震減災(zāi)事業(yè)國(guó)際交流和提高中國(guó)地震科技影響力的無(wú)形障礙。近年來(lái)，我國(guó)一直在努力加強(qiáng)地震數(shù)據(jù)共享和有效產(chǎn)出，不斷加大地震科技方面的投入，指導(dǎo)和引領(lǐng)廣大民眾更多地參與到地震科技發(fā)展中去，積極探索符合地震科技工作者的可行的工作方式，真正做到以人為本。因此，我對(duì)我國(guó)的地震科技水平的未來(lái)發(fā)展充滿(mǎn)信心，基于現(xiàn)有的努力和不斷的探索，我國(guó)也一定能夠走向世界地震科技的前沿，逐步引領(lǐng)地震科技的新潮流。