分享本文至 E-mail 信箱

學術引用格式

MLA (點一下全選)

APA (點一下全選)

EndNote(.enw)

為什麼地震預測這麼難?——《震識》

  • 文/潘昌志|「你地質系的?」不,但我待過地質所,而且還是海研所的碩士。無論在氣象局、小牛頓…都一樣熱愛地科與科普。現在從事試題研發工作,並持續在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科的各種知識,想以科普寫作喚醒人們對地球的愛。

之前我們聊到「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,因此特別出面開記者會因應。為什麼多數地震學家對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)或是發布警報卻沒發生地震(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/By J. Johnson – Own work, CC0, wikimedia commons

但話說回來,為什麼地震預測這麼難?又為什麼很多個人的研究,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,這才是學者們更在意的地方。

無論是「地震的成因是因為板塊錯動?事情沒有那麼簡單!」一文中的歷史脈絡,或是其它科學史故事,都呈現出一種特性:科學知識非但不是一成不變,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」,而是當更新的證據出現時,除了需要重新檢視我們過去的看法,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,就更需要時間讓觀念融合,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,而在漫長且嚴苛的驗證過程中,淘汰掉的未必是舊的論點,也可能是新的想法出現瑕疵而被自然消滅。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,就是有一個可以否定原來某個理論的鐵證,那舊的理論就該放棄了!

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……等等,但這些知識並非教條,而是代表它在長時間的檢驗及淬鍊之下,已經很難被否證了。而這些知識會變成根基,他就像你在打電動破關一樣,當你得到了裡面已經經歷過事件或是已經破過的關卡存檔資歷時,就不用再重新破關一樣。

科學之所以可以日新月異,也是拜這樣實事求是的精神所賜,並不是無法檢討過去的基礎理論,而是如果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,又懶得重新了解,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,世界各地的學者皆沒有道理反對。

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。我們也不太能為此操心什麼。把握好自己能掌握的事,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方法。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,下面有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,也會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,多少可以增加對災害發生時的情境想像,或許也是一種可以用來面對未知災害時,增加準備的方式。

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。

本文原發表於《震識:那些你想知道的震事》部落格,或是加入按讚我們的粉絲專頁持續關注。將會得到最科學前緣的地震時事、最淺顯易懂的地震知識、還有最貼近人心的地震故事。

延伸閱讀:

「空虛寂寞覺得冷會傳染嗎?」「為什麼人看到可愛的東西就想捏?」「為什麼蚊子喜歡叮穿深色衣服的人?」

科學從不只是冷冰冰的文字,而是存在世界各個角落熱騰騰的知識!不論是天馬行空的想像或日常生活的疑問,都可能從科學的角度來解釋。

本月的泛科選書 《不腦殘科學2》是泛科學作者編輯團隊嘔心瀝血的超級鉅獻!不只能滿足大人與小孩的好奇心,更將拓展你的視野,帶領大家發現一個嶄新的世界!

泛科限時優惠79折(含運),現在就帶一本回家

關於作者

震 識:那些你想知道的震事

震識:那些你想知道的震事

《震識》專門跟大家「聊地震的事」,由中央大學馬國鳳教授與科普作家潘昌志(阿樹)共同成立的地震知識部落格。我們希望透過淺顯易懂的分享方式,讓地震知識走入日常生活中,同時也會藉由分享各種地震的歷史或生活故事,讓地震知識也充滿人文的溫度。部落格、粉絲專頁將於每星期二刊登新文章,歡迎各方好友來聽故事、學知識!