引言

1966年邢台M_S7.2地震后，我国开启了地震预测预报的探索历程． 1975年海城M_S7.3地震的成功预报曾给探索者带来了短暂的欢欣和鼓舞，而其后一年唐山M_S7.8大地震的监测预测过程、 短临预报的失败以及震害所造成的惨痛后果使人刻骨铭心、 永生不忘，促人研究与思考． 2008年汶川M_S8.0特大地震在没有任何预警情况下发生的严酷事实，更是引起了地震学界和社会的巨大震惊、 困惑甚至质疑，对地震预测的不同见解和激烈争论延续至今． 2011年日本东海M_S9.0巨震的发生使地震预测预报的探索似乎进入了冰河期． 这使得我们必须要认真分析讨论相关问题，以厘清地震预报的现状和问题．

实际上，地震不能预测的观点主要针对的是短临预测． 尽管地震的长中期预测同样是一个难度很大的科学问题，在烈度区划低烈度区发生高烈度强震的现象不乏其例，但地震危险性的长期评估和数年尺度的地震趋势预测被认为是可行的，且这类研究有增无减，还不时有对某地区(如美国南加州)大地震预测的报道(中国日报网，2014)； 而对几十天、 几天乃至数小时的地震短临预测则是争议的焦点． 难度大、 投入大、 责任大和进展缓慢可能是使研究人员望而却步的潜在因素，而地震前是否存在可用于判定地震发生时间、 地点和震级三要素的可靠前兆，并得以作出能取得减灾实效的短临预测，则是问题的核心．

地震预测预报是公认的世界性科学难题． 地球内部的“不可入性”、 大地震的非频发性和地震物理过程的复杂性等均是解决这一问题时必须面对的难点，而知难而进是地震工作者的担当(陈运泰，2008)． 如果说地震的长中期预测还可以根据一定资料开展研究的话，则上述难点对短临预测的制约更大，获得足够的资料更难，未知的问题更多． 短临预测是对某个地震的具体时间、 地点和震级等的预测，社会影响大、 要求精度高，因而难度高、 风险大、 责任重． 为此不仅要掌握大区域地震监测资料，更需要震中附近地区足够的实时观测资料才能进行，然而在震中附近部署有观测网的却很少． 一般情况下，地震预测试验场或研究区内不发生预期的地震，发生地震的地方却没有部署观测台网，或观测资料很少． 因此，地震短临预测面临的挑战非常尖锐，要取得突破需要有特殊的措施、 长时间的巨大努力，因此对这样的重大科学难题产生不同的见解甚至发生激烈争议是很正常的．

我国是多地震和地震灾害最严重的国家之一，设有专门的政府地震管理机构中国地震局，除台湾省外，全国各省(区、 市)均设立地震局(办)，地震预测预报探索已进行了50年． 广泛的科学实践为研究地震预测积累了大量的观测资料和丰富的正反面经验教训，比起其它国家，在我国更有条件对地震预报的一些基本问题进行分析和研究，以谋求地震预报和防震减灾事业的健康、 创新发展． 这样，广泛、 深入的学术讨论就显得尤为重要，故本文拟对地震预报可行性的科学与实践问题进行探讨．

1.   特殊历史条件下的地震预报科学实践

1966—1976年，我国大陆处于M_S7.0以上大地震的高发期． 我国政府对地震预报这一关乎民生的重大难题勇于决策，地震预报的大规模探索从1966年邢台M_S6.8和M_S7.2地震拉开序幕． 当时的大地震频发现象，有助于克服“大地震的非频发性”这一科学难点． 这一特殊历史条件给我国的地震工作带来特殊的机遇，也取得了众多的成果、 经验与教训．

1) 国家重视、 组织有力. 邢台地震发生在人口稠密、 工农业发达、 紧邻首都的地区，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，引起了党中央、 国务院和全国人民的极大震惊和关注． 周恩来总理3次亲临现场慰问和视察，提出要进行地震预报研究，号召科技工作者到现场去、 到实践中去． 1971年，国家地震局成立(1998年更名为中国地震局)． 专门政府地震管理机构的有效组织，保证了我国地震预测预报探索工作的顺利展开．

2) 抓住机遇、 广泛实践、 多路探索. 1966—1976年共发生M_S7.0以上大震13次(前震、 双震和余震共3次未计在内)，其中9次取得了不同程度的观测资料和预测预报实践经验与教训(马宗晋等，1982)． 强震频发，为地震预报探索提供了难得的机遇． 由于对地震孕育、 发生、 发展的规律及震前是否有前兆等知之甚少，只有在“边实践、 边研究、 边预报”过程中积累知识和认识，在理论结合实际中不断求得进展． 因此，通过多学科、 多思路的广泛观测预测科学实践获得了丰富的认知，为判定地震预报的可行性提供了科学与实践依据．

3) 成果丰硕、 问题颇多. 上述机遇使我国的地震预测预报探索取得了丰硕的成果，而20世纪六七十年代世界各国地震预测探索的蓬勃开展，也在国际方面为我们提供了宽松的环境和技术支持． 在成果方面，我国是世界上取得地震观测资料最多的国家，特别是震中附近地区难得的观测资料，这是一批最宝贵的财富，为认识和研究地震提供了基础观测资料． 我国在地震监测预报方面进行的不懈探索和大胆尝试，取得的部分成功预测预报少数地震和大量失败经验与教训，为认识地震预报的可行性、 复杂性和发展战略提供了依据． 在此过程中，形成了我国场源结合、 长中短临渐进式地震预报的科学思路和工作程序(丁国瑜等，1981； Ding et al，1984)． 尽管这一科学思路和工作程序尚需进一步检验和完善，但已为认识地震孕育、 发生和发展规律以及研究地震前兆指明了比较符合大自然实际的科学途径．

由于我国的地震预报工作是在科学技术准备不足、 对许多问题不甚清楚的情况下仓促上马的，因此特殊的历史条件给我国的地震预报探索工作带来了不少局限性，主要表现在： 对解决地震预报这一科学难题的复杂性和困难估计不足，过于乐观，重实践有余、 重研究不够，理论研究更不够等． 虽然这些局限性和不足给工作带来不少影响，但仍为日后工作提供了有益的启示．

2.   科学与实践问题的讨论

通过50年的地震预测预报科学实践，我国在地震预测预报研究上取得了多方面的进展，涉及了多方面问题； 而国际上，地震预测探索从蓬勃发展转入低潮，地震不能预测的主张公开化，争论激烈． 地震预报的一些科学与实践问题亟待回答，在此试作讨论．

2.1   地震前兆及其复杂性与地震预报的可能性

地震是否有前兆，一直是科学界关注的焦点． 地质学、 地球物理学和岩石力学等的基本理论和实验研究均支持地震前兆存在的可能性，但其是否确实存在，是否可以用现有的技术手段观测得到，是否可以用于预测地震，则需要通过观测与预测实践加以验证．

2.1.1   地震前兆的含义

对地震前兆的含义存在狭义和广义两种不同的理解． 狭义的地震前兆是确定性的，应来自震源，甚至应是必震的信息，即狭义地震前兆的出现与相对应的地震发生存在直接的因果关系． 例如，国际地震学与地球内部物理学协会(International Association of Seismo-logy and Physics of the Earth’s Interior，简写为IASPEI)在1988下半年起开展征集、 推荐和评选优秀地震前兆震例的活动，即为狭义的地震前兆(中国地震学会地震前兆专业委员会，1991)． 广义的地震前兆则认为： 地震的孕育、 发生和发展是一个复杂的过程，其所受的影响因素很多，伴随这一过程出现许多异常现象； 把这些与地震孕育、 发生过程相关联的有别于正常变化背景的异常变化称之为地震前兆． 也就是说，广义地震前兆的出现与相对应地震的发生存在间接或直接的关联性． 实践表明，地震前兆是综合的自然现象，利用群体(综合)前兆解决地震预报问题可能是当前更现实的途径． 因而《中国地震分析预报方法指南》 国家地震局编． 1991． 中国地震分析预报方法指南. 见： 震情研究(中国地震分析预报方法指南专辑)．(3)： 1--89.和《震例总结规范》(下简称《规范》)(中国地震局，2007； 张肇诚等，2013)对地震前兆采用广义的理解，但并不意味着放弃对确定性地震前兆的探求．

在《规范》中还定义了地震前兆异常，即地震前兆异常是“地震前出现的，有别于正常变化背景的、 可能与该地震孕育和发生相关联的异常变化”． 这一定义首先要求是确切的“异常变化”，其次该“异常变化”有“可能”是地震前兆． 作这样的规定是为了避免丢失一些有争议的可能有用的信息，以便在震例研究中能更完全地记录下异常现象与资料供后人研究(张肇诚等，2013)． 在很多地震文献中，地震前兆和地震前兆异常两词常常是同义语，这是因为： 一方面，当其它因素干扰排除后，广义地震前兆可以将可靠的、 与地震发生时空关联的异常作为地震前兆加以讨论和研究； 另一方面，研究这些异常资料是探索地震前兆的现实可行途径，当通过定性和统计研究确认其与地震存在的相关关系时，可将其作为地震前兆研究成果．

2.1.2   代表性大地震事件回顾

1966—2016年4月我国大陆发生M_S≥5.0地震千余次，其中M_S≥7.0地震29次(4次M_S>7.0前震、 双震和余震未计在内)，M_S≥8.0地震2次． 对邢台、 海城、 唐山、 松潘和昆仑山口西等大地震和一些中强地震曾总结、 出版过许多专集，发表了众多有关地震前兆的文章，但由于没有统一的规范和要求，使用和研究起来比较困难，特别是难于进行系统的对比分析和综合研究． 为此，国家地震局自1988年起，系统出版了《中国震例》10册，共辑入1966—2006年236个震例的研究报告，包括275个地震震例和3 300多条前兆异常(张肇诚，1988，1990a，b，1999，2000； 陈棋福，2002a，b，2003，2008； 蒋海昆，2014)． 这些震例的研究报告，按《规范》的统一要求，通过系统收集、 整理、 反复核实研究该次地震的全部监测预测资料和文献编撰而成，反映了当时的资料和最新研究成果，可供后人追踪研究和对比研究．

在上述中国大陆发生的29次M_S≥7.0大地震中，除5次地震的震中位于边远山区和3次地震为深源地震外，其余21次地震均获得了不同完整程度的观测资料，占全部M_S≥7.0地震总数的72%． 《中国震例》1—10册(1966—2006年)总结研究了其中的16次震例，还有5次地震待按《规范》进行研究总结． 此外，《中国震例》还辑入了震中在我国边境附近，境内有观测资料的2次地震． 这23次M_S≥7大震和200余次中强震的观测是难得的科学实践，使我们积累了对地震前兆和地震预测问题的认知． 几次代表性大地震的情况列于表 1．

表  1  1966—2001年几次代表性大地震事件情况表

Table  1.  The information of several representative strong earthquakes during 1966—2001

地震名称	现象及启示	主要来源
1966年3月8日、 22日河北邢台MS6.8、 MS7.2地震	调查到诸多震前异常现象，说明地震可能是有前兆的； 观测到强余震前小震闹、 大震到的规律，并有强余震成功预测实例	河北省地震局，1986； 曾炬等，1988
1969年7月18日渤海MS7.4地震	震前观测到时间长、 分布广、 幅度大的异常现象； 调查到许多宏观异常，如天津动物园的动物异常	季同仁等，1988
1970年1月5日云南通海MS7.7地震	再次证实震前有宏观异常现象； 显示活动断裂与地震的关系密切	陈立德，1988； 刘祖荫等，1999
1973年2月6日四川炉霍MS7.6地震	打破Ⅹ度区短期内大震不重复的概念； 观测到甘孜台地电阻率长达1年多的异常，姑咱台水氡突跳和康定台地倾斜打结等异常现象	程式，任昭明，1988
1974年5月11日四川大关MS7.1地震	发生两组断裂交叉的争论； 观测到地电阻率1年多的趋势下降	罗平，1988
1975年2月4日辽宁海城MS7.3地震	观测到较多前兆异常，特别是大量的前震和丰富的宏观异常； 有中期预报，临震预报成功，取得了减灾实效； 肯定了长、 中、 短、 临预报思想； 打破了区划图的烈度预测	朱凤鸣，吴戈，1982； 全蓥道，1988
1976年7月28日河北唐山MS7.8地震	一次无前震震例； 观测到大量前兆异常及长、 中、 短、 临全过程变化； 有中期预报，短临预报失败，灾害惨重； 揭示了地震前兆和预测预报工作的极大复杂性，有众多教训和启示	梅世蓉，1982； 张肇诚等，1990a
1976年8月16日四川松潘MS7.2地震	中短临异常丰富，宏观异常3个月内三起三落，向震中区迁移； 有较好的中、 短、 临跟踪预测，短临预报坚持3个月，是一次部分成功预报的地震； 提出了多源孕震及其前兆和社会学问题	四川省地震局，1979； 程式，任昭明，1990
1995年7月12日云南孟连西MS7.3地震	异常项目较多，长、 中、 短、 临阶段性明显，短期和临震阶段出现“巨变”异常； 是一次有长、 中、 短、 临成功预报，取得减灾实效的地震； 提出多震孕育和异常叠加问题	付虹等，2002
2001年11月14日青海昆仑山口西MS8.1地震	一次近场观测资料少、 有较多远场观测资料，不能预报，但有众多启示的地震； 震源区无资料； 异常分布近3000 km； 大地震的孕震范围问题再次被提出	中国地震局监测预报司，2002； 陈玉华等，2008

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关于2008年5月12日汶川M_S8.0地震，由于按《规范》要求完成的研究报告尚未发表，故而未列于表 1中． 与昆仑山口西M_S8.1地震不同，这次地震发生在附近有台网的川滇地区． 世界上也还没有在震中附近有台网、 可观测范围达数千千米的情况下，对一次M_S8.0特大地震进行直接监测的机会． 然而，这次地震前未作出趋势和短临预测、 未发现异常，与以前的观测实践显著不同． 这次地震有没有前兆？ 中期和短临为什么没有预警？ 如有前兆，为何没有觉察，有何特点？ 在种类、 数量和时空分布上与我国以前发生的地震有何共性与差异？ 如无前兆或异常少，原因何在？ 工作上有何经验、 教训与启示？ 几十年来我国取得的认识、 经验和教训应作哪些补充、 修改，甚至否定？ 这些科学和工作问题的答案将决定地震预报探索的道路与前景． 汶川地震是一次严峻的检验与挑战，也是一次机遇，鞭策我们全面回顾总结和认真研究，认清现状与进展，规划未来．

据目前掌握的情况、 文章、 报道和资料来说，汶川地震前没有觉察和没有前兆的说法是不符合实际情况的． 对于我国西部包括南北地震带的地震形势，一直以来极为重视． 2004年印度尼西亚苏门答腊M_W9.1特大地震后，一些专家“深切地感受到强震危险正在慢慢地向我国逼近”，在有关报告中写到“如果未来的强烈地震也像印度洋大震那样突然发生在我国某个不曾估计到的地方，甚至落在南北带上我们未曾指出过的地方，其后果真是不堪设想”，建议“开展更深入的和更有针对性的科学研究”． 成都—龙门山中南段地区是2006—2020年全国24个地震重点监视防御区之一． 龙门山断裂带的地震活动水平和形变速率低，以及大区域地震平静(空区和平静)的现象，震前受到了各方面关注、 困惑并提出了不同的解读． 一种见解认为，这一地带的构造变形可能由青藏高原内部的地质、 地球物理和地球化学等过程所调节吸收． 唐山地震前也有类似情况，现在看来这恰恰是大地震孕育的特征． 汶川地震有较多前兆异常，这方面已发表了不少文章，2009年《地震》(21卷1期)和《地震学报》(31卷2期)均有专辑(期)刊出，其震前、 震时和震后的异常分布范围达数千千米，异常远距离显示的情况与昆仑山口西M_S8.1地震是一致的． 2013年4月20日四川雅安市芦山M_S7.0地震的监测情况则与汶川地震颇不相同，长中期有预测，短临有觉察． 汶川地震后，陈运泰等(2013)根据震源特性分析，提出龙门山地震带南段有一破裂“亏空”区，并认为龙门山断裂带西南段宝兴—小金一带存在发生M_W6.7—7.3地震潜在危险性的地震趋势估计，而芦山地震的发生初步验证了这一估计． 汶川地震后，地处雅安的四川省地震局测绘工程院在龙门山地震带南段跟踪监测，发现并报告了异常(柴会群，2013)．

对于M_S5.0—6.9中强地震的异常，分布范围可达数百千米，相对集中于距震中200—300 km，有中期异常，主要为短临异常． 综观M_S≥5.0地震，单次地震异常的种类、 数量、 阶段性及变化特点相差很大； 但总体上种类多、 数量大，并呈现出某些共性的综合特征(张肇诚等，1990b； 梅世蓉等，1993)．

综合分析1966年以来我国的观测实践，可以对地震前兆获得一个比较完整的认识． 唐山地震发生在我国观测台网最密、 技术力量最强、 人口密集、 工农业发达的地区，同时也是发生在该台网建立后工作状态最佳的时期，取得了迄今为止国际上最完整的对一次近M8大震孕育、 发展、 发生、 震时和震后变化的全过程观测资料(梅世蓉，1982； 张肇诚等，1990a)． 其它地震由于观测台站较少，取得了不同完整程度的异常资料． 在震例资料逐渐积累的过程中，随着地震的发生不断获取新鲜的资料和经验(表 1)，分析比较唐山地震与其它地震的异常，通过相互补充和再检验，逐渐获得了地震异常时、 空、 幅度等发展变化规律的认识． 例如，通过海城地震和唐山地震认识到有前震地震和无前震地震是两大类截然不同的地震类型，短期特别是临震阶段异常表现不同； 然而即使是同类型的地震，异常的表现也是有差异的． 又如： 关于异常的分布范围问题，唐山M_S7.8地震给出了在震中附近异常相对集中及可分布到距震中600 km以上的概念，震源影响场应是震源尺度多少倍成了研究课题； 后来的震例不断突破这一纪录，远距离前兆一时成了热门话题，场兆与源兆问题被提出； 然而昆仑山口西M_S8.1和汶川M_S8.0特大地震的异常分布到了2000—3000 km以上，近距离异常与远距离异常的实质及其之间的关系亟需在理论和实践上给出回答． 再如： 海城地震与唐山地震的震中相距约400 km，出现了两次大地震异常的叠加与后效问题； 在唐山地震孕育的中期向短期的转换阶段，1976年4月6日内蒙和林格尔发生M_S6.2地震，同月22日河北大城发生M_S4.4地震，这两次地震与当时北京、 河北和天津附近地区所出现异常(唐山地震前的异常)的关系成了争议的焦点，1976年5月在北京召开了京、 津、 唐、 渤、 张地区地震趋势碰头会，会上就有两种尖锐的分歧意见，地震异常的叠加和相互影响直接影响了唐山地震的短临预测 张肇诚. 2006. 沉重的代价、 珍贵的财富纪念唐山地震30周年. 见： 中国老科技工作者协会地震分会、 中国地震局离退休干部办公室编. 建言集中国地震局老科技工作者纪念邢台、 唐山、 松潘、 龙陵地震文选： 22--32.； 孟连西M_S7.3地震观测到较多异常，继后云南境内又发生武定M_S6.5地震和丽江M_S7.0地震，异常叠加和多震孕育问题再次受到关注． 如此种种，50年来的震例观测和监测预测资料相互补充逐渐形成了比较清晰的认识． 实践表明： 地震前兆是存在的，它们是广义的地震前兆． 也许会问，震例记录的是前兆异常，它不等于地震前兆吗？ 当然不能排除震例前兆异常中尚有未排除干扰、 或置信度很低的异常； 但大量可靠异常的存在是基本事实，给出的基本认识是可以肯定的．

监测预测实践为回答地震是否可以预报问题也提供了依据． 海城地震的成功预报一时使地震工作者沉醉于过度乐观的情绪之中，以为M7地震预报问题解决了． 唐山地震预报的失败使国际地震界一片哗然，我国地震工作者感受到巨大的压力． 海城地震后，国际地震考察团的报告肯定了海城地震的成功预报(Raleigh et al，1977)，在唐山地震后却又受到质疑，然而30年后的再次调查也仍然肯定海城地震是实践上成功预报的大地震(Wang et al，2006)． 1995年孟连西M_S7.3地震的成功预报令人振奋． 1996年3月日本东京大学举行“地球化学和水文学方法预测地震和火山喷发的研究”国际会议，主持人协田宏(Hiroshi Wakita)教授要求作者带孟连西地震的资料到会作介绍，会下和会后美国卡耐基研究院资深研究员Paul Gorden Silver进一步与作者详谈并通过电子邮件审慎地反复核实资料． Silver和Wakita(1996)综合报导了3月国际会议上地震前兆研究的进展，包括孟连西M_S7.3地震前兆及成功预报的情况． 汶川地震和日本东海地震似乎使地震不能预测的观点更占上风． 然而，根据某些异常作出了一定程度预报的事实是现实存在的，这显示了地震预报的可能性； 同时，个别成功与大量失败也展示了地震预报的复杂性和困难性．

前兆观测资料是极其宝贵的科学财富． 国际上很重视前兆观测资料，然而震中附近的前兆观测资料很少． 在作者与美国和俄罗斯(前苏联)地震学家交流与合作的过程中，美国的Paul Gorden Silver和俄罗斯的Gennady Aleksandrovich Sobolev都希望共同研究中国的地震资料，并提出合作翻译出版《中国震例》的精选本． 虽然后者由于翻译的难度及其它原因未能实现，但俄罗斯与中国专家合作研究了华北北部的前兆观测资料并取得了可喜的成果(Ponomarev et al，1998；Пономарев и др，1999)．

2.1.3   地震前兆的复杂性

地震是有前兆的，这是多年观测实践得出的直观概念，但前兆同时也是复杂的，这才是全貌． 地震前兆的复杂性导致了唐山地震短临预测的失败，由此启动了对其复杂性的研究． 前震是公认的前兆，但震群与前震如何区别，判断失误屡见不鲜． 宏观异常也是公认的可期盼的前兆，但松潘地震前3个月三次出现、 三移地点，难以捉摸； 唐山地震前宏观异常出现时间短促而难以利用； 在远离震中的一些敏感点上出现宏观异常，更易混人耳目． 远红外、 GPS形变和干旱等异常在大范围内可多处同时出现，如没有未来震中附近观测异常的支持，短临预测就不能明确可能发震的地点． 异常发展的阶段性及其时间短长在不同地震前不相一致． 异常的具体种类、 多源孕震、 远距离前兆、 敏感点(带)、 异常重复性等问题亦有待于深入研究． 客观存在和复杂性是地震前兆的完整属性，不能偏废任何一方．

2.2   地震前兆的物理基础

一次M7.0地震释放的应变能的数量级可达10¹⁵ J，很难相信如此巨大的能量在地壳内积累或释放前不呈现任何信息． 虽然地质学、 地球物理学和岩石力学等的基本理论和实验研究均支持地震前兆存在的可能性，但其是否确实存在，是否可以用现有的技术手段观测到，是否可以用于预测地震，则需要通过观测与预测实践加以验证． 我国的实践对此给予了正面回答． 为什么会出现如此多样复杂的前兆异常呢？ 这使得阐明其物理成因与形成机制显得尤为重要． 构造地震是区域构造运动长时间积累的能量超出震源区介质的承受能力而发生破裂的结果，从区域变形的能量积累到震源区的形成直至最后发生地震，这是一个长期的地质时间尺度过程，这一过程中可能孕育一个或多个潜在震源，观测到的可能是某个或多个潜在震源发展到某一阶段或最后阶段的相关变化． 所发生的一次特定强震并非是一孤立的事件，而是整个区域构造变形体系多事件中的一个，伴随该事件出现的变化现象，与该强震事件确实密切相关，但也不能排除与其它事件之间可能的关联性，尤其对同一构造区相继发生的地震事件(震级相当的或后续的更大地震)而言． 基于地球内部探测的科技能力有限，地震孕育过程或多或少会在不同范围内引发非同以往的一些现象，既可能包含区域应力场变化引起的异常(场兆)，也可能包含因震源介质变化引起的异常(源兆)． 这是对构造地震及其前兆成因的总体看法，是直观和合理的，得到了震例观测资料的支持．

20世纪80年代初，马宗晋(1980)基于观测实践提出了多(应力集中)点应力场与地震的观点，成组(成串)地震发生的现象也因此受到了关注(李自强等，1980； 李钦祖等，1994； 傅征祥等，2010)，进而展开了对多应力集中点(多源场)和成组地震的理论模型与数学模拟的研究(张国民等，1995； 张国民，李丽，1997； 李丽，张国民，1999)，初步解释了大区域应力场内多震源孕育的合理性．

20世纪70年代以来，国内外研究人员提出了多种地震孕育的物理模式，例如，岩石膨胀-流体扩散(dilatancy-diffusion，简写为DD)模式(Scholz et al，1973)，包体(inclusion)模式(Brady，1974，1975，1976a，b)，岩石破裂的雪崩式不稳定裂隙形成(crack-avalanche，简写为CA)模式(又被称为IPE模式)(Мячеин и др，1974)，岩石膨胀-断层蠕动(dilatancy-creep，简写为DC)模式(牛志仁，1978)，能量积累单元与调整单元构成的组合模式(郭增建，秦保燕，1979)，立交模式(郭增建，1985)，坚固体模式或硬包体模式(梅世蓉等，1989； 梅世蓉，梁北援，1989)． 这些物理模式可分为孕震(地震孕育)模式和震源模式两大类． 孕震模式可用于宏观解释大范围(场)内一个或多个地震孕育过程中出现的现象，能量积累单元与调整单元构成的组合模式属于此类，国外这方面的研究不多，国内颇受重视； 对多应力集中点(多源场)和成组地震的研究与此有关． 震源模式试图解释具体地震震源及其前兆的发展过程，DD模式一度被认为是突破性的进展，然而各种模式并不能解释所有观测到的现象，因为地体环境条件很复杂，不是一种给定条件下的模式或模型所能解释的．

2.3   关于地震能否预测的争论

地震预测预报科学难题解决之前，地震能否预测会是永存的争议． 20世纪90年代初，Robert J. Geller就提出地震预测要改弦更张． 1995年日本阪神地震发生后，地震预测遭到进一步质疑． 之后，Silver和Wakita(1996)在《科学》上发表了“地震前兆探索”一文，Geller等(1997)在《科学》上发表了“地震不能预测”一文，两篇文章具有关联性． 1997年5月，美国地球物理协会(American Geophysical Union，简写为AGU)在美国巴尔的摩召开春季年会，地震预测的争论公开化． 为此，中国地震局于1997年和2004年分别召开了座谈会 中国地震局科学技术委员会办公室等． 1999． 国内外专家关于地震预测问题讨论文集． 1--191．和研讨会(中国地震局监测中国地震局监测预报司，2005)，但不可否认这一争论在思想和工作上对我国的地震研究具有潜移默化的影响．

作者应邀参加了东京和巴尔的摩的两次会议． 受Paul Gorden Silver的邀请，作者提前一周到华盛顿卡耐基研究院进行学术交流． Paul Gorden Silver和Selwyn Sacks(萨克斯体应变仪的发明者)等了解到唐山地震等震例前兆资料后极为兴奋和惊讶，认为中国有丰富的、 极好的前兆观测资料，同意我们关于广义地震前兆和狭义地震前兆的观点，希望进一步合作研究． 在AGU春季年会上有5名主发言人： David Jackson，Lym Siks，James Dieterich，Silym Sacks和Hiroshi Wakita． 5位发言人并没有否认地震预测的必要性和可能性，反而均认为应搞下去或希望成功，但对实现预测的难度和已取得的前兆观测资料可信度的估计颇为不同． David Jackson在会上解释Geller等(1997)一文的意思是地震现在不能预测(注： 英文现在式)，并不是永远不能预测(1997年3月19日中国科技日报“地震根本不能预报”的译法是不妥的)； 他希望地震预测取得成功，但否定存在可检验的前兆，提出地震前兆应具备3条标准，即震中附近幅度大、 要有同震效应和要有重现性． 作者与Yan Y. Kagan进行了讨论，他对希腊科学家Panayiotis A. Varotsos等的地电预报地震方法(VAN)进行了分析和检验(Kagan，1996； Kagan，Jackson，1996)，认为该方法是无效的，进而否定前兆，不愿再花费时间去研究前兆． Yan Y. Kagan等肯定中长期预测，主张并从事这方面的研究，但对短临预测却步．

持地震不能预测观点的人，大多是从震源及狭义地震前兆的观点出发考虑问题． 然而即使是震源孕育，如果尚未达到失稳的阶段，过程都会是可逆的，确定性前兆难以期待； 进入失稳阶段可能会出现确定性前兆，其具体表现又会是复杂的； David Jackson的地震前兆3条标准过于理想化． 学术争论上的不同意见并不是互不相容的，大家都认为目前还不能进行准确的短临预测，共同的愿望是实现它； 分歧在于科学思路和技术途经的不同、 对已取得的观测资料和观测事件认识的不同、 以及对解决科学与实践问题的难度和前景估计的不同，在此不能排除经费、 项目和成果考量的潜在影响．

2009年4月6日意大利拉奎拉M_S6.3地震事件引起了国际社会和科学界的极大关注． 意大利政府震后邀请美、 中、 意、 法、 英、 希、 俄、 日和德等9个国家的10名著名地球物理学家组成“国际民防地震预报委员会”(下简称委员会)，要求对国际地震预报的认知状况进行评估，并提供可操作的地震预报实施指南． 该委员会于2009年10月提交了题为《可操作的地震预报： 认知状态与应用指南》的报告，报告回答了有关问题，反映了委员会对地震预报，特别是可操作的短期预报所持的积极态度(Jordan et al，2011； 陈运泰，2015)． 委员会主席Jordan(2013)在讲演词中说，“拉奎拉地震事件说明了为什么在这种富媒体环境下，发展可操作的地震预报能力是一种需求，而不是一种选择……． 可操作的地震预报的时代已经来临，美国地震学会在搜集、 交流和传播改善含时间的预报所需要的知识方面可以做很多事”． 值得注意的是，他说： “这篇报告写在新西兰克赖斯特彻奇(Christchurch)2010—2011年破坏性地震序列和2011年3月11日日本东北灾难性地震之前． 但是，我们从这些悲剧中学到的东西支持国际民防地震预报委员会的调研结果和建议”． 这是国际地震预报发展的新动态，地震预报探索会在争议中不断发展和进步．

2.4   地震观测的重要性重要经验与教训之一

我国在20世纪60年代的地震高潮期及时建立了观测系统，获取了第一手观测资料和预测预报实践经验，为探索地震预报创造了必要的条件． 但布设的地震观测台网在诸多方面存在一定的不足，例如： 观测点的选取、 观测网的布局、 观测仪器的选取与优化、 观测方法的研究与改进、 辅助观测项目的确定、 干扰的识别与排除、 观测资料的衔接与仪器对比等一系列基础性的工作． 这些问题虽然在实践中不断有所改进，但仍然给资料的使用和研究带来了困难，观测工作的科学性和严谨性有待提高． 这些年来，在台网管理和优化上尽管作出了一定的努力，台站建设和管理上仍面临严重问题． 以水化观测为例，1966年邢台地震之后逐步建设起来的水化地震观测台网，在众多地震前取得了观测资料、 检验了观测手段、 在监测预报中发挥了积极作用 张炜. 2006. 一代人的艰苦探索历程纪念唐山地震30周年，回顾水化学地震前兆的观测与研究. 见： 中国老科技工作者协会地震分会、 中国地震局离退休干部办公室编. 建言集中国地震局老科技工作者纪念邢台、 唐山、 松潘、 龙陵地震文选: 33--48.(张炜等，1988； 张炜，1992)． 1985—1990年台网进行了调整改造，用5年时间进行了优化建设，通过严格的论证和验收，在全国建成了由330个台，包括366个水氡观测点，组成的水化网． 可是，据2008年不完全统计，全国水氡观测点仅剩下145个，减少了一半以上． 原有水氡观测点中有一批经过多次大震检验、 对地震反应灵敏、 能够反映深部信息的热水自流井，由于断流及其它干扰原因几乎已全部停测． 之后，又未能及时补充新的自流井观测点，因而使水氡观测点，特别是优良测点的数量大幅度下降． 近20年来水氡观测仪器老化严重，又未给予补充或更新，一些测点的观测质量难以得到保证． 21世纪初，开展了数字化遥测传输气氡的工程建设． 由于气氡反应灵敏、 对观测条件和观测技术要求严格，上新仪器的前期基础工作，如新老仪器的长期对比观测、 传输过程中的干扰、 气氡仪稳定性和可靠性检验、 观测点条件选择、 观测系统的合理设计，包括引水与采水装置的精心设计、 安装与调试(张炜，1992； 张新基，张炜，1993)等一系列直接影响观测质量的问题没有给予充分重视，建立和启用了100多个数字化气氡观测点，而观测质量难以保证，有些质量很好的水氡观测点甚至被停测． 据基层和分析人员反映，气氡仪的稳定性低，观测资料的质量和连续性差，难于应用于监测预报中． 综上所述，由于对基础观测重视不够、 科学管理与基础研究工作有些脱节，水化观测资料的质量和数量都受到了很大影响，这些必然会严重影响地震的短临异常及大震的中长期趋势异常的发现与判定． 其它学科观测手段或许也存在这样那样的问题． 这些可能就是汶川地震前没有发现异常和前兆的一方面重要原因，需要认真研究．

3.   结论与建议

50年来，科学实践取得的基本认识是： 地震是有前兆的、 前兆是复杂的，并有部分成功预报的实例． 这表明，今天对地震预报的知识和认识与50年前相比已不可同日而语． 丰富的观测资料和研究成果，使我们有条件切实思考和部署更深入的研究． 此前的科学实践，更重于实践，今天则要在科学与实践并进的情况下，更强调科学性，克服局限性，获取深层次的成果． 进入探索的新阶段既是时代赋予地震工作者的光荣使命，也是对唐山地震40周年的最好纪念． 唐山地震是在特定条件下取得的相当完整的一次大地震观测资料，遇到了观测、 预测、 预报、 预防等各方面的科学与实践问题． 震后又开展了多年的科学总结与研究． 以唐山地震为核心、 其它地震作补充，进行分析对比研究，将切实帮助我们思考各方面的问题． 提出建议如下：

1) 完善、 改进地震观测，部署新一代观测系统. 地震观测资料需要继续积累，同时要认识到，我国的第一代观测台网本质上是为探索地震预报的可行性建立的，利用它基本实现了可行性探索，也证实了地面基础观测的重要性． 但是，要取得突破性的进展，仅有地面观测台网是不够的，必须进一步完善(张肇诚，张炜，2009)． 深入分析比较唐山地震时或该地区最佳监测状态时与现时台网的不同及监测能力的变化，弄清现状、 找出问题，结合当前的有利和不利条件改进观测台网． 现代科学技术的进步是有利条件，为观测、 传输、 数据保存、 情报收集和大范围地、 空观测等提供了可能．

2) 组织对孕震过程及其前兆和重大问题的再研究. 应该重新审核或再研究以前得到的认识，加强物理基础的论证． 加强与国外同行的交流，争取更多的国际交流与合作．

3) 单学科研究与多学科综合研究相结合，加强学科组的作用. 地震预测是边缘科学，多学科探索与综合研究并进是成功的探索途径． 学科组起了重要的组织、 推进功能，需要坚持并发挥其在深入探索中的作用． 其中，最重要的工作是地震前兆的深入研究． 《可操作的地震预报： 认知状态与应用指南》报告极为重视“寻找诊断性地震前兆”，回顾了IASPEI于1988—1997年的评选地震前兆的活动，总结了若干类型地震前兆的最新研究，认为“迄今寻找诊断性前兆还远未成功”． 诊断性地震前兆的含义是，“另一种预测战略是监测可能与断层破裂的孕育阶段有关的物理的、 化学的或生物的变化． 如果前兆性变化能以很高的概率和很低的误报率预测一次即将发生地震的位置、 时间和震级，则被认为是诊断性的”，即报告采用的是狭义地震前兆的概念． 我国的观测实践表明，对地震前兆采用广义的理解，利用群体(综合)前兆解决地震预报问题可能是更为现实的途径(战略)． 要突破的难点是： ① 如何提高判定所观测到异常的可靠性，在《中国震例》中并非每条异常均使人确信，单学科的攻关颇为重要； ② 阐明产生地震前兆的机理； ③ 进行多学科前兆的综合研究，探索地震孕育的物理过程及预报方法，获取多异常预测的概率增益，并向物理预报方向努力．

4) 发挥中国地震局的职能，组织好新阶段的地震预报探索. 1971年，应地震预报探索的需要成立了国家地震局(现中国地震局)，地震监测、 预报和科研是地震局的中心工作． 有力的组织使我国半世纪的地震预报科学探索取得了明显进展，新阶段的探索有赖于地震局的得力领导和组织． 唐山地震监测预报的重要经验教训之一是，监测大震必需有一个全国震情和观测资料及时汇总和研究的分析中心，于1980年成立了国家地震局分析预报中心． 经过20多年的努力，形成了一个全国中心与省分析预报中心密切配合有效率的监测预报工作体制，在地震监测预测及科学攻关研究中起到了关键性作用，受到国际同行的关注． 总结历史经验和教训、 加强科学管理及体制改革是组织新阶段探索中要研究的问题． 要重视“可操作的地震预测预报”这一国际地震预报发展的新动态． 意大利政府在遭遇拉奎拉地震之后，以尊重科学的态度，认真地研讨政府对地震预测预报的认知和对策，值得借鉴．

我国地震预测预报探索所取得的进展是广大地震工作者共同辛勤劳动的成果． 邢台地震50周年和唐山地震40周年之际，让我们怀着崇敬的心情缅怀逝去的老一辈探索者和继承者． 在世的第二代探索者也已到古稀之年，还在继续奋斗． 新一代探索者正处当年，肩负新探索的重任． 解决地震预报难题需要几代人的艰辛努力，继承与不断创新，共同为实现地震预报梦而奋斗． 实现地震预报是广大人民群众的共同愿望，希望能得到社会更多的理解与支持． 为了地震科学的健康发展，希望形成科学争论、 研讨之风，形成共谋发展的新局面，以此纪念唐山大地震40周年．