◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.dropin.org)(xys-reader.org)◇◇   江丕栋:从汶川地震看基础研究与国家需求的关系   回顾中断10年的中科院生物物理所震前动物行为异常研究   科学时报2008-5-27   地震能够预报吗?   5月12日14时28分,四川省汶川县发生里氏8.0级地震,几乎全国都有震感。 党和政府迅速、有力、透明地组织抗震救灾。连日来,严重的灾情和救灾前线的 战斗牵挂着每个中国人的心。   就在汶川地震发生前后,笔者正在协助整理“中国科学院生物物理所所史丛 书”中的“仿生学”部分书稿,看到其中有关“动物行为异常反应与地震的关系” 的4篇稿件,使我们产生了诸多感触与联想。   此次汶川强震造成了生命、物质、财产的重大损失,救灾工作投入了巨大人 力、物力、财力、精力甚至生命代价。老百姓也听到过地震预报的说法,包括利 用动物来预报,这自然而然地会使人提出一个问题:这种强烈地震能不能预测、 预报?因为即使只有一点预兆,采取少部分措施,减少些局部损失,也是好的。   过去的研究工作   这部关于仿生学领域的书稿,原本是准备集中反映中科院生物物理研究所新 的学科生长点发展过程的,特别是在国内开创仿生学领域的过程,这一过程突出 了“视觉仿生”的中心方向。   关于生物物理所有关地震的研究工作已经终止10年了,研究所内外的科研方 向早已经转移。但考虑到该所过去前后投入约70名科技人员,进行了30年的研究, 应该在历史上留下相关记载,因此组织了几篇有关稿件。其中有1966年生物物理 所首批三人前去邢台震区,在一直坚持研究30年后,负责此领域的蒋锦昌同志对 全过程的详细研究总结;有曾经作为小分队的主力到各地调查,并曾否定了一些 不准确的 “动物预报”的伊虎英同志所写的生动回忆;有作为宇宙生物学研究 室成员,被短期抽调到邢台震区的陈涤明同志的回忆,她也附上了40年前在邢台 拍摄的场景,记叙了随同时任所长的贝时璋先生到中南海向周总理汇报的情况; 仿生学研究室的学术领头人郑竺英也记叙了第一批去邢台震区,以及后来主动进 行调查、研究的详细经过,这段经历,使郑竺英至今念念不忘地震预测工作的重 要性。   众多科研人员开辟的研究局面   1966年3月,河北省邢台地区相继发生6.8级和7.2级强烈地震,党和国家对 此极为关注。3月8日地震当晚,周恩来总理亲自召开会议听取震情汇报,提出要 开展地震预报研究的问题,并号召科学工作者行动起来,到现场去,到实践中去。   3月9日,周总理亲临邢台地震灾区视察救灾工作和慰问受灾群众。3月11日, 他在邢台抗震指挥部对地震工作作了一系列重要指示。周总理指出:“这次地震 付出了很大的代价,这些代价不能白费,必须从中取得经验。希望转告科学工作 队伍,研究出地震发生的规律来,我们应当发扬独创精神来努力突破科学难题, 向地球开战。”从此,揭开了我国地震预报研究的序幕。   据有关记载,“我(生物物理所)所首批科研人员于3月23日(另一说是29 日)到达地震区,对动物与地震的关系开始科学考察和观察研究,其后一直坚持 了30年。在地震前动物习性异常的特点、行为活动的定量观测、动物检测地震前 兆可能性的能力和机理研究等方面,取得了一定的学术和技术成果,在国内外学 术界具有一定的影响和知名度。”   在此后的10年中,利用各地的地震事件,生物物理所和中国科学院内外多个 研究机构进行了大量的调查、考察,并通过实验进行比较观察。在家鸽的震前反 应与微振动;在震前动物习性异常的特点,包括行为属性、前兆时间、地区分布 和异常反应的强度研究等方面,得到大量定量的结果。   1975年海城地震的预报成功,引起国际上的极大关注。国外专家指出:“中 国海城地震的经验打开了西方科学家的眼界,使他们开始考虑物理学事件与生物 学事件之间的关系,这种联系将关系到千百万人的生命。”接着,国际上掀起了 一场研究地震前动物异常的热潮。   唐山大地震后,在国家地震局和生物物理所的支持下,地震研究工作得到进 一步发展,在 1978年全国科学大会后组建了“动物的感觉与行为”研究室,并 从不同角度开展了地震前动物异常的机理研究,包括鲇鱼电感受器特性的研究、 家鸽振动感受器的结构研究、家鸽振动感受器的敏感性研究、电磁波生物效应的 研究、弹性波生物效应的研究等方面,其他相关单位开展了地化因子生物效应的 研究。生物物理所还为协助地方地震部门开展动物行为的量化观测,研制了鲇鱼 活动性超声波自动观测系统,和鼠活动的自动记录系统。   1966~1996年期间,生物物理所的地震预报工作主要进行了动物与地震关系 的宏观研究和微观研究。前者的目的是揭示地震前动物异常事件与地震三要素 (时间、距离和震级)的统计关系,及与其他可能出现的地球物理和地球化学的 前兆之间的时空关系。这在地震短期的临震预报尚难实现的当今,对提高人们的 警惕性而免遭地震袭击具有重要意义。动物与地震关系的微观研究是在研究可能 性地震前兆因素的生物效应的基础上,深入揭示生物的感知能力和检测模式,创 建具有生物特色的新型地震前兆监测系统,即所谓“地震仿生学”研究。对于地 震预报这样一个尚未突破的世界性难题,在30年中就基本上完成了相应的宏观研 究,而微观研究也开了个好头,实属难得。   老专家心系国家和人民   伊虎英后来还专门提到,当年他从外地执行地震考察任务回所时遇见时任所 长贝时璋先生时,贝老对他说:用动物预报地震是国家的—项重要任务,我们要 很好地完成。让伊虎英印象极为深刻的是,贝老不是用“你们”来作指示,而是 用“我们”,可见贝老将这个研究项目也看作是自己的任务。从这里,我们又看 到贝时璋先生对生物物理研究所建所方针的忠实践行,那就是想国家之所想,急 人民之所急,在建立和发展边缘学科的同时,把主动完成国家任务放在首位。   唐山大地震已经过去30多年了,郑竺英先生在去年还跟笔者谈起,她一直在 考虑,能否通过测量由前期的地层变动释放到大气中的离子,来预先发现地震。   从郑竺英先生的回忆文稿中不难看出,由于当年亲赴邢台,她对地震给人民 造成的灾难始终无法释怀。因此,每当听说何处发生地震,她心里都会十分不平 静。   在《唐山大地震》30周年纪念版的封底上,印着作者钱钢的希望:“我希望 唐山大地震的惨史永远不被湮没和淡忘。”“我更希望……在每年‘7·28’的 清晨,中国各地同时敲响钟声……”郑竺英在其后写下这样的字句:“我更希望 地震临震预报能积极开展起来……在大震来临前使宝贵的生命保存下来。”   但不幸的是,蒋锦昌对当年的情形记载道:“1987年2月,首届全国震前动 物习性异常观测研究专业会议,既是唐山地震后‘动物与地震’工作10年进展的 总结,也是该项工作发展的转折点。当时如能继续发展,就有可能取得突破性进 展,否则就将衰落。遗憾的是(这项研究)选择了后者,‘首届会议’也就成为 最后一次聚会。”   可以想象,此后,这个领域的研究就大大萎缩,由热变冷。国际上同样也陷 入了低潮。   动物异常反应和地震没有直接关系?   此次汶川剧烈地震后,对于群众中有关地震前兆和预报问题的议论,有关专 家及有关部门负责人也在媒体上作了说明。例如:自然界和动物界的异常反应, 其原因很多,即使每次地震发生之前一般都有异常现象,但将要发生地震并不是 其必然或唯一的原因。从世界范围看,地震的准确预报也是一个难题。   地震前出现动物习性的异常现象,原因是很多的,地震是这些异常现象出现 的原因之一。比如蟾蜍出来很多的情况,除了跟地震有关,也与气候因素、天气 条件有关。所以,究竟与地震有没有联系,或者说与地震发生有没有密切关系, 还需要进一步探索和研究。目前,地震学界也没有把这些异常的自然现象和动物 反应当做判断地震发生的重要科学依据,政府和地震部门也不能把这些异常现象 作为预测地震将要发生的依据,只能作为参考。   这些,都是很有道理的。何况,地震预报除了是否发生,还有发生地点和时 间的问题,地震一旦预报不准,可能会引起公众心理的恐慌。   的确,关于自然界和动物界的异常反应是否是地震征兆的争论,早在32年前 唐山那场地震后就已经出现了。直至今日,在唐山,关于当时那些自然界和动物 的异常变化是否能作为预测唐山地震发生的科学依据的争论,仍在民间乃至学术 界争论不休。   概括起来,地震预报,特别是利用动物异常反应来预报地震是极其困难和复 杂的,甚至几乎是不可能的。而且如果预报错误,也会造成重大恐慌甚至不小的 损失。结论似乎是:此路不通!   重要科技成就与基础研究的关系   可是,回过头来再看看由于没有预防而造成的巨大损失,我们能否反思一下, 这些异常现象,难道是“灵异现象”或是虚幻的印象?恐怕不是。如果我们不能 找到这些客观存在和发生的异常现象所产生的原因,就应该想想是否有些是我们 还未发现或认识的原因所致,而不应避而不谈,不去设法努力认识它;否则,它 就会让人类以千万倍的代价去认识。   对于我们不认识的问题,难道不正是科学研究所要解决的任务吗?   我们都知道,人类的重要科技成就,都需要以很多前期的铺垫性工作为基础, 并不是一蹴而就的。我们也知道,科学技术的发展,不但要重视应用性的研究, 还要重视基础研究,甚至那些暂时看不到应用前景的研究。   对于探索震前的异常现象及与地震的关系,如果有所进展,可以说是重大的 科技成就,这是个应用目的性很强的问题。对于与其有密切关系的基础性研究, 能不能给予一些支持呢?哪怕是以后对于预防或减少地震的灾害发生一点点作用, 这比起震灾之后的损失来说,恐怕也是值得的。   正如蒋锦昌在文稿中所说的,美国生物学家弗雷(A.H.Frey)指出:“我们 对地震前动物异常现象的研究,决不是期待‘鸡窝里的鸡代替地震仪’,而是通 过这一现象的研究使我们更深刻地认识地震,发展更有效的监测手段。”   换言之,动物与地震关系的宏观研究对短临预报和提高人们的警惕性而免遭 地震袭击都具有重要意义。动物与地震关系的微观研究则是通过研究可能性地震 前兆因素的生物效应,来探索动物的感知能力和检测模式,创建具有生物特色的 新型地震前兆监测系统,即所谓“地震仿生学”研究。   即使是作为纯粹的基础研究,也不宜予以取消。1973年诺贝尔生理学或医学 奖获得者 N.Tinbergen在《动物在自己的世界》一书中指出:“关于动物行为提 出的问题,大部分还没有解答……我们只能说尚在摸索。但是,在这初步进行的 科学探究阶段中,已是足够引人入胜的了,它们予人以某种探秘寻幽之乐。”   我国是否需要重新开展动物行为异常与地震的研究,这是一个值得探讨和深 思的问题。 (XYS20080528) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.dropin.org)(xys-reader.org)◇◇