1911年，德國(guó)氣象學(xué)家魏格納生了一場(chǎng)病，他百無聊賴地躺在病床上，目光落在了墻上的一幅世界地圖。

他看著那些奇怪的陸地圖形，然后聚焦在那些曲折的海岸線上，他發(fā)現(xiàn)南美西岸凸出的部分，和非洲東岸凹進(jìn)去的部分似乎很搭，就像用手掰開的面包片。

一個(gè)大膽的想法在他腦中醞釀著：假如兩個(gè)大陸曾經(jīng)連接在一起，那么兩者地層和山脈的特征應(yīng)該是一樣的，兩者動(dòng)植物也會(huì)有一定的親緣關(guān)系，因?yàn)樗鼈冊(cè)谕粋€(gè)環(huán)境下生存。

病愈后，他馬上著手進(jìn)行調(diào)研，當(dāng)時(shí)達(dá)爾文的理論已經(jīng)廣泛流傳，魏格納明白，相同的物種不可能在完全隔離的環(huán)境下獨(dú)立存在。

因此，他把巴西和南非的恐龍化石進(jìn)行了比較，這些遠(yuǎn)古爬行動(dòng)物不可能具備跨洋的能力，但兩地的化石的確是同一個(gè)物種。

于是，在1914年，魏格納創(chuàng)立了一個(gè)嶄新的學(xué)說——大陸漂移說，他指出以前所有的大陸都是連在一起的。

整個(gè)學(xué)術(shù)界為之轟動(dòng)，但是，反對(duì)派提出了一個(gè)致命的疑問，推動(dòng)大陸移動(dòng)的能量來源是什么？

魏格納沒有辦法回答，雖然證據(jù)擺在眼前，但人們依然不相信巨大的陸地可以在海洋上到處移動(dòng)，因此魏格納的理論在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都是假說。

而現(xiàn)在我們知道，地球本身并不是實(shí)心的，它更像是一個(gè)雞蛋，而在地幔的作用下，“蛋殼”也在不斷移動(dòng)。

我們常見的火山和地震，其實(shí)就是地殼運(yùn)動(dòng)最活躍的體現(xiàn)，是由板塊之間互相擠壓碰撞而累積的能量爆發(fā)。一次大地震，可以移動(dòng)整個(gè)海岸線，而一次火山爆發(fā)，則可能從海洋中變出一個(gè)全新的島嶼。

這兩者本來就是地球的自然現(xiàn)象，也是魏格納理論當(dāng)年錯(cuò)過的絕佳證據(jù)。但對(duì)于現(xiàn)代文明來說，它們都是最不可預(yù)測(cè)的災(zāi)害，尤其是地震。

在過去的100年里，地震造成了至少100萬人的喪生，而且隨著城鎮(zhèn)化的效應(yīng)，地震造成的危害會(huì)越來越高；在過去100年里，人類的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不可思議的發(fā)展，而對(duì)地震的預(yù)測(cè)，卻始終沒能獲得卓有成效的進(jìn)步。

地震預(yù)測(cè)：科學(xué)界最大的玄學(xué)

面對(duì)一個(gè)現(xiàn)象時(shí)，人類最好的研究方式就是觀察，觀察事物的演變，從中摸索出規(guī)律，找出因果關(guān)系。

但在地震這里，普通的觀察顯得無能為力。在美國(guó)加州有一個(gè)叫Parkfield的小村落，它位于圣安地列斯斷層，曾被認(rèn)為是解開地震之謎的鑰匙。

從上世紀(jì)70-80年代起，parkfield就展現(xiàn)出了自己的獨(dú)特性，在連續(xù)幾次6級(jí)的大地震中，時(shí)間間隔都是20年左右。于是人們開始為下一個(gè)20年做準(zhǔn)備，

希望捕捉地震前的蛛絲馬跡，發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律性的東西。

Parkfield處于斷裂層上，地震頻發(fā)

人們?cè)谛℃?zhèn)里安放了200-300的精密傳感器，比如蠕變儀（creepmeters）、應(yīng)變計(jì)、極點(diǎn)定位系統(tǒng)，還有很多攝像頭，并預(yù)測(cè)在1993年會(huì)出現(xiàn)一場(chǎng)大地震，但93年過去了，什么都沒發(fā)生，人們又苦等了幾年，依然安然無恙。

直到2004年地震發(fā)生了，比預(yù)測(cè)中的晚了近10年，但科學(xué)家們幾乎一無所獲，地震突然間就發(fā)生了，所有的儀器都沒能在這之前監(jiān)測(cè)到什么異常。

實(shí)際上，地震具有高度的不穩(wěn)定性和隨機(jī)性，任何微小的變化都會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。 

每一次地震都是不一樣的，一個(gè)小型地震可能誘發(fā)5公里以外另一個(gè)斷層的坍塌，將能量進(jìn)一步傳遞，甚至形成連鎖效應(yīng)；而有時(shí)候，能量在傳播過程中又會(huì)戛然而止。

這讓事情變的極為復(fù)雜，一些科學(xué)家還嘗試引入了數(shù)學(xué)中的混沌理論，該理論探尋的是自然界中某些完全隨機(jī)事件的內(nèi)在規(guī)律，比如天氣預(yù)報(bào)，對(duì)鳥群飛行模式的理解，一顆樹上的樹葉分布規(guī)則等等。

地震在看似無序的表象下隱藏著規(guī)律，地震學(xué)家聯(lián)合數(shù)學(xué)家，在小型地震中尋找可以辨識(shí)的特征，通過將小地震的震級(jí)大小和爆發(fā)時(shí)間，聯(lián)系在一起形成地震鏈。如果發(fā)現(xiàn)鏈條上的震動(dòng)和歷史某次大地震數(shù)據(jù)相吻合，那么發(fā)生類似災(zāi)難的可能性就變大。

但這種方式的預(yù)測(cè)也時(shí)對(duì)時(shí)錯(cuò)，人們想在小地震中找到可辨識(shí)的特征，這是按照人的邏輯思維來判斷的，有時(shí)地震的模式太過復(fù)雜，人會(huì)找到一些模式的片段，但失去了對(duì)整個(gè)大局的判斷力。

另外一種方式就更加傳統(tǒng)，人們發(fā)現(xiàn)在地震前會(huì)發(fā)生一些奇特的現(xiàn)象，比如地下水位的變化，天氣的變化，一些動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)異常的反應(yīng)。

美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局指出：

“大量傳聞表明，牲畜、魚類、鳥類、爬行動(dòng)物和昆蟲在地震前數(shù)星期至數(shù)秒鐘的任意時(shí)刻都可能表現(xiàn)出奇怪的行為，我們?nèi)匀粵]有觀察到動(dòng)物在地震活動(dòng)之前一致而可靠的行為，并且仍然無法解釋這種預(yù)測(cè)行為背后的原理。”

說白了，這些現(xiàn)象還是缺乏一致性，它們只發(fā)生于某些地震事件中，沒有權(quán)威的學(xué)術(shù)論文證明它們的可靠性，也沒有哪個(gè)城市在周圍建立過完整的動(dòng)物監(jiān)測(cè)所或水井監(jiān)測(cè)站。

一個(gè)令人不安的現(xiàn)象是，由于地震預(yù)測(cè)的進(jìn)展緩慢，研究機(jī)構(gòu)的資金已經(jīng)受到了約束，政府把希望寄托于超短期的預(yù)警上，就是當(dāng)?shù)卣鹨呀?jīng)發(fā)生后，通過傳感器收集數(shù)據(jù)，將地震發(fā)生消息進(jìn)行大范圍傳播。

地震波檢測(cè)儀

地震是以能量波的形式行進(jìn)的，而無線電肯定要快一些，在理想狀況下，通過手機(jī)等移動(dòng)終端的地震通知，大概能給人們最多1分鐘的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)備，比如從電梯出來，關(guān)閉煤氣，尋找水源等等。

提高建筑本身的抗震性成了研究的熱門，畢竟我們現(xiàn)在的建筑材料越來越好，通過電腦建模等手段，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的精度也越來越高，相關(guān)的防火防泄漏設(shè)施也逐漸完善。

一些工程師會(huì)建立一個(gè)微縮模型，然后去做地震的模擬，按照美國(guó)的建筑規(guī)范，建筑師要保證建筑物有90%的生存幾率（不會(huì)完全坍塌）。

這實(shí)際上是一個(gè)模糊的要求，在大地震中，大部分的建筑都會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)性損害，管道、電梯、墻體結(jié)構(gòu)、支撐柱都遭到破壞，有些房子甚至失去了修復(fù)的必要。

此外，真實(shí)的地震要復(fù)雜的多，一個(gè)建筑周邊的地貌也不是一成不變的，周邊建筑的搭建、地鐵地下管道的鋪設(shè)、地下水儲(chǔ)量減少和地表下沉等等都會(huì)對(duì)建筑的抗震性能產(chǎn)生影響。

加州理工學(xué)院地震工程研究的主任西頓表示，高層建筑的防震性有待驗(yàn)證：“就好像乘坐一架只有設(shè)計(jì)圖紙，但從來沒有試飛過的飛機(jī)?！?/p>

納入AI，給地震預(yù)測(cè)提供了新的可能

在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，我們發(fā)明了很多了不起的東西，從可以下棋的機(jī)器人，會(huì)說話的數(shù)字助理到無人駕駛車，在新技術(shù)的介入下，地震數(shù)據(jù)的分析方式也發(fā)生了改變。

以前科學(xué)家要盯著圖紙，在一次次的波動(dòng)中尋找規(guī)律，而利用深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)引擎，電腦處理大數(shù)據(jù)的能力有了指數(shù)級(jí)的提高，可以在看似無序的信息中找到可能存在的模式，預(yù)測(cè)地震形態(tài)。

Google在給一些院校提供神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練上的幫助，哈佛大學(xué)教授布倫丹·米德已經(jīng)開始應(yīng)用AI來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，其速度比之前快了500倍。

和叫Siri說話一樣，AI在學(xué)習(xí)地震模式中需要大量的數(shù)據(jù)，前者需要的是語音和文字樣本，后者則需要大量的地震記錄。

此前的很多記錄是不充分的，但隨著傳感器體積縮小，精度提高和成本的降低，科學(xué)家在一場(chǎng)地震中獲得數(shù)據(jù)也越來越多。通過先進(jìn)的傳感器，人們已經(jīng)可以根據(jù)小地震來預(yù)測(cè)一個(gè)可能的大斷層的坍塌，對(duì)可能遭受危害的區(qū)域也能進(jìn)行評(píng)估。

這并不意味著AI可以100%進(jìn)行地震預(yù)測(cè)，但如果能在很大的地理范圍上鋪設(shè)一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它可以極大地提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率，幫助人們判斷地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度。

AI也有其局限性，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能在數(shù)據(jù)中找到它熟悉的數(shù)據(jù)，但對(duì)于新的數(shù)據(jù)，比如板塊相撞時(shí)發(fā)出的聲音，就不容易被神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)納入運(yùn)算進(jìn)程。

有些時(shí)候，這些聲音有很大作用，不同大小的地震往往在聲音上也不一樣?？茖W(xué)家發(fā)明了一種叫隨機(jī)森林的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬出斷層發(fā)出的聲音，讓系統(tǒng)進(jìn)行未知數(shù)據(jù)的判定和學(xué)習(xí)。

洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的保羅約翰遜表示，AI的引入讓地震預(yù)測(cè)有了新的希望，這是這個(gè)行業(yè)幾十年來都沒有看到的機(jī)會(huì)。

負(fù)責(zé)提供技術(shù)支持的Google AI研究部

也有一些科學(xué)家對(duì)AI的加入表示懷疑，認(rèn)為AI的預(yù)測(cè)依然是建立在概率的基礎(chǔ)上，它或許能提高短期地震預(yù)測(cè)的成功率，但面對(duì)特大地震，特別是50年上百年一遇的地震，AI也是無能為力。

東京大學(xué)的地震學(xué)家羅伯特·蓋勒說：“AI或許只會(huì)給出一個(gè)冷冰冰的數(shù)字，比如發(fā)生7級(jí)地震的概率在98%，也許這個(gè)地震明天就來，也許250年以后才來?！?/p>

蓋勒認(rèn)為，這種概率分析處于無意義和誤導(dǎo)之間，想要真正了解地震，就要對(duì)整個(gè)地球的構(gòu)造有更好的理解，AI只是讓我們把現(xiàn)在的工作效率提高了，但它并沒有拓寬我們的知識(shí)邊界。

從這個(gè)角度來看，我們的處境和當(dāng)年病床上的魏格納一樣，有了非常驚人的發(fā)現(xiàn)，有了一套似乎信得過的理論，但在這一切表象下，依然是面對(duì)那巨大誘因，人類展現(xiàn)出的種種無知。