江丕棟：從汶川地震看基礎研究與國家需求的關系

江丕棟：回顧中斷10年的中科院生物物理所震前動物行為異常研究

地震能夠預報嗎?

5月12日14時28分，四川省汶川縣發生里氏8.0級地震，幾乎全國都有震感。黨和政府迅速、有力、透明地組織抗震救災。連日來，嚴重的災情和救災前線的戰斗牽掛著每個中國人的心。

就在汶川地震發生前后，筆者正在協助整理“中國科學院生物物理所所史叢書”中的“仿生學”部分書稿，看到其中有關“動物行為異常反應與地震的關系”的4篇稿件，使我們產生了諸多感觸與聯想。

此次汶川強震造成了生命、物質、財產的重大損失，救災工作投入了巨大人力、物力、財力、精力甚至生命代價。老百姓也聽到過地震預報的說法，包括利用動物來預報，這自然而然地會使人提出一個問題：這種強烈地震能不能預測、預報?因為即使只有一點預兆，采取少部分措施，減少些局部損失，也是好的。

過去的研究工作

這部關于仿生學領域的書稿，原本是準備集中反映中科院生物物理研究所新的學科生長點發展過程的，特別是在國內開創仿生學領域的過程，這一過程突出了“視覺仿生”的中心方向。

關于生物物理所有關地震的研究工作已經終止10年了，研究所內外的科研方向早已經轉移。但考慮到該所過去前后投入約70名科技人員，進行了30年的研究，應該在歷史上留下相關記載，因此組織了幾篇有關稿件。其中有1966年生物物理所首批三人前去邢臺震區，在一直堅持研究30年后，負責此領域的蔣錦昌同志對全過程的詳細研究總結;有曾經作為小分隊的主力到各地調查，并曾否定了一些不準確的“動物預報”的伊虎英同志所寫的生動回憶;有作為宇宙生物學研究室成員，被短期抽調到邢臺震區的陳滌明同志的回憶，她也附上了40年前在邢臺拍攝的場景，記敘了隨同時任所長的貝時璋先生到中南海向周總理匯報的情況;仿生學研究室的學術領頭人鄭竺英也記敘了第一批去邢臺震區，以及后來主動進行調查、研究的詳細經過，這段經歷，使鄭竺英至今念念不忘地震預測工作的重要性。

眾多科研人員開辟的研究局面

1966年3月，河北省邢臺地區相繼發生6.8級和7.2級強烈地震，黨和國家對此極為關注。3月8日地震當晚，周恩來總理親自召開會議聽取震情匯報，提出要開展地震預報研究的問題，并號召科學工作者行動起來，到現場去，到實踐中去。

3月9日，周總理親臨邢臺地震災區視察救災工作和慰問受災群眾。3月11日，他在邢臺抗震指揮部對地震工作作了一系列重要指示。周總理指出：“這次地震付出了很大的代價，這些代價不能白費，必須從中取得經驗。希望轉告科學工作隊伍，研究出地震發生的規律來，我們應當發揚獨創精神來努力突破科學難題，向地球開戰。”從此，揭開了我國地震預報研究的序幕。

據有關記載，“我(生物物理所)所首批科研人員于3月23日(另一說是29日)到達地震區，對動物與地震的關系開始科學考察和觀察研究，其后一直堅持了30年。在地震前動物習性異常的特點、行為活動的定量觀測、動物檢測地震前兆可能性的能力和機理研究等方面，取得了一定的學術和技術成果，在國內外學術界具有一定的影響和知名度。”

在此后的10年中，利用各地的地震事件，生物物理所和中國科學院內外多個研究機構進行了大量的調查、考察，并通過實驗進行比較觀察。在家鴿的震前反應與微振動;在震前動物習性異常的特點，包括行為屬性、前兆時間、地區分布和異常反應的強度研究等方面，得到大量定量的結果。

1975年海城地震的預報成功，引起國際上的極大關注。國外專家指出：“中國海城地震的經驗打開了西方科學家的眼界，使他們開始考慮物理學事件與生物學事件之間的關系，這種聯系將關系到千百萬人的生命。”接著，國際上掀起了一場研究地震前動物異常的熱潮。

唐山大地震后，在國家地震局和生物物理所的支持下，地震研究工作得到進一步發展，在1978年全國科學大會后組建了“動物的感覺與行為”研究室，并從不同角度開展了地震前動物異常的機理研究，包括鲇魚電感受器特性的研究、家鴿振動感受器的結構研究、家鴿振動感受器的敏感性研究、電磁波生物效應的研究、彈性波生物效應的研究等方面，其他相關單位開展了地化因子生物效應的研究。生物物理所還為協助地方地震部門開展動物行為的量化觀測，研制了鲇魚活動性超聲波自動觀測系統，和鼠活動的自動記錄系統。

1966～1996年期間，生物物理所的地震預報工作主要進行了動物與地震關系的宏觀研究和微觀研究。前者的目的是揭示地震前動物異常事件與地震三要素(時間、距離和震級)的統計關系，及與其他可能出現的地球物理和地球化學的前兆之間的時空關系。這在地震短期的臨震預報尚難實現的當今，對提高人們的警惕性而免遭地震襲擊具有重要意義。動物與地震關系的微觀研究是在研究可能性地震前兆因素的生物效應的基礎上，深入揭示生物的感知能力和檢測模式，創建具有生物特色的新型地震前兆監測系統，即所謂“地震仿生學”研究。對于地震預報這樣一個尚未突破的世界性難題，在30年中就基本上完成了相應的宏觀研究，而微觀研究也開了個好頭，實屬難得。

老專家心系國家和人民

伊虎英后來還專門提到，當年他從外地執行地震考察任務回所時遇見時任所長貝時璋先生時，貝老對他說：用動物預報地震是國家的—項重要任務，我們要很好地完成。讓伊虎英印象極為深刻的是，貝老不是用“你們”來作指示，而是用“我們”，可見貝老將這個研究項目也看作是自己的任務。從這里，我們又看到貝時璋先生對生物物理研究所建所方針的忠實踐行，那就是想國家之所想，急人民之所急，在建立和發展邊緣學科的同時，把主動完成國家任務放在首位。

唐山大地震已經過去30多年了，鄭竺英先生在去年還跟筆者談起，她一直在考慮，能否通過測量由前期的地層變動釋放到大氣中的離子，來預先發現地震。

從鄭竺英先生的回憶文稿中不難看出，由于當年親赴邢臺，她對地震給人民造成的災難始終無法釋懷。因此，每當聽說何處發生地震，她心里都會十分不平靜。

在《唐山大地震》30周年紀念版的封底上，印著作者錢鋼的希望：“我希望唐山大地震的慘史永遠不被湮沒和淡忘。”“我更希望……在每年‘7·28’的清晨，中國各地同時敲響鐘聲……”鄭竺英在其后寫下這樣的字句：“我更希望地震臨震預報能積極開展起來……在大震來臨前使寶貴的生命保存下來。”

但不幸的是，蔣錦昌對當年的情形記載道：“1987年2月，首屆全國震前動物習性異常觀測研究專業會議，既是唐山地震后‘動物與地震’工作10年進展的總結，也是該項工作發展的轉折點。當時如能繼續發展，就有可能取得突破性進展，否則就將衰落。遺憾的是(這項研究)選擇了后者，‘首屆會議’也就成為最后一次聚會。”

可以想象，此后，這個領域的研究就大大萎縮，由熱變冷。國際上同樣也陷入了低潮。

動物異常反應和地震沒有直接關系?

此次汶川劇烈地震后，對于群眾中有關地震前兆和預報問題的議論，有關專家及有關部門負責人也在媒體上作了說明。例如：自然界和動物界的異常反應，其原因很多，即使每次地震發生之前一般都有異常現象，但將要發生地震并不是其必然或唯一的原因。從世界范圍看，地震的準確預報也是一個難題。

地震前出現動物習性的異常現象，原因是很多的，地震是這些異常現象出現的原因之一。比如蟾蜍出來很多的情況，除了跟地震有關，也與氣候因素、天氣條件有關。所以，究竟與地震有沒有聯系，或者說與地震發生有沒有密切關系，還需要進一步探索和研究。目前，地震學界也沒有把這些異常的自然現象和動物反應當做判斷地震發生的重要科學依據，政府和地震部門也不能把這些異常現象作為預測地震將要發生的依據，只能作為參考。

這些，都是很有道理的。何況，地震預報除了是否發生，還有發生地點和時間的問題，地震一旦預報不準，可能會引起公眾心理的恐慌。

的確，關于自然界和動物界的異常反應是否是地震征兆的爭論，早在32年前唐山那場地震后就已經出現了。直至今日，在唐山，關于當時那些自然界和動物的異常變化是否能作為預測唐山地震發生的科學依據的爭論，仍在民間乃至學術界爭論不休。

概括起來，地震預報，特別是利用動物異常反應來預報地震是極其困難和復雜的，甚至幾乎是不可能的。而且如果預報錯誤，也會造成重大恐慌甚至不小的損失。結論似乎是：此路不通!

重要科技成就與基礎研究的關系

可是，回過頭來再看看由于沒有預防而造成的巨大損失，我們能否反思一下，這些異常現象，難道是“靈異現象”或是虛幻的印象?恐怕不是。如果我們不能找到這些客觀存在和發生的異常現象所產生的原因，就應該想想是否有些是我們還未發現或認識的原因所致，而不應避而不談，不去設法努力認識它;否則，它就會讓人類以千萬倍的代價去認識。

對于我們不認識的問題，難道不正是科學研究所要解決的任務嗎?

我們都知道，人類的重要科技成就，都需要以很多前期的鋪墊性工作為基礎，并不是一蹴而就的。我們也知道，科學技術的發展，不但要重視應用性的研究，還要重視基礎研究，甚至那些暫時看不到應用前景的研究。

對于探索震前的異常現象及與地震的關系，如果有所進展，可以說是重大的科技成就，這是個應用目的性很強的問題。對于與其有密切關系的基礎性研究，能不能給予一些支持呢?哪怕是以后對于預防或減少地震的災害發生一點點作用，這比起震災之后的損失來說，恐怕也是值得的。

正如蔣錦昌在文稿中所說的，美國生物學家弗雷(A.H.Frey)指出：“我們對地震前動物異常現象的研究，決不是期待‘雞窩里的雞代替地震儀’，而是通過這一現象的研究使我們更深刻地認識地震，發展更有效的監測手段。”

換言之，動物與地震關系的宏觀研究對短臨預報和提高人們的警惕性而免遭地震襲擊都具有重要意義。動物與地震關系的微觀研究則是通過研究可能性地震前兆因素的生物效應，來探索動物的感知能力和檢測模式，創建具有生物特色的新型地震前兆監測系統，即所謂“地震仿生學”研究。

即使是作為純粹的基礎研究，也不宜予以取消。1973年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者N.Tinbergen在《動物在自己的世界》一書中指出：“關于動物行為提出的問題，大部分還沒有解答……我們只能說尚在摸索。但是，在這初步進行的科學探究階段中，已是足夠引人入勝的了，它們予人以某種探秘尋幽之樂。”

我國是否需要重新開展動物行為異常與地震的研究，這是一個值得探討和深思的問題。

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