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博客

热度 1已有 650 次阅读2018-3-12 08:17 |个人分类:科教论坛|系统分类:大学论坛| 科学教育, 苏德辰

加拿大华裔嵇少丞教授谈科学教育从何做起

在罗梭江科学教育论坛上的主题报告

科学教育从何做起——兼谈研究人员的自我学习与提高



嵇少丞 (加拿大蒙特利尔大学工学院教授

邱文晖 整理

 

大家好!今天我想用四个简单的例子说明四个问题。

第一,  地质学是一个非常适合做科学教育的学科,可以激发各个年龄段特别是青少年对大自然的好奇心与探索精神;

第二,  地质学的科学教育可以先从旅游景点的介绍与新闻媒体的报道做起,多点严谨的科学,少些胡编的鬼神故事;

第三,  地质学的科学教育应该与认识自然、 保护环境结合起来;

第四,  科学家也需要接受科学教育,有些科学家的话能听,有些科学 家的话却不能听。

1. 山体塌方、滑坡、滚石

我对云南的地质构造有所研究,从 1988 年就开始跑云南。现在给大家讲一个例子, 这个地方离这里不是太远,就是怒江的福贡县匹河乡,那个地方有个小镇,小镇子下面有一个中学叫福贡县民族中学,校门口写道:“忠诚党的教 育事业,造就 20 世纪人才”。 这个中学当初我搞地质的时候有路过,驾驶员老刘跟我说,我带你去看一个东西。一看,是一块大石头,在这个中学的教师宿舍门前。1983 3 19 号, 这块石头从天而降,石头堵住的地方是一个语文女老师的宿 舍,导致老师推不开窗户也推 不开门。幸好这个石头当时没有砸到人。

就是这么一块石 头,我们看看之后人们是怎么介绍的,说有这么一个美丽的故事:一对逃婚的怒族青年不幸失散,女青年化为磐石终于于 1983 3 19 日凌晨投入到情人(即教师宿舍下面那块历史巨石)的怀抱,结束 了多年的苦恋之情,成就了铁石情缘。这两块飞来石被命名为夫妻石。讲述的非常动听,多少青年为之流泪、为之动容。


后来,我在福贡县一家宾馆发现当地县委宣传部的相关宣传材料,说有一对男女从小青梅竹马,长大后相亲相爱,私定终生,父母嫌穷爱富,不让他们走到一起。 最后,在山神的帮助下,化为石头的两人走到了一起。 这本是一个地质灾害从山上滚落下来的石头,是一个潜伏着灭顶之灾的地方,应该把这个中学搬走。但是,不仅没有搬走, 而且被发展成旅游景点,当地政府竟然编出这样的诗: “天机不可释疑,飞来石相约,风雨之夜,大峡谷一声尖叫, 醒来就亮丽了一道风景,至今令人揣摩”。还写的很美, 却让人们忘了这是一个非常危险的地方!

还有最近发生在四川省茂县的滑坡。据新闻报道,20176 24 日那一天就有 120 多人被滑坡埋。根据地质学的说法, 这个地方就不适合人居住。孟 子说:是故知命者,不立乎岩 墙之下。这些灾难就发生在孟子所说的岩墙之下甚至 还要厉害的危岩之下。那么,为什么我们没有把这些危险的地方标记出来呢?可能就是我们的科学教育还不够,地质学教育还不够。相反地,我们甚至把这些危险的地方人文化,把悲剧当喜剧。

人们喜欢来云南旅游,比如我照片上这些地 方,下面是红土,浮土下去是石灰岩,浮土上面长的是绿绿的植被,看着很美。但事实上这是常见的地质现象,这些看似美丽的地方都是滑坡造就的。如果滑坡当时有人的话,肯定被埋掉了。所以, 地质学以及其他科学的教育不仅仅是科学领域的事,也属于保护生命、保护人民财产范围内的事。


举个例子,图中这是四川青川东河乡, 三条河交汇的地方,有一个小镇,地震之后, 整个云雾之中的山头崩塌下来,一分钟之内, 800 多人全部被泥石流掩埋。这张照片,是台湾的一次 滑坡,掩埋了一段高速公路,要花费大量人力、 财力和时间去恢复道路。这张照片是汶川地震之后灾后重 建的房子,老百姓刚刚收到钥匙,搬进去,一 次暴雨之后来了泥石流,人死房毁。如果科学能够告诉大家,这些地方有地质灾害,不适合居住, 灾后重建选址时就不应该选在这儿。再比如北川老县城,一个初中部的 400 名师生,在一次滑 坡中没有一个生还。

另外,北川老县城有一个小广场, 地震的时候很多人从家中逃了出来,聚集在广 场。几分钟之后,发生山体滑坡,3000 多人 全部被掩埋。所以汶川地震中很多人并不是地震致死的,而是在后来的山体滑坡中死亡的。 这些情景都让人触目惊心。

那么,我们看看还有多少人全然不知自己生活在危岩之下呢?比如云南的香格里拉,这是德钦县的新县城,一旦发生地震,导致泥石流或者整个山体塌方,整个县城不知道要死亡多少人。这是云南的福贡县城,连山坡上都建了房子。这个地方本身就是一个老的滑坡体,有进一步滑坡的可能性。滑坡不仅发生在中国,前不久在美国也发生过, 离西雅图不远,30 户人家一下子全部没有了。 只不过在西方国家,因为人口密度相对要低一 点,很少有人住在这些危险的地方。所以说, 地质科学的教育事关中国百姓的生命与财产安全, 可以大有作为。

2. 岩石破裂、差异性风化

说完滑坡、泥石流,再来看看岩石风化和破裂,这些都是非常常见的地质现象。

天津的盘山风景区有两处景点分别叫做悬空石和喝断石, 我们来看看天津旅游网和百度上面是怎么介绍的。说是三国时期,张飞和关羽正在下棋。 这时有一个樵夫挑着担子经过这里,他看到下面有一红脸汉子和一黑脸汉子在下棋,便好奇地放下担子,趴在一块巨石上观看,看了一会,他觉得红脸汉有一招棋能反败为胜, 便替关羽着急,他一激动,把趴着的这块巨 石给推落下来,关、张二人正在下棋,忽听头上一声巨响,仰头瞭望,不得了,这块巨石正向他们俩砸来,躲已经来不及了,就在这千钧一发之际,关羽急中生智,顺手拣起一粒棋子的一声抛向空中,刚好将滚落的大石头给倚在半山之间,突出边缘三分之二悬而不动了。张飞看险情已过,见二哥有如此之神功,大喝一声好功夫!这声音如同一声炸雷,将对面一块巨大的花岗岩给劈裂两半。这就是盘山八大怪石之一的 空石和张飞喝断石

在国内很多景点, 导游给我们讲的都是这一类的故事和传说。 实际上,这都是怎么形成的呢?俗话说,石破 天惊,这些图片上展示的都是石头破裂的现 象。大家想象一下,如果石头不破不断,整个地球就会是一个光滑的石头球。雨水(淡 ) 就不会流进地下裂隙储藏起来,而是顺着石表直接流入低洼之地,因为溶入盐分而变得越来越咸,无法直接饮用。若陆地上没有饮用水,动物与人类也就不可能存活。如果石头不破不断,整体石头很难变成碎块、 碎块再变成沙泥和土壤。沙泥和土壤上面才能生长植物和庄稼,庄稼给人类和动物提供食物,奇花异草才能美不胜收。

从这些图片上可以看出,这些石头不是随便破开的,而是有规律性地形成 X 状的破裂,这些小草都是长在岩石的破裂缝里的,版纳植物园里绿石林的树也是长在石头缝里的,所以岩石圈跟生物圈是相互作用、相互影响的。

类似的例子还有张家界和黄山,张家界本身就是一个水平的岩层, 产生垂直的破裂和水沿着破裂进行风化,形成这样特殊的地形地貌。黄山也是这样,整座山都遭受一系列的破裂,就像豆腐被刀切开一样。在加拿大和美国每年冬天都有好几个滑雪的人掉进岩缝里,这 样的缝若有上百米深,人掉进去基本上无 法救。实际上,这些都是地质现象,也就是说,在我们的脚 下曾经可能是海拔几千米的高山,后来逐渐被河流与雨水侵蚀搬运走了,这上面的一系列破裂就像洋葱一样,一层一层地剥下来了,剥下来的岩土就被带到大洋中,并慢慢沉积下来, 山逐渐被削平,海里逐渐填满沉积岩。实际上, 华山、黄山等等这些地方都是中国科学教育最好的场所,跟老百姓讲清楚,这些山和岩石, 都是科学的见证,是有一定的科学规律性。

3. “飞碟奇石”

第三个例子是 2016 12 26 号那天的新 闻, 括中国新闻网、 新浪、CHINA DAILY 这些大的新闻媒体。报道内容是这样 的:湖北省襄阳市保康县村民夏长军在深山无 意发现一块酷似外星飞碟的奇石,有人曾出价 10 万元,被他拒绝了。研究荆楚文化长达 20 多年的汪青祥也琢磨不透。他推测,如果是古人所为,很可能是祭祀或发号施令的神坛。


我发现中外新闻媒体有个差异,国外的新闻媒体在政治方面可以胡说八道,但是对科学新闻的报道是非常谨慎的。如果国外发生类似事情,肯定要送到专家手中,问一问是怎么回事。因为不能造谣,科学是最需要实事求是、最需要认真的地方。然而,我们的中文新闻上是怎么讲呢?他们不去采访地质学家,而是采访了当地研究荆楚文 化的一个人,推出这块石头可能跟祭祀有关。 这是我们中国新闻网上发的新闻。

那实际上这是什么?是几层岩石叠在一起,既有含泥土矿物的石灰岩层,也就是不纯的石灰岩, 也有比较纯的石灰岩层,纯的石灰岩容易发生溶蚀现象,这是一组张性的破裂,在地下水的溶蚀就下形成这七个洞,有几层不发生破裂,流水不能通过这些层,因为其渗透性质比较差, 所以这几层比较完好。另外,这部分是假的, 是农民给它加的一层水泥。实际上,这种现象非常普遍,已经有人发表了相关的研究文章, 通过实验室的物理和数字模拟可在建相同的地质现象。这本来是自然现象,可是有些专家却把它解释 成人文现象。

4. 壶穴 Vs 蹄窝

最后,我想讲的是壶穴,与壶穴对应的 英文词是 Pothole。在国际上,Pothole 有两 层意思:

 1. 由冰雪(体积变化)或雨水 (冲刷 ) 造成路面损坏所形成的凹坑 ;

2. 由流水携带岩砾对基岩表面研磨钻掘而形成的凹坑,其形成过程中亦有水 - 岩反应(例如,化学溶蚀作用)参与。流水既可以是河道的水,也可以是山坡上的雨水与 洪水。由前者形成的壶穴叫河道壶穴,由后者形成的称之为山坡壶穴或暴雨流壶穴。

壶穴可能上小下大,也可能上下一样大, 因长得像水壶而得名。壶穴最基本的一个特点就是,一汪的水,煮了一壶石头饭。这些石头,在流水的带动下,把坑磨得越来越深,大概每年能磨一个公分,甚至两个公分, 50 年就可以磨一米深,久而久之,相邻的壶穴就彼此贯通, 形成加深的河槽。

在美国加州有一个很著名的地方叫 Seven Teacups,那里的壶穴又大又深,有人甚至跳到里面游泳。如果把中国的长江水抽 干,下面都是凹凸不平的,都是一个个的壶穴, 壶穴之间相互贯通,最后使得河道下切。


江三峡的虎跳峡是怎么形成?就是河水通过一系列的壶穴向下打孔和贯通形成的。那么中国的壶穴都哪里去了?中国的壶穴被祖祖辈辈的人搬到皇家园林、帝王将相家里去了。中国许多地方都在采壶穴,把好好的河道上的壶穴打 碎,拿出去卖,而且卖得很贵。这是北京西山植物园内的一块含壶穴的石头,叫太湖石了。

壶穴在宋徽宗时期还叫做花石纲,宋朝的农民起义就是因为花石纲的问题引起的。祖祖辈辈的许多文人骚客都以收藏石头为 爱好。曾经有人评论宋徽宗,说他不是一个好 皇帝,但是他是一个好的艺术家。他喜欢把石头画下来,还要写成诗和文章。也有制作成类似盆景的艺术品,注重它的形态,讲究皱、漏、 透、空。

要看好的壶穴要到国外去看,比如法 Cascades du Sautadet,南非 Treur 河(峡谷) 上的壶穴地质公园,美国亚利桑那州的羚羊谷, 美国的犹他州的锡安峡谷,美国科罗拉多大峡谷等等。在云南也有这样的壶穴,但是没有完全开发出来,比如福贡县的石月亮(山顶的一个洞),很久以前处在怒江河底的位置,也属于壶穴,怒江长时间的下切,导致石月亮的相 对位置不断抬升。

黄河边上同样有一系列的壶 穴。长江三峡有一年经历干旱,水少了之后, 可以看到下面的一系列壶穴。最佳时间是干旱年份的 3-4 月份,因为其他时间长江水位高, 壶穴淹没于江水之中,只有春天枯水时节,壶穴才露出水面。三峡壶穴是记录长江地形、地 貌变迁、江水与岩石相互作用的关键性证据。 可惜, 三峡大坝建成之后, 上游水位提高了很多,再也没机会看到三峡基岩上的壶穴了。


那么,我们的新闻又是怎么报道的呢?他们说三峡基岩上凹坑是撑船的船工用船篙点出来的,而且还是咱们中国的大媒体如新华社。从地质学家的角度来看, 还是让人心里很难受的。这本是科学,可是我们的新闻记者却这样报道。

那么台湾人呢?台湾人对壶穴是怎么看待的?台湾的基隆河上也有许多壶穴, 每年有很多地质学家去研究,也有很多普通的老百姓去旅游。 科学家通过科普告诉人们这是壶穴, 是几万年、十几万年才能形成的,我们要好好保护。2013年春天新北市水利部门在方梳子壩附近用推土机进行河道清理, 使得一些壶穴遭到破坏,引发民众到新北市政府抗议。这些民众的科学素质可见一斑。

山坡上的暴雨,久而久之也可能形成壶穴。例如, 澳大利亚的大红山, 在上世纪60年代之前,人是不能爬到大红山上去的,因为当地的土著人把它当成神山,他们认为他们的先祖在山中的洞穴中住过。大红山位于澳大利亚地理位置正中心,他们认为大红山是上帝为澳大利亚人做了一个祭坛。 其实大红山上那是凹坑是山坡暴雨流水冲刷出来的。澳大利亚与中国的季节正好颠倒过来的,每年年底圣诞节期间是他们的雨季, 暴雨流从山上往下流, 携带石块与沙砾对山坡摩擦, 在原先的坑凹之地形成漩涡,久而久之形成山坡壶穴。

在中国, 河道壶穴特别是山坡壶穴以前被人误认为冰臼并作为存在第四纪冰川的证据, 近年来甚至还有人把山坡上浅壶穴误认为“驴马蹄窝”并以此作为“茶马古道”或“京西古道”。造成这些错误的原因是,有人错误地以为壶穴必须是在水很深的河道里才能形成,忽略暴雨与山洪对山坡的冲刷与携带岩块与沙砾对基岩的磨蚀作用。





现在我们来看看201611月的《科学中国人》是怎么写的: ……人类古道奇迹:蹄窝最深达30厘米……” 我们再看看我们《地质论评》上“地质学家苏德辰”是如何说的, 这可是国家级的核心刊物, 由中国地质学会主办的期刊。这位地质学家苏德辰居然也说, 北京西山的圆形或椭圆形凹坑是蹄窝不是壶穴。中央电视台的《茶马古道》节目也说这是马驮着茶踩出来的坑。我不相信, 就带我们的团队到北京西山去考察,看看究竟怎么回事。 我们发现“蹄窝”主要沿着山坡基岩路面凹槽成串出现,这些地方在雨中都有流水经过的,而且流水经过的地方还有各种形状的石块与沙砾,下暴雨的时候石块与沙砾从路旁边坡被雨水冲下来,在经过的地方打转摩擦, 最后形成了所谓的蹄窝。而且这些“蹄窝”形状各异,大小不一,不可能是马或者骡子 踩出来。真正的马蹄印也和所谓的蹄窝有非常明显的区别。例如, 北京西山的山坡壶穴开口的长宽比平均值是1.3,有近乎一半的比1.3大, 但是真正马蹄的长宽比却是1.0。按照那些把壶穴当蹄窝的人例如苏德辰的逻辑,真要找蹄坑的话,应该到磨坊去找,可是拉磨的驴长年累月也没踩出蹄窝。

再举一个例子,欧洲的古道上,有马车留下来印记,但是马蹄印却没有留下来,只有车辙印。为什么?因为车轮与路面的接触面小、压强大,而且是模式性的,但是马踩的蹄印却是随意性的,所以它不可能总踩路面的一个点而形成坑。所以,有时候很无奈, 要跟他们辩论,科学普及有时候并不是一件容易的事。

乾隆年间的周广业在《过夏杂录》和 光绪年间的孙宝瑄(1874-1924)在日记中 都写过:京师运煤,多用骆驼一驼可 负四百斤(200 kg),伏地装货,捆载毕, 牵之即起,则力能胜任;不能即起,则所任 太重,当为减去。华学澜在《庚子日记》 十二月十六日记道:早,酌升出城,卸煤 十四骆驼,共五千六百十斤。同月十九日 华学澜再次写道:早,卸煤三骆驼,共净煤一千一百八十五斤。可见,每驼驮煤约四百斤(200 kg)。骆驼的驼掌是肉掌,是不能往上打蹄铁的,当时为了保护骆驼,要做一个皮包掌, 所以这种皮包掌踩到石头更不可能踩下印子。

可能有人又说,形成壶穴需要雨水,北京下雨太少了。其实,北京下雨量并不少,平均每年都有 601 毫米,比美国加州(376308 mm/y 和澳大利亚的大红山(308 mm/y)高得多。美国加州能形成壶穴,澳大利亚能形成壶穴, 为什么北京不能形成?北京近百年来的暴雨都是有数据记录的,比如2012721日北京房山, 一天降雨量460 mm,暴雨造成洪灾,还淹死几十个人。

我因为蹄窝这事还查找了不少马行为学与心理学的文献,文献说马是自然界中被捕 食的动物,两只眼睛长在头的两侧,虽然其视野可以达到 330°,但两眼视线重叠的部分 只有 30°,看东西立体感很差,不利于大脑判断坑的深浅。动物行为学研究表明,马之类的动物在行走过程中会本能地躲避踩进较深的洼坑或水坑,以防扭伤蹄腕或折断腿骨。 所以我们有些人有时候一厢情愿地认为,马反复踩一个地方就会踩出坑。

在今天这个会议上,我呼吁我们的媒体,今后在报道上能够更具科学性,在发表之前,能不能向科学家咨询 一下有没有科学证据。

 

现在让我们小结一下。一,地质学是一个 非常适合做科学教育的学科,可以激发民众 对大自然的好奇心与探索精神。二,地质学的科学教育可以先从景区旅游解说与新闻媒体报道做起,多点科学,少些胡编的鬼神故 事。三,地质学的科学教育应该与认识自然、 保护环境、居所安全结合起来。四,科学家也需要接受科学教育(毕竟科教人员的素质参差不齐, 例如, 苏德辰的话就不能信,他的学术水平要在国外肯定找不到在大学教学与研究的职位)。 如果在接待很多游客的时候,我们的导游总是胡说八道一大堆鬼神故事,我们科学就没有地位了。我们人居住在地球上,我们在自然之中,地球离开我们可以,但我们离 开地球不行。我们要认识自然,保护环境。 我们的居所需要建在安全的地方,不能生活在危岩 之下。这就需要更好的科学普及。我除了做研究之外,还写过两本科普书,比如《地震与中国大陆形影相随》和《地球的奥秘 —— 岩石,地震与人的关系》。中科院丁仲礼副院长在《地球的奥秘 —— 石头、地震与人的 关系》一书的序中写道:【地球已存在 46 亿年, 从其诞生之日起,它就处在不断变化的过程 中。因此,活动论是地学家们的主流理论, 固定论到今天已没有市场,尽管固定论的观 点曾经大行其道。当你想象大陆可以像小舟 一样漂移,喜马拉雅山可以从海底快速崛起,松散的砂粒可以在压力下结成坚强的整体, 从来没有一个种群长期统治过整个地球,人 类这个自称为智慧的物种仅仅从几万年前才始现身,难道你还会相信所谓的造物主,所谓的拯救者,所谓的世界末日,甚至所谓的永恒与不朽?难道你还会相信人类真有能力去拯救地球?是地球拯救人类】。汶川地震之后,作为研究地质学的我们感觉到无颜面对父老乡亲,研究地质的却不能预报地震,死了那么多的同胞。我的第一本科普书《地震 与中国大陆形影相随》就是在这个背景下写 出来的。

我觉得,我们每个人都应该像哲学家康德那样,唯有二事,常驻吾心,敬而畏之,与时俱新; 上为宇宙星辰,内为道德法则。这就是对真理的追求,对科学的追求。我们要有这种道德法则,人与人之间相互尊重、和谐相处, 人与自然和谐相处。谢谢大家

 

--- 问答环节 ---

 

问:谢谢嵇老师的报告,您谈到地质灾 害,还有山区的老百姓。当然,理想情况下, 我们所有人都应该远离危岩下的山区,但现实中是不可能的,因为他们祖祖辈辈选了这 样的地方,传统知识一代一代传承下来,他们对大致地形也有一定认知,这种认知让他 们觉得这些地方像是比较安全的。那么,传统知识认为安全的那些地方,从科学的角度, 您是怎么看的?

答:其实地球上山清水秀的地方往往都是地形差异比较大、风景漂亮的地方,也往往是地质灾害多的地方。在中国,什么地方地震最少地质灾害最少?塔里木盆地。那是 一个古老的地块,一马平川,但是那儿连水都没有,不适于人类居住。相反,云南四川 ,山清水秀,但是它们有很多地质灾害。就像硬币的正反两面,你要享受美景、依山傍水, 你就要承担一定的风险,而且这个风险往往代价太高,而且是单程票,一旦发生地质灾害, 就是灭顶之灾,所以能够避开,最好能避开。 但是我们中国有很多特殊的情况,我们的人 口这么多,人口密度太大。像四川那些地方,去旅游很合适,住几天可以,但是迟早要发 生地质灾害的。唐朝的李白杜甫住在四川, 为什么他们没去九寨沟?因为那时候还没有 九寨沟。九寨沟是后来一次大地震形成的堰 塞湖。地震,有它的优点,也有它的缺点, 优点就是可以产生特殊的地形地貌,但是对生活在那些地方的人们来说也实在太危险。 另外,在发生特大地震的地方,山体被震酥了, 一场暴雨之后随时随地都可能发生泥石流。 震后重建的房子,有的房子被毁了,重建第二次又被毁了,第三次又毁了。当地的报纸 上是这么说的,哪怕毁了 99 次,我们还要建第 100 次。似乎跟大自然斗其乐无穷,但是,还是很吃亏的,对不对?

 

问:非常感谢谢嵇老师精彩的演讲,我想接着刚才的问题说说自己的理解。关于传 统知识认为安全的那些地方,这可能是自然选择的一个结果,也就是说,那些危险地方的人和建筑已经被历史淘汰掉、毁灭掉了, 所以可能经过了长期的历史选择,留下来的那些地方是安全的,但是也很难保证在未来 的历史变动中它不会出现新的危险问题。我有两个问题请教嵇教授。一,确实我们人口 太多,可供居住的地区又有限,就不得不往外扩展到了一些原本看起来可能并不适合人 类居住的地方。有人说,是不是要通过城市化, 把人口集中起来,但是集中起来可能会带来 新的风险。从地质学家或从灾害学家的这个 视角,您是怎么来理解这个问题的。二,我觉得您的诸多例子都证明,科普和社会有密 切的关系,有一系列的社会后果,也有不被社会接受的问题。那么,我们在做科普的时 候,怎么样使它能够更好的与社会结合起来, 被社会所接受呢?谢谢!

 

答:我先补充一下,刚才你说到自然选 择,那些地方一定是历史证明或者已经证明是安全的吗?这个不一定。地震复发的周期 是非常长的,像汶川地震这么大的一次地震, 需要大量的能量积聚,而且即便在同一个断 裂带,可能在同一个地方也可能在另外一个 地方发生地震。再说,古时候对地震的记载也不一定全面,例如,像九寨沟那次地震,只是说唐朝之后晚期安史之乱之后曾经发生过地震,但是在兵荒马乱的时候,引起的关注并不大。甚至 1933 年四川叠溪古城发生地震,一直等到好几年之后,地质学家才一个人带自己的学生骑着马,历经可能被土匪杀了的危险去调 查,如果他们不调查,在历史上就不会留下 关于这次地震的记载。那么,汶川地震一下子告诉居住在那儿的人们,你们居住的下面 就有一条大的断裂。那么日本是怎么做的呢? 他们在断裂带上立碑,提醒人们,法律上规定 150 米之内是一个避让带。而我们是毁了 99 次也要在原地建第 100 次。 当然,异地重建也不是容易的事。对很 多农民来说,自留地在那个地方,承包地在那个地方,你不让他们在原地建,他们到哪里去建。如果你把他们迁移到几十公里之外, 他收种庄稼怎么办?中国的农民人口的比例毕竟比较大,如果像美国、加拿大,这个比 例变成百分之几了,这些危险的地方也就没有人居住了。但是,其实那些地方也考虑了搞旅游,开发旅游业,农民参与集资,之后再来分成。这个时候,他们考虑的并不是科学。 但我不能因为你考虑旅游我就不讲科学,做科普时还是要讲究科学,还是要追求真理, 这是我作为一个科学家应有的良知。至于社会接受不接受?这是一个历史的问题。比如之前讲到的北京西山的古道,你卖你的门票,与暴雨形成壶穴的科学事实不矛盾。如果山上有 植被,就形成不了壶穴。古道还是古道,但他们非要说这是马踩出来的或骡子踩出来的。 因为在他们的生活阅历里,接触到的更多是骡子和马,所以就会把这些联系起来,他们没有科学的概念。地质学讲的是什么样的时间尺 度?暴雨每年只要下这么一两天,它照样可以形成壶穴,但是它实际上是数以万年的一 个形成过程,我是这么想的。

 

 问:嵇老师,我有一个问题。我是河南安阳人,记得小时候,大概 20 多年前了,传闻李四光预言了全国四个地方要地震,就差一个是我们那里。于是大家晚上全都住到外面去了,后来地震并没有发生。长大以后发现, 原来不止我们那里有这样的传闻,全国好多 地方都说自己那儿是接下来要发生地震的地 方。过了这么多年了,其实对于这个问题, 我还是没有一个准确的答案,这种说法还在全国各地流传。为什么这样一个说法始终在全国这么多人的心目中流传着,我们到底应该在这方面做一些什么样的工作呢?

 

答:我女儿和儿子都是学医的,我要从学医这个角度来讲。医生在我们想象之中就是救死扶伤的,就是要把人救活,不能让病人死去。但其实不是这么回事。很多时候,我们知道病人已经无法挽救,这时我们只能减缓病人的痛苦。因为医生不只是医生,也是人,不是神,不是上帝。我们人类在地球上的时间和地球历史相比非常短。如果把地球历史算作一天的话,我们人类在最后一秒钟才出现。人类发展很快,而且越来越狂妄,觉得与天斗其乐无穷,与地斗其乐无穷。 其实我们跟天斗跟地斗的能力一点都不够。 我们对地球的认识实在还太肤浅。我们住在地球的表面,对地球内部知之甚少。地震的深度是多少?汶川地震的震源深度是19千米。19千米的里地下的应力状态,我们不知道,地球是不透明的。 所谓的预言,哪怕是李四光先生的预言,也必须要加个引号,那是一个猜想, 不是科学预言。如果实在是预言到了,那也是瞎猫碰上死耗子,没有人能真正预言地震。我们不妨做一个堆沙锥的实验,一个沙子掉下去的时候,你不知道会有什么效果。它很可 能把其他沙子给砸掉下去,也可能把其他沙 子砸掉后形成垮塌。地震也像撕一张纸,你们听到的声音就是地震波。地震期间的断裂像撕纸一样可以传播,汶川地震传了 275 里,花了大概80秒的时间。但是这种传播需要满足一定的条件,也就是断裂带上其他地方也准备好了,接近临界状态,只要再给一点点力量,也开始动了,否则这个地震就流产了。所以说地 震是非常复杂的,我们人类还知之甚少。我 们也千万不要说我们认识了地球,我们不是万能的,我们就是人,就是千千万万动物之一, 只是比较高级一些,会使用工具,仅此而已。地震无法预报, 至少就目前来说,无法预报。即便是天气预报, 也存在问题。只是说,它有卫星云图,所以根据云图和云团速度可以测出什么时候云团 会到什么地方。但地震在地下,没有类似云图这样的东西,而且震源太深了。世界上打得最深的钻仅有 12 公里深,俄罗斯打的,现在俄罗斯也不打了,因为没钱了。德国打了十 公里,我们中国打了七八公里。即便能打到地震的深度,把标本拿出来,也已经把应力状态破坏了。这时候认识的也不是地震当时的状况。地震当时的状况是无法测量的,至少目前是无法测量。既然如此,那该怎么办? 只好把房子建得牢固一点。像日本,八级地 震基本上不死人,南美基本上不死人,但我 们一个八级地震死很多人,就是我们的房子 质量不行。只能是抗震,但我们永远不能预 测地震,谢谢!

 

问:嵇老师,我问一个比较实际的问题。 我昨天刚刚从张家界过来,在那儿带着一百 名中学生作科学考察。我遇到了一个什么问 题呢?就是这种教育方式非常需要有激情的 老师,但是很遗憾,整个景区和周边就没有 这样的老师。我们从北京带老师去,带搞地 质的科学家去,但是仍旧数量有限,再加上他们有本职工作。那么,未来有没有更好的办法来让孩子通过一些设备(比如用手机通 过视频通过一些方法)来进行教学,或者有 什么别的办法,因为导游的确讲的都是些神话故事,讲的我们都哭笑不得。 第二个问题就是,您刚才讲的蹄窝还是壶穴的问题。地质涉及的时间跨度,孩子可能没有,那么是不是需要一些实验或亲身体验来帮助他们更好地理解这些问题。

答:你第一个问题还是人的问题,我们科普需要懂的人,不懂肯定讲不出来,只有你真正懂,才能把一个问题简单化,让孩子比较容易懂。另外,激情首先需要喜欢,真正懂了也更容易喜欢,所以还是需要懂才行。

补问:可是很懂的科学家,不愿意从事 这个工作,因为科普不是只讲一次 ……

答:不,这就是中国的科技评价体制问 题。很多单位就是呼吁呼吁,现在政府的科技评价制度大多是,发一篇文章是多少奖金。像 我以前也不搞科普。发科普文章、写书、教 学,是汶川地震之后我才感兴趣的。地震之后,我就开始写博文,好多人都感兴趣,在 科学网上阅读量点击量长期排在第一名。后 来,四川省峨眉电影那边请我拍一个 5.12 大地震的电 影,他们还得了个中国最佳灾难纪录片奖。后来, 四川省很有名的一个画家(何多苓)跟我说,如果有关地震逃生的电影早放,至少要少死 5 万人。 他的话让我感觉到,科学有这么大的作用。 那我们写一篇文章也同样能起到类似的作用, 为什么不把我所知道的知识给老百姓传达过 去,让他们以后可以好好保护自己的生命, 保护自己的财产?这是一个社会责任。实际上一些大项目的科研体制,已经有科普的部分了,就是你发表了文章,评价你的还有, 你是否再写了一本科普书,发表了一些科普文 章,这方面国家确实是要重视的,把整个民族的科学素质提上去。西方国家在文艺复兴 之后就是没人相信鬼神了,科学跟宗教分开了。 如果是在西方国家,媒体像我们的媒体这样讲话,是会掉价的。但我们的报纸记者就这么写 了,青少年就被带坏了。在这种基础上做科普, 你首先就要给他们消毒,然后才能再跟他们讲科学。

 

问:刚才听到地震的不可知论,我感到很伤感。对地球上这样的灾难,我们无法进行预计。我就在想,生命通过千万年的进化, 都没有进化出感知地震信号的能力,一种可 能性就是因为地震发生的频次太长,生命的个体没能进行适应性进化,所以我就在想象, 地球上有没有这样一个地方,因为地震发生太频繁,以至于那个地方进化出一些物种, 能够捕捉到地震信号,从而及时做出逃避。 有没有这种可能性?

答:这就是日本人了()。我们人类,自从穿了鞋子之后,就已经不再亲近地球了。我们已经和地球隔离了,我们和地球已经不是亲密接触了,而且我们的鞋跟越来越高,地球内部发生的东西我们已经体会不到。但是地震之前,有些动物能够体会到, 比如蛇或者老鼠, 它们住在地下,因为地下洞变小了,感觉不舒服就出来了。岩层发生破裂并不是一下 子发生破裂的,在大破裂发生之前,会发生微破裂,这种小破裂也要发出一些声音,这 种声音是一种特定频率的次声,我们人听不到,狗或许可能听到,它感到异常,觉得不舒服,就会特别地烦躁。世界上安装最多地震仪的地方是日本。地震学者中,做得好的主要也是日本人,就是因为日本地震频繁,即便如此,地震还是无法预 报。我又要用医学做例子了。我们学校有位著 名的医学教授,但是后来因为自责,精神发生 了问题。缘由是,那天夜里他值班, 600 公里之外镇上,直升机运来一个长得很漂亮的小女孩,可是没抢救过来。他是一个著名的医学家,过去他很狂傲,发表过很多论文,很受人尊敬,但因为这件事整个人都变了。汶川地震对我们这些地质学家来说, 就如同发生在这名医学家身上的事一样。我们感到人类的无能为力,所以地质学家比较狂傲的比较少,因为在地质时间的尺度上我们无法狂傲,我们个子长得再高,高不过恐龙, 最后还要灭绝的。

 

问:嵇老师您好,我是来自<少年先锋报>的。刚刚您说到媒体报道的问题,我觉得如芒在背。对于一个媒体记者来说,如果不是专业的科普编辑,去辨认某个信息的真假其 实是非常困难的。对于一般的民众来说,他们可能就去百度一下,但其实百度上也有很多错误。而对于编辑来说,可能会去查一下科学网或者去查一下论文,但刚刚您也提到, 论文里面其实也有错。不知道您有没有比较好的方法可以提示我们一下。

答:首先你要找一些专家,百度不是一个好的搜索方式。谷歌、维基百科上面的信息还比较靠谱,百度基本上查不到什么东西。 在百度上,你查到的很多排名靠前的东西, 都是因为出钱多排在前面的。那么像你们做编辑或者记者,你要写文章,你要找到相关的专家,尽量去咨询科学院和研究所的相关专家,请他们把一下关。因为你一旦发表出去, 就是白纸黑字,想抵赖都不可能,所以这是一件需要非常小心的事情。

问:听了您的报告,我有两个想法。第一个,我之前只是想跟教育界合作,听了您 的报告以后发现,同时跟科学记者、跟旅游 部门的合作其实是更广的科学教育。第二个, 刚才说到了地震的问题、滑坡的问题。滑坡是有一定规律的,首先要有动力,比如屋顶上的雪块,温度变高了,最后就会滑下来。 另外,滑坡有一点可预测性,就是如果这 地方前一年甚至于前两年非常干旱,而现在预报有暴雨,那么滑坡的可能性就很大。还有,人生病时,可能不知道是什么病,但是体温和血压一定有问题。对于地震,我们呆在地 球上看地球不行,也许空间科技发展了以后(比如通过中微子穿透地球),能够理解它的内部变化。也许到了那一天,我们是不是就能预测了?

答:滑坡是可以预测的,因为它毕竟在地表,深度也不是太大。人可以在地表通过测量应力,分析它的周围环境,刚才你讲的这些是有道理的。一个是动力源的问题,滑 坡在平面上不会发生。第二个就是摩擦系数的问题,像你刚才讲的,积雪一下从屋顶 滑下来,往往是在温度升高后,屋顶和冰之间存在融化后的水,摩擦力一下子没有了, 就滑下来。关于滑坡,你说到干旱。土壤都是有水的,而且大概有百分之四十的孔隙度。 一旦干旱了,孔隙突然收缩,土壤就形成无穷的张性破裂,这种裂缝是渗透性,穿得很 深,透过整个浮土层,一直到基岩。如果下雨, 水进了这些裂缝,一直到表土层和基岩,水到的地方摩擦力就减少,滑坡就发生了。但是地震不像这样,地震的深度比较深,我们地表可能查不出来。比如给你穿件羽绒服再来测你的体温,羽绒服外面的温度肯定代表不了你的体温。所以,影响地震具体有什么变量或参数尚没有搞清楚,方程怎么写都不知 道,是无法解释它的。未来或许有这么一天, 有新的技术革命,地震能够预报了。但是一 旦能够预报了,可能也会产生新的社会问题。 比如预报今天晚上就会发生地震,大家还能安心地坐在这里吗?每个人都发微信跟家里人联系,大家可能就去收拾家了, 把藏起来的宝贝都搜出来带走。在日本, 有地震预警,主要通过地震的 P 波和 S 波的 时间差,有的差几秒有的差几十秒时间。如果在震中,它们同时到,这种预警也不能用,太远了也不需要报。所以,这还是有交相性的, 我们可以预测地震,但不能预报地震。在中国, 预报地震必须要用到三个要素:震级,震中、发震时间。震中和震级可以报,但是报不出地震发生的具体时间。比如,我知道云南高黎贡山肯定要发生地震,但是什么时候发生?可能是今晚,也可 能是 200 年之后,这就没多大意思了。这叫做预测,地质学家还是可以做到预测的。


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