Q：中國地震科學實驗場對于地震預(yù)測這一科學難題的解決有什么戰(zhàn)略考慮?

A：中國的地震預(yù)報思路是 “場源結(jié)合” ，強調(diào) “場” 的動態(tài)監(jiān)測和 “源” 的過程追蹤。過去由于各方面條件的限制，重點在 “場” 的動態(tài)監(jiān)測。現(xiàn)在，隨著觀測和數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進步，實現(xiàn)對 “源” 過程的追蹤成為可能。中國地震科學實驗場結(jié)合這一科技發(fā)展趨勢，把地震預(yù)測這一科學難題的階段性的研究重點，放在對 “源” 的孕育發(fā)展過程進行精準監(jiān)測和實證性研究上，這是推進經(jīng)驗預(yù)報向物理預(yù)報轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵一步，在這一過程中所形成的若干科學認識、技術(shù)進步，對國家的發(fā)展也具有重要的戰(zhàn)略意義。（中國地震局科學技術(shù)與國際合作司 車 時）

Q：中國地震科學實驗場有哪些特點，有哪些獨特的優(yōu)勢?

A：實驗場是世界首個 “從地震破裂過程到工程結(jié)構(gòu)響應(yīng)” 全鏈條設(shè)計、唯一針對大陸型強震進行系統(tǒng)研究的地震科學重大基礎(chǔ)設(shè)施。實驗場建成后，將成為科學研究鏈條最系統(tǒng)最完整、觀測數(shù)據(jù)最豐富最連續(xù)，國際領(lǐng)先的大陸型地震研究基地。作為一個分布式的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，實驗場的不可分割性主要體現(xiàn)在體系層面。從系統(tǒng)工程中的 “神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)隱喻（neurocybernetic system metaphor）” 出發(fā)，實驗場總體設(shè)計高度重視從每一個 “神經(jīng)元” （sensor）到 “神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中心” 之間的鏈接和系統(tǒng)以集成方式實現(xiàn)感知的研究對象。同時，實驗場在與現(xiàn)有觀測設(shè)施實現(xiàn)充分的共享共用的同時，通過技術(shù)標準體系、運行維護體系、成果轉(zhuǎn)化體系的設(shè)計，明確實驗場國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的邊界，這不僅是實驗場有限目標、有限內(nèi)容、有限投資的需要，而且是實驗場以現(xiàn)代化的方式實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化、服務(wù)地震業(yè)務(wù)、服務(wù)國家建設(shè)和區(qū)域發(fā)展目標的必要的措施。（中國地震局科學技術(shù)與國際合作司 車 時、中國地震局地球物理研究所 李 麗）

Q：在項目建設(shè)方面，中國地震科學實驗場是怎么考慮建設(shè)重點、建設(shè)密度和建設(shè)規(guī)模的？

A：任何建設(shè)都應(yīng)該是有限目標， “有所為有所不為的” ，中國地震科學實驗場也不例外。

實驗場的一個重要目標是 “建設(shè)紅河斷裂帶與川滇菱形地塊東邊界及鄰區(qū)高時空分辨率地震觀測網(wǎng)” 。其中，高空間分辨率主要針對重點地區(qū)實現(xiàn)，在原有的 “一帶五區(qū)” 中，突出地震預(yù)測的科學目標，觀測系統(tǒng)優(yōu)先部署在其中的四個區(qū)中，尤以其中的兩個 “灰犀牛” 性質(zhì)的地區(qū)為重點；五個區(qū)按照其科學目標的不同和階段性發(fā)展的設(shè)計，在方法上各有側(cè)重；與工程相關(guān)的強地面運動觀測和結(jié)構(gòu)響應(yīng)觀測針對重點地區(qū)進行，并優(yōu)先考慮原計劃中四個重點地區(qū)中的兩個；同時，有重點地開展光纖傳感技術(shù)的野外試驗，這是極大地提升空間分辨率的前沿技術(shù)。高時間分辨率主要通過現(xiàn)代地震觀測和數(shù)據(jù)分析技術(shù)實現(xiàn)，包括波形相關(guān)技術(shù)、人工智能技術(shù)、綠色主動源技術(shù)等，與實現(xiàn)高空間分辨率的重點部署緊密結(jié)合。控制規(guī)模、分期實施是實現(xiàn)實驗場長遠科學目標的基本途徑。

實驗場以野外實驗為主，野外實驗與室內(nèi)物理實驗和數(shù)值實驗相結(jié)合。 “十四五” 期間的實驗場國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以野外實驗為重點，室內(nèi)實驗控制在合理范圍內(nèi)，并直接為野外實驗服務(wù)。

實驗場國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施向國內(nèi)外科學界開放，其建設(shè)主要集中在作為 “骨架” 和基準的長期連續(xù)觀測站網(wǎng)和與此相關(guān)的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)產(chǎn)品的共享服務(wù)系統(tǒng)。以此為基礎(chǔ)進行的相關(guān)科學問題的研究，通過其他的科技項目（例如國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中央級公益性研究所基本科研業(yè)務(wù)費專項等）予以支持；與此配套的其他科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，通過其他的投入渠道（例如財政部專項、小型基本建設(shè)項目、中央級公益性研究所修繕購置專項等）予以支持。（中國地震局地球物理研究所 李麗、韓立波）

Q：中國地震科學實驗場的建設(shè)和發(fā)展中，川滇地區(qū)和其他地區(qū)是什么關(guān)系？

A：根據(jù)實驗場的長遠規(guī)劃， “十四五” 期間主要以川滇地區(qū)為重點，未來條件成熟，可向華北、新疆等研究區(qū)拓展。面向 “世界性創(chuàng)新高地” 的建設(shè)目標，實驗場有針對性地吸引不同學派、不同 “范式” 、不同技術(shù)路線的研究到實驗場進行假說檢驗、學術(shù)爭論、技術(shù)比較；與世界上的其他實驗場開展比較研究和 “協(xié)同分布式實驗” 。（中國地震局科學技術(shù)與國際合作司 車 時）

Q：中國地震科學實驗場與以往的防震減災(zāi)科技基礎(chǔ)設(shè)施項目的關(guān)系是怎樣的？

A：國家高度重視防震減災(zāi)事業(yè)的發(fā)展，僅從 “九五” 開始至今，就通過一系列重大基本建設(shè)項目、國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目，對我國地震科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)給予了強力支持。在地震觀測方面， “九五” 期間 “中國數(shù)字地震觀測系統(tǒng)建設(shè)和地震前兆臺站（網(wǎng)）技術(shù)改造項目” ，投資0.6億元； “十五” 期間中國數(shù)字地震觀測網(wǎng)絡(luò)工程項目，投資22.8億元； “十二五” 期間中國地震背景場探測項目，投資4.2億元； “十三五” 期間國家地震烈度速報與預(yù)警工程項目，投資18.7億元。這些項目使中國的地震觀測全面進入數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化時代。在大地測量方面， “九五” 期間中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)項目，投資1.4億元； “十一五” 期間中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)項目，投資5.2億元。這些項目使中國的地震大地測量全面進入空間技術(shù)時代。這些重大工程所形成的地震觀測實驗?zāi)芰?，成為中國地震科學實驗場建設(shè)的堅實基礎(chǔ)，同時也提供了重大項目的實施和管理的經(jīng)驗。

中國地震科學實驗場的目標是在這些工作的基礎(chǔ)上，全面推進地震預(yù)測的現(xiàn)代化。適應(yīng)新時代國家地震安全的需要，地震預(yù)測的現(xiàn)代化不僅包括充分利用新技術(shù)所提供的發(fā)展機遇，使在精準測量、時間變化檢測、野外半可控實驗基礎(chǔ)上的 “判定式科學假說檢驗” 成為可能，從而對地震預(yù)報這一世界性科學難題發(fā)起新一輪強有力的沖擊，并以此全面提升對大國競爭具有重要戰(zhàn)略價值的精準對地觀測能力；而且還包括充分考慮新時代國家治理現(xiàn)代化的需求，通過從地震破裂到工程響應(yīng)及鏈生災(zāi)害的 “全鏈條” 科學問題的研究，使各時空尺度的地震預(yù)測成為可能，為實現(xiàn)從減輕地震災(zāi)害損失到減輕地震災(zāi)害風險的轉(zhuǎn)變發(fā)揮最大效能，促進我國對地震風險的理解和控制，達到與現(xiàn)代化國家總體目標相適應(yīng)的能力和水平。

特別值得一提的是，汲取以往項目建設(shè)的經(jīng)驗，在中國地震科學實驗場的工作中，更多地重視了系統(tǒng)工程思路和方法的應(yīng)用。（中國地震局地球物理研究所 李 麗、丁志峰）

Q ：比照世界先進水平，中國地震科學實驗場試圖追求的目標是什么？

A：實驗場面向地震科技的前沿問題，注重發(fā)揮中國地震科學的特色優(yōu)勢。

在地震中長期預(yù)測方面，沿川滇菱形地塊東邊界這一世界上最大規(guī)模的包括震源機制相近、處于地震孕育全周期不同階段的斷層段的斷裂體系，通過 “空間換時間” 的策略，以 “源” 為研究重點，開展以活動斷裂的 “閉鎖段” 、大陸地區(qū)的 “慢地震” 、斷層系統(tǒng)的演化等為直接研究目標的高時空分辨率多學科觀測研究，其中連續(xù)測震手段的觀測站點密度在一些地區(qū)超過美國南加州地區(qū)目前的水平，與已有川滇地區(qū)地震觀測系統(tǒng)資源共享，可探測到的微震數(shù)量為現(xiàn)有川滇地區(qū)地震觀測系統(tǒng)的3倍以上（這已超出監(jiān)測預(yù)警業(yè)務(wù)的要求，而完全是面向地震預(yù)測目標的科學研究的要求）；連續(xù)GNSS觀測站點密度在重點地區(qū)超過美國南加州地區(qū)目前的水平，并可為改善現(xiàn)有的GNSS觀測系統(tǒng)分散、部署重復(fù)、以流動觀測為主的局面發(fā)揮決定性作用。

在地震短臨預(yù)測方面，圍繞地震孕育發(fā)生過程的 “亞失穩(wěn)” 模型，以 “源” 和 “場” 的關(guān)系為研究重點，在原滇西地震預(yù)報實驗場及其周邊地區(qū)、川滇交界地區(qū)、川滇菱形地塊東邊界與紅河斷裂帶交匯地區(qū)，并兼顧整個川滇地區(qū)，開展面向科學假說檢驗的多學科、多尺度野外觀測實驗，其中受地表氣象條件和環(huán)境影響較小的溫泉流體地球化學觀測站點規(guī)模超過意大利和日本現(xiàn)階段的水平。

在地震強地面運動預(yù)測和工程震害預(yù)測方面，針對不同烈度的典型地區(qū)，圍繞復(fù)雜場地響應(yīng)和典型工程結(jié)構(gòu)、重大及特殊工程結(jié)構(gòu)、高密度群體建筑、城市地下空間的地震響應(yīng)，開展高分辨、多類型、 “全天候” 的觀測實驗，其中井下—地表相結(jié)合的高分辨率強地面運動觀測站點密度達到國際領(lǐng)先水平，地震災(zāi)害情景構(gòu)建及其應(yīng)用的能力達到國際先進水平。

在地震鏈生災(zāi)害防治方面，汲取地震預(yù)報實驗場的經(jīng)驗，建成國際上第一個地震鏈生災(zāi)害綜合防治科學實驗場。

在新技術(shù)的野外實驗方面，以顯著提升精準動態(tài)感知能力為主要目標，以近斷層觀測為重點，與 “一帶五區(qū)” 部署相結(jié)合，面向世界科技前沿，為光纖傳感器、綠色主動震源、 “北斗” 應(yīng)用、深井綜合觀測、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)的應(yīng)用提供野外科學實驗和應(yīng)用系統(tǒng)試驗平臺，推進其技術(shù)成熟度水平的提升；其中光纖傳感器、綠色主動震源、 “北斗” 應(yīng)用以自主技術(shù)為主，達到國際領(lǐng)先水平。（中國地震局地球物理研究所 丁志峰、李 麗）

Q：中國地震科學實驗場預(yù)期可能取得重要成果的科研方向有哪些？

A：非常理解這個問題，因為對于剛剛從事科研工作的年輕同志，選擇一個有希望的科研方向是至關(guān)重要的。但同時，坦率地說，這是一個難于回答的問題。因為基礎(chǔ)科學研究總是有很多 “意外” 。

從中國地震科學實驗場的觀測實驗條件來看，結(jié)合近期國際地震科技的重要進展，一些有可能取得重要科技成果的方向還是可以預(yù)期的。這些方向包括、但不限于下面的10個（其實 “十大方向” 之類，多少是有些 “形式主義” 的，大家倒不必認真對待）。

（1）現(xiàn)代意義上的、廣義的預(yù)測（中長期地震預(yù)測、短臨地震預(yù)測、地震強地面運動的預(yù)測、地震災(zāi)害及其鏈生災(zāi)害的預(yù)測）是實驗場的核心科學問題。短臨地震預(yù)測，即本來意義上的地震預(yù)測，既是歷史上的實驗場的核心科學問題，也是此次實驗場受到高度重視的關(guān)鍵科學問題。實驗場階段性的目標是，以新的多學科觀測為基礎(chǔ)，實現(xiàn)地震預(yù)測從經(jīng)驗/統(tǒng)計性預(yù)測到物理預(yù)測的最初一公里。

（2）中長期地震預(yù)測的核心科學問題，是從板塊邊界帶到具體地震斷層的應(yīng)力傳遞的最后一公里問題，也是從經(jīng)驗/統(tǒng)計預(yù)測到物理/數(shù)值預(yù)測轉(zhuǎn)換的最后一公里問題。其階段性、地域性工作特點還在于，沿川滇菱形地塊東邊界這一世界上最大規(guī)模的包括了處于不同孕震階段的相似的斷層段的斷裂體系，進行類似于天文學中的 “空間換時間” 的刻畫。可以預(yù)期的是，這是實驗場的第二個重要方向。

（3）實驗室的物理實驗、虛擬實驗室的數(shù)值實驗、野外實驗室的現(xiàn)場實驗的結(jié)合，是實驗場的重要研究方式，但實驗場首先要強調(diào)野外實驗室的現(xiàn)場實驗。誘發(fā)/觸發(fā)地震的研究，構(gòu)成了實驗場預(yù)期成果的第三個重要方向。

（4）地震科學是觀測科學，科學目標與觀測目標組成一個矩陣，例如，形變觀測既可以用來解決中長期預(yù)測問題，也可以用來解決短臨預(yù)測問題。中長期地震預(yù)測既需要形變觀測手段，也需要地震學手段、地球化學手段。這個矩陣本身就是實驗場的價值所在，它同時決定了實驗場（操作層面）的組織架構(gòu)。實驗場需要野外工作的支撐、數(shù)據(jù)匯集和初加工的支撐。從新技術(shù)應(yīng)用（硬的方面）和數(shù)據(jù)科學應(yīng)用（軟的方面）開展研究，首先要從準可控實驗的角度去認識。這是實驗場的一個帶有時代性、前沿性的方向。

（5）地震情景構(gòu)建是地震預(yù)測現(xiàn)代化的重要探索，是體現(xiàn)實驗場時代性的另一個重要方面。地震預(yù)測現(xiàn)代化的最重要標志，就是要在科技上落實 “兩個堅持三個轉(zhuǎn)變” 。這是實驗場的一個有可能產(chǎn)出高水平成果的方向。

（6）國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施主要是通過提供background，backbone，baseline，首先是backbone和baseline，構(gòu)成一個新版的野外實驗室（natural laboratory）。實驗場的感知網(wǎng)是一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式的結(jié)構(gòu)，這是與其他科技基礎(chǔ)設(shè)施（如加速器）不同的，同時，它與當?shù)氐挠糜诔Ｒ?guī)地震監(jiān)測預(yù)報預(yù)警的觀測系統(tǒng)，既有合作共享，又有清晰的邊界。這一邊界表現(xiàn)為實驗場的技術(shù)標準體系—這將是實驗場的一個重要方向。可以期望的是，實驗場如試圖成為世界性的地震科技創(chuàng)新基地，那么實驗場的國際標準將是一個重要標志。

（7）在實驗場的建設(shè)中，數(shù)據(jù)支撐、數(shù)值實驗、數(shù)據(jù)科學，這三個部分需要、并且有條件統(tǒng)籌規(guī)劃。我們既需要一個物理的實驗場，也需要一個數(shù)字的實驗場。數(shù)字的實驗場一定意義上可能更重要。這個方向，可作為另一個重要的方向，產(chǎn)出不一定 “高產(chǎn)” ，但非常重要。

（8）實驗場既是natural laboratory，也是test site，這是實驗場的一個預(yù)期 “高產(chǎn)” 的方向。但如同航天器試驗場的任務(wù)并不是自己研制航天器，實驗場（國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施）支持新技術(shù)的主要方式，不一定是自己去發(fā)展具體的新技術(shù)，而是為TRL7-9的新技術(shù)提供試驗平臺。觀測技術(shù)如此，抗震技術(shù)和鏈生災(zāi)害防治技術(shù)也應(yīng)如此。

（9）一方面，實驗場中的科學研究通過國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之外的科技資源支撐實現(xiàn)，另一方面，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施對科技資源具有強勁的帶動作用。也就是說，我們需要一個物理的實驗場、一個數(shù)字的實驗場，還需要一個 “財務(wù)的” 實驗場。以這個機制產(chǎn)生的若干成果，（反而）有望達到國際領(lǐng)先水平，這恰是實驗場的核心價值所在。

（10）實驗場是一個科學工程，地震科學是觀測/實踐科學。實驗場預(yù)期可取得的成果，首先是涉及地質(zhì)學、地震學、大地測量、地球物理、地球化學、地震工程的面向中長期地震預(yù)測、短臨地震預(yù)測、地震強地面運動預(yù)測、地震災(zāi)害預(yù)測的基礎(chǔ)科學成果。這是相關(guān)數(shù)據(jù)優(yōu)勢的集中體現(xiàn)。實驗場國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，首先要解決好工程技術(shù)問題，其次要解決好系統(tǒng)工程問題。實驗場的系統(tǒng)工程作為一個重要方向，本身也可以產(chǎn)出重要的成果。

實驗場是一個大科學工程，實驗場預(yù)期可取得的成果，是這一系統(tǒng)工程的產(chǎn)出，這種產(chǎn)出是寬譜帶的、多層次的。

國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是實驗場的核心，但并不是實驗場的全部。實驗場是一個開放系統(tǒng)，它的生命力就在于它的開放性。

以上展望了實驗場的一些可能是重要的科研方向。最后需要重申兩件事： ① 科研突破往往超出我們的預(yù)想，因此，無論是從投資的重點方面，還是從科技力量的部署方面，上述展望都不應(yīng)該、也不可能成為限制我們思路的 “條條框框” ； ② 科研工作不是 “想” 出來的，而是 “干” 出來的，需要 “不畏勞苦、沿著陡峭山路攀登” ，需要 “去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里” 的證偽，還需要我們的通力合作。（中國地震局地震預(yù)測研究所 吳忠良、中國地震局地球物理研究所 丁志峰）