昂达vx610w时尚版地球被一万台发动机推走，在苍茫的宇宙中划出一条壮丽的轨迹；潜艇在血管中航行，轮胎状的红细胞呼啸而来；机器人脑子里刻印着三大定律，银河帝国面临着三万年的动荡；来历不明的飞船穿过太阳，黑色石碑从远古就静静矗立在太阳系的彼方；建设者们在火星建造城市，旅行家来到宇宙尽头，观赏最后一颗恒星熄灭……

　　而在底层运转，推动着那些令人震撼、惊叹的情节的，是科学。科学是坚厚的基石，承载着无远弗界的幻想。

　　于是我们推出《科幻中的科学》栏目，展示、普及科幻中的科学知识，感受科幻的魅力和科学精神。

　　大地母亲给了我们一切。然而当她偶然发怒时，也会带给我们不可估量的损失。在各种自然灾害里，地震是死亡人数最多的一种。而它也成为科幻灾难片的重要题材。

　　生活在狭窄的岛国上，环太平洋地震带的活动区，日本人的危机意识极强，对地震灾难也更敏感。1973年，被称为“日本科幻推土机”的小松左京出版了他的代表作《日本沉没》，轰动日本，发行量高达400万册。很快，这部作品又被改编成科幻电影。

　　日本近海一座小岛忽然沉没，引起海洋地质学家田所的关注。他乘坐海神号深潜器进入日本海沟，到达一万米深度，在那里发现海沟一侧高度倾斜，卷起大量泥团。这种地质变动的规模前所未有。

　　田所博士的报告引起一位神秘的百岁老人的关注，此人一直在幕后控制日本政界，甚至能决定首相的人选，但从不在公众面前露面。百岁老人向田所博士询问为什么自家房檐上的燕子不再归巢。田所回答说，日本有十分之九的燕子今年没飞回来，说明日本要发生重大地质灾难。

　　田所回到研究所后，几位日本高官找到他，声称能提供一切物资，帮助他研究日本深海的异象。田所很高兴，并借调来海神号的驾驶员小野寺。两人合作勘探深海。最后田所断定，日本将在重大地质变动后沉入海面下2000米。

　　就在这时，关东大地震造成200多万人死亡，京东伤亡事故百万人。百岁老人召见山本首相，把3份代号为D2计划的策划书交给他。里面设计了日本沉没的应对计划，一是在世界某地购买国土，再成立另外一个日本国；二是把日本人分散到世界各国，归化为当地国民；三是什么也不做，让一亿多日本人与日本列岛共同沉没。

　　山本首相无法接受最后一个方案，向世界各国求援。由于没有更大危机暴发的前兆，各国均对此表示冷淡。

　　小野寺结束调查后，与初恋情人偶遇。他给情人买了飞机票，让后者到瑞士与自己汇合。就在这时，富士山重新暴发了，把两个人隔断在不同地区。小野寺为了寻找情人，放弃了出国避难，加入到救灾行列。

　　随着一次次火山喷发、大地震、海啸，日本列岛一点点沉入地下。百岁老人不愿意离开国土，与山本告别后逝去。山本遇到了田所博士，后者也愿意留下来陪葬。

　　日本彻底沉没了。在某国运送日本难民的列车上，小野寺的情人坐在窗前，思考着在哪里才能找到心上人。

　　电影一开始就是数亿年前“冈瓦纳古陆”的示意图。经过一点点演变，各大洲分开了，日本列岛也最终从亚洲大陆分裂开来，形成现在的模样。这一串镜头给观众留下深刻的印象：如果以数百万年为单位来看待地质变化历史，那么大陆的分分合合，岛屿的崛起沉没都不算什么。然而在两年之间发生这样大的灾难，还是足够惊人的。

　　在影片里，田所博士推测了日本沉没的原因：地球核心在膨胀，挤压地幔，改变了地壳的缓慢运动，让数百万年才会发生的变化集中在几年内。田所博士总结性的一段发言，正好可以描述人类在地学研究方面的状态——人类对地球内部还缺乏了解。

　　一次惨烈的地震有可能毁灭一个国家吗？那要看这个国家的面积有多大。实际上，2008中国汶川大地震的受灾面积就相当于半个英国。历史上有不少古国在历史记载中突然消失，便疑似被地震所毁。在生产力不发达的时代，一个“国家”往往只是一个小城堡，连带周围的一片农业区，一次稍大规模的地震或者水灾就可以把它们抹掉。

　　2004年，美国科幻片《10.5》把超级地震能造成的毁灭效果摆在了观众面前。这个电影的原名就是是简洁而恐怖的《10.5》，中译文特别翻译为《10.5级大地震》

　　电影一开始，美国西雅图市就被7.9级大地震所毁灭，那座为迎接世博会而建造的“太空针”电视塔横空倒下，美国政府立刻处于警戒状态中。当天，在荒凉的里德地区又发生了更强烈的8.4级地震，将一列火车吞没到地缝里。

　　或许是西雅图地震太过强烈，地震专家都认为后一场地震只是前者的余震。而女地震专家苏姗独持异议。她认为余震不可能比主震还大，那是一次独立的地震，甚至这两次地震都是某次更大地震的先兆，然而没有人接受她的主张。

　　在彼德州长主持的会议上，苏姗发表意见，认为存在一个深达700千米的震源，正在源源不断地释放能量。前两次地震只是前奏，将会有更大的地震袭击美国西海岸地区。由于其他地震专家都持反对意见，彼德没有发布任何警告。

　　地震专家乔顿虽然没有表态，但暗中支持苏姗的看法。他们说服州长，到断裂带上进行调查。他们从震波记录中看到了异常情况，又发现地下逸出的毒气，说明地下仍有强烈的地质活动。苏姗预计下一次地震将袭击旧金山。然而由于拿不出确实证据，又被彼德州长否定。

　　不久，旧金山被9.2级超强地震袭击，金门大桥整体坍塌。苏姗的预言兑现了。而她认为，那个深层地震还远远没有释放完能量，还会有更大的地震袭击洛杉矶地区。单纯疏散居民已经不是良策，她建议将核武器埋入地下，在地震发生时依次引爆，阻止地震波的传递。

　　彼德州长向自己的球友，美国总统求助。总统批准使用核弹。彼德亲临现场，指挥埋设核弹。它们必须被埋入地下100多米。最后一个钻孔刚刚完成一半时，余震发生了，核弹卡在洞中。彼德亲自下井处理险情，被核弹压埋。大地震发生了，指挥中心必须依次引爆核弹，彼德遂以身殉职。

　　这些核爆炸成功地将大地震衰减到零。苏姗却发现震源储存的能量仍然很强大。她乘坐直升机巡灾区，发现当地河水已经倒流，灌入地穴。苏姗认为由于最后一颗核弹埋设深度不够，更大地震仍然会暴发。

　　最后，一场10.5级的巨震袭击洛杉矶，海水灌入裂缝，将城市与美国大陆分隔开。只是由于预测正确，已经逃到野外避难所的人们才幸存下来。

　　电影依次展现了7、8、9、10不同级别的地震。你可不要以为每增加一级，地震威力只增加10百分点！确切地说增加了10倍。

　　1935年，美国科学家里克特建议设置地震级别，从此开始用数量表示地震所释放的能量。我们经常听到的“里氏震级”这个名称就是为了纪念他的贡献。当时，里克特用一个已知地震在地震仪上显示的结果作标准，每测到一次新地震，就去和这个标准进行比较。后来地震仪改进了许多。现在，地震学家改用放大倍率为2800倍，周期0.8秒，阻尼系数0.8的地震仪为标准，当它在离震中100公里处产生一微米的振幅，则这次地震为零度。

　　以零度为基础，每上升一级，能量扩大31.62倍，每增加两级，能量扩大1000倍。不过，地震仪主要是通过面波来测量地震，而超过8级以上的特大地震，面波十分剧烈，在仪器上反映的结果并不随能量的增加而显著变化，里氏震级已经不能准确反映特大地震和遥远地震的能量释放。但目前新的测量方式尚未成熟，而且绝大部分地震都不超过八级，所以地震学家仍延用里氏震级。

　　不过，虽然还没有电影里的10.5级那么大的地震，但人类历史最大地震已经达到了9。5级，那就是1960年智利大地震。

　　从1960年5月21日开始，智利弗蒙特港连续发生6级以上地震。由于当地经常发生地震，大部分人对此不以为然。结果小震闹、大震到，5月22日下午19点11分，弗蒙特附近海沟发生巨变，开始测量为8.9级，最后修定为9.5级，是人类文明史中记录到的震级最高的地震。

　　幸好由于智利国土狭长，人口密度低，再加上一系列前兆地震让人们纷纷外出躲避，巨震所造成的伤亡和经济损失才有限。过了两年，智利人在废墟上重建了家园，还举办了世界杯足球赛。

　　根据震源的深度，地震分为浅源地震（震源深度小于60千米），中源地震（震源深度在60到300千米之间）和深源地震（震源深度超过300千米）。电影里所呈现的地震是一次强烈的深源地震，震源深达700千米，先后辐射到长达1000千米的范围内。实际上，90%的地震都是浅源地震，并且对地面破坏最大的都是浅源地震。这也是苏姗的怀疑最初没被接受的原因。

　　影片中有一个不错的设想，就是利用核武器制造的局部地震抵消自然地震的能量。在2006年翻拍的《日本沉没》也引进了这个设想，用强烈的海底爆炸撕裂断层，保住了一半日本领土没有沉入地下。军事大国一直在研究地震武器，这种减灾核爆炸可以看成是地震武器理论的反用。

　　后来NBC电视台还制作了《10.5》的续集《地啸》，将前传中演示的灾难进一步扩大。

　　大地震令拉斯韦加斯全城陷入地下，被流沙覆盖。苏姗的父亲，地质学家希尔博士被埋在一幢楼里。他曾经提出过板块活动加速理论，并预测会有这场灾难，但当年无人接受。美国总统命令救援部队重点寻找希尔。

　　从美国西海岸产生的大地裂缝不断延伸向东海岸。希尔被救出后，认为地裂会延伸到核电站，导致核辐射。应该用核爆炸打开另外的通道，使断裂带远离核电站。

　　在他的指导下，美国军方成功地用核武器炸开了新的断裂带，地裂绕开核电厂，短暂地停了一会又开始延伸，最终把美国一分为二。

　　续集主要表现了断裂带这种地质现象。影片里，它就象一条有生命的魔鬼，不断地吞蚀大地，军队乘坐直升机才能赶上它。

　　断裂带是地壳发生的断裂，小到几米，大到几千千米。大型断层坐在飞机上可以看得清清楚楚。断层两边的岩石或者互相挤压、或者彼此分离，或者左右交错，这样分别形成压力、张力和剪切力。这三种力长期积蓄，最后都会造成地震。

　　两部电影里所表现的断裂带，是美国的卡斯凯迪亚断裂带，它从加利福尼亚一直延续到华盛顿州，足够将美国一分为二。当然，即使真有这样的可能，也不会在一天里发生。这类灾难片的一个路数是把几百万、上千万年才能完成的地质变化压缩到几天，甚至几小时，产生惊心动魄的效果。

　　不过，卡斯凯迪亚断裂带曾经在1700年诱发9级大地震。美国地震学家用电脑作过模仿，认为卡斯凯迪亚断裂带将会在几年里引发8级大地震。这可比“地啸”现实多了。

　　中国境内有这么大的断裂带吗？有的，甚至要长上一倍，那就是郯城——庐江断裂带。不过这只是一个约定俗成的名字，山东郯城和安徽庐江并非它的两端。这条断裂带南起湖北黄梅，向北经过安徽庐江，山东郯城，一直进入渤海湾，穿过海底延伸到东北，最后出境。仅在我国境内就有2400千米远。最初地质学家把它当成几个孤立的断裂带进行研究，后来才发现它们都是一体的！

　　围绕着这个断裂带，发生过许多特大地震，包括海城大地震和唐山大地城。当我们观看中国地图时，并不能看到地理环境下面这深深的一刀，它的长度与宽度足够把东南沿海数省与大陆切开！

　　当然，断裂带也不仅仅只给人类带来灾难。断裂带就是地质活动频繁的地方，大量矿产也随着地质活动被翻上地壳浅层。郯庐断裂带上分布着许多矿山，金刚石、黄金、水晶、玉石、红宝石应有尽有。

　　那么，为什么人类把许多城市建筑在断层上呢？其实，断层上面覆盖着许多沉积物，有的厚达千米，早已经看不到下面的地貌。如今还有一些断层是在当地发生地震后才被发现的。而一些古老的断层现在已经不活跃了，地震学界把7万年前到现在一直活动的断层称“活动断层”，并予以特别关注。这说明断层也不是固定的，此消彼涨。

　　影片的主角是女地震学家苏姗。她力排众异，坚持自己的科学论断，终于预报出最强地震的震中和发震时间，体现了一个科学工作者应有的品格。苏姗是个虚构的人物。而我们中国则有一位真实的女地震学家，致力于地震预报工作几十年。色彩不亚于这位女主人公，她的名字叫钱复业。

　　地震预报是全世界的难题。目前科学界已经能对地震作出中长期预报。但对于指导救灾工作最有用的是，它必须指出震中、震级和发震时间，也就是“什么时候、在哪里，震多大？”到目前为止，世界各国都还没有有效的技术，但科学家们前赴后继，已经进行了许多年的探索。

　　1958年，23岁的钱复业毕业于长春地质学院物探系，后来投身于地震预报事业。她将前苏联地电研究技术引入中国，成为这一行业的先驱。如今中国从事地电研究的专家基本都是她的学生，或者隔世弟子。她也被尊称为中国地电研究的“祖师奶奶”。

　　地震发生前大地内部的构造会发生变化，进而导致岩石电阻率变异。地电研究就是把一根长长的电线——通常有数百米——埋入地下，实时分析大地电阻的变化。这种研究机构称为地电站，都设在荒郊野外。在钱复业引进地电研究技术时，信息技术还远没有现在这么发达，可在呆在屋子里远距离接受监测信息。钱复业必须住在野外的帐篷里，吃干粮，喝冷水，每隔十五分钟去观测一次地电仪器上的数据。

　　与这种常年累月野外生活相伴的，还有公众对地震预报的不理解。1966年邢台地震后，当地群众在气愤中拨掉地电站的电线，以表达对地震工作者没做出准确预报的不满。

　　1976年，铁复业任国家地震局分析预报室京津组副组长。当时地震局对华北要发生大地震做过中长期预报，但不能确定具体是哪一天。唐山大地震发生前，钱复业曾检查过该地区的一个地电站。当时一名工作人员已经记录到异常变化，提出自己的预测，钱复业以专家身份没有给予认同。后来她还为此承担了责任，并从此留下心结，一定要搞好地震预报工作。

　　钱复业和丈夫赵玉林退休后，没有享受平静的晚年生活，反而把全部精力和自己的财产都拿出来研制更先进的地震预报仪器。这次他们引进了潮汐力来观察地层变化。

　　月球引力不仅能了造成海水的涨落，岩石圈也受这种引力的作用，每天发生微小变化，叫作固体潮。如果某处地下结构发生变动，此处的潮汐力作用结果也发生变化。钱复业根据这个原理建立起“潮汐力谐振共振地震短临预测法”，并发明出先进的“PS-100地震地电仪”，比现有仪器的灵敏度高出两个数量级。

　　不过，这时的钱复业已经是位退休老人，按规定不能再担任科研项目的负责人，甚至不能申请科研费用。经过反复游说，在有关领导支持下，中国地震局拨下专款，在川滇地区设置了4个“PS-100地震地电仪”观测站。

　　如今，钱复业可以坐在家里通过互联网来实时监测这4个站了，计算机还帮助她快速分析监测得到的数据。2005年5月1日，钱复业综合4个站的数据发出预报，认为2005年5月19日将在印尼发生强震。5月19日9时54分，印尼苏门达腊北部果然发生7.1级地震。这次预报在“三要素”方面全部正确。

　　由于经费拮据，4个观测站里后来有3个停止工作，仅剩下四川攀枝花附近的“红格站”维持着监测功能。2008年5月12日凌晨，钱复业从这个站的数据里得到警报，预测12-13日会发生强烈地震，震级达到七、八级。

　　然而，为了准确预测震中位置，必须有3个不同位置的地电台同时发出警报，将它们的数据交汇在一起才能圈出震中位置。钱复业只好以红格地电站为中心，600到800千米为半径划一个圆，估测强震会发生在这个圆里。

　　几小时后，儿子打电话叫醒了她，报告了汶川发生大地震的消息。震中距离红格地电站640千米。时年73岁的钱复业为此深感惋惜。

　　对于我们这样一个以“震源浅、数量多、危害大”为特点的国家，地震预报关乎国计民生。