机器学习预测地震的未来

上图是2011年克赖斯特彻奇地震造成的破坏，数千个较小的地震随之而来，这被称为余震。2011年2月，新西兰克赖斯特彻奇市遭遇了破坏性的地震。图像展示了6层高的坎特伯雷电视大楼成为废墟，并且该大楼在余震中起火，造成100多人死亡。

遗憾的是，目前并没有一个可靠的方法，来精准地预测地震的发生。

AI 或是精准预测地震的“救世主”

事实上，在20世纪90年代，就有人尝试着用机器学习来预测地震，但收效甚微。不过有些人不想对难题低头，位于美国的洛斯·阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory，曼哈顿计划的主导者），这里集结了地球上最优秀的物理学家、地理学家以及——程序员。他们坚信，AI 极有可能是破解这个难题的“救世主”。

他们给机器输入原始数据，这些数据都来源于实验室模拟地震发生之前，之中、和之后持续进行的大量测量。然后，他们通过算法筛选数据，查找当人造地震发生时发出信号的可靠模式。

真实而准确的地震预测，将是接下来 AI 的研究方向。

让AI听懂地震的“闲言细语”

首先，在实验室模拟断层。通过抽动中间地层的方式，在实验室中模拟地震，并在层间放置岩石混合物来模拟真实断层。这种实验地震系统已经被地理学家熟知，在地震到来时，地层间的混合物会开始掉落并伴有特殊声响，同时地层也会周期性地滑动。

在这个过程中，研究组发现了一个问题：这些“地层运动”所发出的声音，能否用于预测下一次地层运动发生的时间？之前从未有人在该信息中，发现可用于预测工作的特定模式和规律。所以这次，研究人员将采集到的声波信息送入机器学习算法当中，期望从中发现一些被地理学家忽略的东西。

事实表明，实验结果印证了他们的想法。研究人员将滑动窗内采集到声波送入算法，并要求其给出地震发生的可能性预测。算法的准确度令人吃惊，“结果显示，我们只是让 AI 去“听”模拟地震发生时的声音信号，它就能精确地预测出距离地震发生前的剩余时间。”研究人员报告说。

随之而来的问题是：机器为何能做到这一点？研究人员先假设这是由于地震先兆要比我们想象的弱，在现实世界中很难被准确记录。机器似乎成功捕捉到之前被地理学家当作噪声忽略的信息。“我们使用机器学习进行的分析，为相关研究提供了新思路”，研究人员称。

离真实预测地震，AI 还有多长的路要走？

既然在实验室可行，那么，该方法可以准确预测实际地震的发生么？

面对这个问题，研究人员显得很谨慎。他们指出，实验环境与真实地震还有很多不同的地方。真实地震中的压力，要比实验中大上好几个数量级，同时岩石温度不同也会造成声波差异。

研究人员下一步的目标是：尽可能接近实验环境的条件下进行地震预测。例如选在帕克菲尔德这种地震多发地带。“该区域地层物质所发出的声音可能跟实验环境很像”。

对该方法的最终检测，自然是看其在真实环境下能否准确预测地震发生。这项工作相当繁杂，需要未来多年的观测研究。

总之随着这项新技术的应用，该研究组已经在传统学界掀起了不小的风浪。如他们所说：“地震科学的变革已经开始，而这一切将由AI来推动。”

或许未来拯救地球的人，就是屏幕前看这篇推送的工程师，对，说的就是你。

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