地震和刮风、下雨和雷电一样，是一种常见的自然现象。全球每年约发生500万次地震，人们可以感觉出来的仅占1%，我国是个多地震国家，历史记载全球死亡超过20万人的地震有6次，其中在中国就有4次。地震是海峡两岸民众必须面对的一种主要的自然灾害。

　　一、两岸地震情况简述

　　中国位于欧亚地震带东端，东北部的吉林、黑龙江的地震带以及东南沿海地震带、台湾地震带与环太平洋地震带相连接。

　　中国大陆地震主要是浅震；只有吉林的安图、辉春以及黑龙江的穆陵、东宁、牡丹江一带曾发生深度为400—600km的深震。中源地震有三处：台湾省东部沿海如基隆东北、宜兰和花莲以东的海中，它可能和环太平洋地震带相联结；西藏南部江孜、错那附近，它可能和缅甸西部的中源地震带相连接；新疆西南部的塔什库尔干、麻扎一带，它可能和兴都库什地震带相连接。

　　对于中国大陆地震带的划分虽然已有一些研究，但是仍有不少问题有待商讨。在经度104°—105°的南北地震带是强震最密集的地区。北自银川开始，经贺兰山、六盘山、龙门山与川滇地震带相连接，直到滇南石屏、建水，与红河地震带斜交。南北地震带与地质构造线相符合，这里重力梯度很大；地震带的东部和西部，其深部构造有明显差异。南北带以西有几条走向大约为北西西的大断裂带，自北开始有：阿尔泰、天山、祁连山、昆仑山和喜马拉雅山等褶皱带；它们都被南北带所折断。在褶皱带中间有准噶尔盆地、阿拉善地块、塔里木盆地、柴这木盆地和藏北地块。盆地和地块是很稳定的，它们内部没有地震发生。地震主要分布在褶皱带，特别是褶皱带与盆地或地块的接触带上，那里地震的活动最为强烈。

　　南北带以东有几条北北东的断裂带，如郯庐断裂带，河北平原带，东南沿海断裂带等；此外还有北东东走向的阴山、燕山等断裂带，它们都是较强的地震带。华北和华南的地殻构造虽有显着差异，但是在它们的接触带上，地震却很少。两个断裂带之间常常是比较稳定的没有地震的地区；例如：松辽地块、鄂尔多斯地块、山西地块、华北地块、华南地块等。我国絶大多数的强震都发生在大断裂带上，特别是发生在稳定地块和活动褶皱带的接触边缘上。褶皱带和地块之间有明显的相对垂直运动，这给解释大陆地震的成因提出了一个必须满足的条件。

　　台湾地处环太平洋地震带上，是我国地震强度和频度最高的地区。例如一九五一年一年中，台湾竟出现27次六级以上的强烈地震，其中七级以上的大地震就有6次，这在我国大陆地区还不曾有过。中源地震发生在东部和北部的海洋中，西部平原只有浅震，台湾的中央山脉以东和以西的地震具有不同性质。

　　二、古代两岸民众对地震的认知

　　（一）古代中国的地震成因理论

　　在科学不发达的过去，人们对地震发生的原因，常常藉助于神灵的力量来解释。在我国大陆地区，民间普遍流传着这样一种传说，他们说地底下住着一条大鳌鱼，时间长了，大鳌鱼就想翻一下身，只要大鳌鱼一翻身，大地便会颤动起来。大约公元七、八世纪时，这一传说传入日本，16世纪末日本民间便出现了“地震鲶”的传说：地球是靠一条巨大的鲶鱼支撑着，鲶鱼不高兴时，尾巴一甩，就造成了地震。而古代台湾地区的民众则认为，地震是由地下的水牛引起的。

　　在以后漫长的历史中，对地震成因问题的探讨进行了很多。不过，很少能见到超出伯阳父“阴阳说”的思路，在某些方面甚至越搞越糟，例如，很多人，包括张衡、包拯、王安石等，不止一次地把地震与人事国政牵强地联系起来。造成这种状况的原因之一是，离开了具体的地震资料的思辨只能是思辩，而这种思辩是很难继续向前发展的。古代中国的地震成因学说也有其致命的短处：一是，对地震成因的探讨与政治的关系过于密切。二是，这些解释好像仅仅是“解释”而已，虽然文笔所至，顺理成章，但牵强附会者有之、模棱两可者有之、自相矛盾者亦有之，它们没有，似乎也不打算给出具体的科学推论，以对原来的想法进行检验和改进。注意到这些，对于理解为什么古代中国光辉灿烂的地震学没有顺理成章地进化为近代地震学，可能是有启发意义的。这也可以进一步理解为什么中国的四大发明没有导致近代中国的科学技术领先世界的原因。

　　（二）两岸丰富的地震史料

　　地球在整个地质时期都经受过地震，文字记载可追溯到过去的几千年。在海峡两岸，学者们曾从很早以前的历代王朝文献、文学作品及其他来源得到地震证据。我国自然史料渊源远流长，连续性好，覆盖广阔，包罗万象。中国人对地震的观察和记载是相当早的。《竹书纪年》所载公元前1831年“泰山震”，可能是世界上最早的地震文字记载之一。《春秋》一书记载了公元前722年至公元前476年山东西南的5次地震。《国语》《晏子春秋》以及《左传》等先秦古籍中，也都有关于地震的叙述。当然，这些记载连续性很差，记述也很简略，可供科学分析的信息也较少。

　　秦汉起，全国政治上的统一和文化的发展加强了历史资料工作，此间对地震等自然灾害也开始有了比较连续的记载。中国方志开始的年代很早。宋代以后，编撰和重修的地方志种类繁多，有全国总志、通志、府志、州志和县志等等。关于地震的记録也相当连续、详细和完整。在华北、华南、西北、西南的部分地区，地震史録甚至可以达到6级以上地震基本不漏的程度。

　　古老而系统的地震记録，是一份珍贵的历史遗产，具有重要的科学价值。根据历史上强震震中的分布情况和地震活动的记载，可以明确地圈定地震危险区，辨认出长期地震活动的周期和韵律，这对地震预报，以及国民经济建设的合理布局都具有非常现实的意义。而直到今天我们还不能说，我们已经掌握了打开这一富饶的宝库的钥匙。难怪地震学家普雷斯（F.Press）指出，“中国历史地震资料是每一个地震学家的文献。”

　　（三）张衡及其候风地动仪

　　张衡（公元78-139）是东汉一位伟大的天文学家和地震学家。他制作的自动车，指南车、自飞木雕，均有史料可考。阳嘉元年（公元132年）张衡创制候风地动仪，这是世界上第一架地震仪。候风地动仪的出现标志着一种思想的成熟：地震是由远处一定方向传来的地面震动。这表明张衡早于西方学者一千多年就知道地震影响是从震源向各个方向传播的。《后汉书》记载：“阳嘉元年，复造候风地动仪。以精铜铸成，员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振龙机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未之有也。”公元138年3月1日，“一龙机发而地不觉动，京师学者咸怪其无征，后数日驿至，果地震陇西，于是皆服其妙。自此以后，乃令史官，记地动所从方起。”

　　张衡以后，一些数学家和天文学家曾复制和改进候风地动仪。例如北齐数学家信都芳着《器准》一书，详细记载了古来各种科技仪器的发明创造，其中就记述了地动仪并附有插图。《隋书·经籍志》中有《地动图》一卷，很可能就是《器准》中的单行本。隋代天文学家临孝恭的专著《地动铜经仪》，也是论述张衡地动仪的。不幸，由于至今仍不清楚的原因，这架国宝连同以后的有关记述均已失传，而《后汉书》中有关地动仪的记载，则自19世纪以来不断被译成多种文字，流传于世界各地。

　　（四）古代中国的地震工程

　　在扺御地震灾害的实践中，两岸民众积累了许多极为宝贵的经验，这些经验表现在工程选址、地基、结构以及材料等许多方面，在应急避震、易损性，以及震后重建等方面也有不少详细的记载，这些经验直到今天仍然具有重要的参考价值。

　　在中国，历强震而不倒的古建筑絶非罕见。有些建筑物修建的时间很早，虽经多次大震冲击，却只是被震裂，或者局部损坏的，而从未发生过倒塌。过去的人们没有条件对这些奇迹做出科学的说明，所以流传着不少迷信的说法。其实，现在看来，这些古建筑之所以能经受住多次地震的袭扰，并不是因为它们处于某种神秘力量的庇护之下，而是由于它们结构合理、地基坚实、抗震性能良好的缘故。中国古代对重大工程，特别是那些与神和皇权有关的重大工程的选址是相当讲究的，抛开那些骗人的神秘的东西不说，古代的风水先生其实就是最早的工程地质学家。山西洪洞县广胜寺飞虹塔，1695年地震时只损坏了金顶，这并不是因为塔址的“风水”好，因而受到了神仙的保佑，而是因为它恰好建在霍山脚下的石灰岩岩基上。

　　中国人很早就开始重视建筑物的基础，汉、唐遗址中的夯土台保留至今仍旧结实坚硬。山西应县木塔高60余米，900多年来多次经历破坏性地震，《应州志》记载“塔历屡震，而屹然壁立。”除了结构上的抗震优点外，应县木塔基础的处理也是别具一格的。据推测，由于这个地区地下水浅，木塔的基础采用桩基础，其上再用石料砌成方形阶基，阶基高出地面1.5米左右后，改砌为八角形，两层阶基总高近4米。与塔高相比，木塔的基础范围并不大。测量表明，建塔初期的沉降是均匀沉降，而900多年来其基础未见任何特殊变化，这表明木塔基础的设计施工具有相当高的水平。

　　在结构设计方面，中国古建筑甚至达到了炉火纯青的境界。天津蓟县独乐寺观音阁始建于辽统和二年（公元984年），先后经受过28次地震，特别是4次强烈地震的考验，至今完好无损。建筑学家梁思成曾为观音阁的五架梁做过静荷载、动荷载以及挠曲、剪切等应力的计算，发现该阁梁架结构用材非常得当，“宛如曾经精密计算而造者”。由于观音阁结构用材合理，结构本身，特别是上层梁架和层顶较轻，柱网布置全局一体，榫卯结合严实而不死固，再加上地基坚实而匀称，所以能经得住风暴和地震的冲击而免受破坏。河北赵县横跨洨水的赵州桥至今已有1300多年的历史，它独特的拱洞式结构早已举世闻名。1966年3月邢台7.2级地震，它距震中不到40公里，受到这次强烈地震的袭击后，大桥岿然不动，表现出良好的抗震性能。

　　材料的选择对于提高建筑的抗震性能具有重要的意义，这一点很早就为中国人所注意到了。在台湾，有的城墙是用竹子和树木等材料筑成的，这一方面是由于取材方面，更重要的则是出于抗震的考虑。史书记载“以台地沙土浮松，不时地动，故以树为城。”赵州桥桥身选用的是大块坚固的石料，又用铁梁横穿拱背以加强其整体性，应县木塔的选材更具有其独到之处。

　　中国平民阶层的住宅，多是土房、砖房建筑。深受地震之苦的人们在材料、砌筑方法和结构布局上积累了相当丰富的经验。以土房为例，广泛流传的经验就有体型要简单整齐，隔墙布置要密，门窗要小，土质粘性要大，土中掺麦秸和稻草以提高强度、砌土坯像砌砖一样错缝，土墙顶部加木圈梁，等等，这些处理大大地提高了房屋的抗震能力。

　　三、现代两岸民众对地震的认知

　　19和20世纪之交是地震学的创业年代，其作为一门独立的学科登上现代科学的舞台，地震仪出现幷且广泛使用。地震学是一门相对年轻的科学，其定量研究只有100年左右的时间。

　　中国用现代科学方法来研究地震起步较晚。1920年甘肃大地震之后10年，才在北京鹫峰和南京北极阁建立了两个地震台。中华人民共和国成立之后，由于基本建设的需要，中国大陆地震学得到长足的发展。为了提供建设场地的地震烈度，中国科学院在1953年成立了地震工作委员会，组织历史学家和地震工作者整理了中国3000多年的地震历史资料，于1956年出版了两卷《中国地震资料年表》。这是世界上最长的地震年表。同年，中国科学院地球物理研究所完成了第一幅中国地震区划图。此外，地震研究工作走上了稳步发展的阶段，但规模还不大。1966年3月，河北邢台发生了灾害性的大地震，损失巨大。为了统一地震工作的部署和加强领导，1971年成立了国家地震局，系统地开展地震的预测和预防工作。将地震工作提高到一个新的水平。

　　而台湾地区为世界地震问题研究之重镇，不仅地震多，地震相关构造复杂。20世纪70年代，台湾经济建设快速发展，对地震预防和抗震技术提出急迫需求。1971年，台湾科技主管部门成立地震专案小组，负责建设台湾环岛自动测震网。1973年，台湾中研院物理研究所设立地震研究组，1976年将其独立出来，成立地球科学研究所筹备处：1982年7月正式成立台湾中研院地球科学研究所，主要研究地震学、地质构造、地球物理学、地球化学及地质高压实验火山和地质构造学、陆地及海洋地质定年技术等，对预防和减轻地震灾害、重大建设项目的地震危害度评估等提供专业性服务。此外，有些研究所和大学设有与地震相关的研究机构，为促进地震学科的发展，还成立了台湾地震科学中心（TEC）。

　　现在，精准的地震预报是不可能的，所以海峡两岸都加大了对高大建筑物抗震设防的投入力度。

　　台北101（Taipei101），又称台北101大楼，在规划阶段初期原名台北国际金融中心（TaipeiFinancialCenter），在2010年，是世界第二高楼，位于我国台湾省台北市信义区。台湾位于地震带上，在台北盆地的范围内，又有三条小断层，为了兴建台北101，这个建筑的设计必定要能防止强震的破坏。这栋楼的88~92层有粒大球，这粒球叫做阻尼器。悬吊的大钢球是运用物理惯性，当地震发生时，它可吸收大楼的震动，减少建筑物的震度。当大楼向右摆动时，大钢球会向左摆动，因为移动的方向正好相反，可以达到平衡的作用。总数达380支的基桩是抗震、抗强风的重要保障，这些基桩平均长度有71米，打入岩盘的深度有33米，打进岩盘前先凿出洞来，基桩放进去时再灌入混凝土固定，因此，为数众多的大型基桩牢牢抓住地盘，已足以让大楼充分稳定。台北101采用新式的“巨型结构”，在大楼的四个外侧分别各有两支巨柱，共八支巨柱，每支截面长3米、宽2.4米，自地下5楼贯通至地上90楼，柱内灌入高密度混凝土，外以钢板包覆，这种结构极大增强了大楼的抗震性能。

　　而北京鸟巢抗震设计归纳为三点：1、钢土分离：鸟巢外部的钢结构和内部碗状看台的混凝土结构在力学上的脱离；2、看台分离：从表面上看来连贯一体的看台，也从结构上分成了6个部分，即使地震发生时各部分震动频率不同，不同的区域可以自行移动，其中的能量就得以分解，分块释放。3、选好钢材：采用了名为Q460EZ35的钢材，强度：承受最大460兆帕的外力后，依然可以保持原有形状，从强度上是普通钢材的两倍，韧度：负40度的冲击韧性指标，韧性十足；4、8分钟疏散：鸟巢的看台分为上、中、下三层，场馆一共可以容纳91000人，因此每一层大约有3万人。其中的妙处在于，每一层的疏散通道都是独立的，人流没有形成交叉。鸟巢场内标示的路线都是直线，是最短距离。在紧急情况下，几乎每一个钢结构的空隙都可以作为出口进行疏散。

　　地震预报是世界级的难题，但是我们确信：只要海峡两岸的地震学家精诚合作并与全球同行一道，对地震进行深入研究，解决这一难题仅仅是一个时间问题。

　　作者系北京大学地球与空间科学学院副教授。