分维预报地震

分维预报地震

分形理论有用吗?当然有用，自从分形理论诞生那一天起，它就和应用研究联系在一起，密不可分，而且应用极广。从大分子到宇宙星系，从人体到各种生物现象，从自然科学到社会科学，凡具有自相似性的现象，都可以计算其分维，从中提取出有用信息加以应用。下面只举出一二示范性的例子。

地震是一种由于地球内部不稳定能量积累的突然爆发，而引起地壳断裂的现象，它经常发生，但不规则。一次大地震前后还要相继发生一系列小地震(前震和余震)。地震活动区大小地震所表现出来的行为，如断裂地层的形状及记录的波形都具有自相似性，具有分形特征。有人对美国南加州1932—1972年地震资料进行了分析，发现地震的分维与地震中的某个可测量有关，而且一次大地震之前，往往有分维数下降的特点。1960年5月22日在智利发生的8．9级大地震，前震53次，分维降至0．36，余震186次，分维回升到0．51，与此结论一致。我国华北地区70—80年代地震分维的变化(见图6－15)也证实了这一点。从图上看出，1973年前这一带的地震分维处于较高水平，达0．35左右;1974年急剧降到低谷，只有0．18左右，不久于1975年2月4日发生海城7．3级地震。之后分维起伏不断，相继发生1976年7月28日唐山7．8级大地震以及其他几次地震后才又渐渐升高。可见，把地震分维下降的特点作为大地震前兆，为预报地震提供了另一种重要的参考方法，是有一定科学依据和事实依据的。

图6－15　地震分维变化

分形结构一般都具有占空间小而面积或长度大的特点，即空间利用率高。人体及动物的血管和肺等组织就是利用了这一特点。血管主动脉到毛细管，分枝再分枝，遍及全身，以至血液能达到每个细胞，但所占空间却不超过全身的5%。为了吸收氧的能力足够强，人肺的表面积比一个网球场的面积还大，但体积压缩得很小，只有分形肺才能做到这一点。树木为了捕捉阳光、抵抗风害，也要长成分形的枝和分形的叶。理论生物学家现在认为，分形可能是生物发育、成形的普遍的根本规律，研究分形花样如何在RNA、DNA上编码，应该作为现代生物科学的一大问题来研究。

大自然如此复杂是怎样演化的?从曼德布罗特的分形观点来看，其机制非常简单，就是反复分枝。每次分枝无需特殊指令，某些指令反复运用罢了。

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寄语:

分形美，混沌美，只要是科学真理都是美，因为它体现的是宇宙绝妙的自然美。它撩拨人心，为之冲动、为之陶醉、为之倾倒、为之追求。如果你在获取知识的过程中，留意培养自己的科学审美情操，你就有了兴趣、有了勇气、有了动力、有了方向、有了时间、有了方法。试试吧。