在图5–6A中，我画出了2011年日本福岛地震震中附近发生地震的历史频率。这些数据中的地震级别逐渐加大，却没有达到3月11日的9.1级。通过看图你会发现，数据几乎遵循着古登堡–里克特法则的那种直线预测模型，然而，在7.5级处出现了一个拐点，而且，该地区自从1964年发生了一场震级达8.0级的地震后，再没有发生过震级更大的地震，于是，这条线似乎开始向下弯曲了。
究竟该如何连接这些数据点呢？如果严格依据古登堡–里克特法则，就要忽略图像中的拐点，沿直线将数据点连接起来，如图5–6B所示。若是按地震学家口中的“特性拟合”法（见图5–6C），即描述这一地区地震发生的历史频率，那么，就会把那个拐点当成是真实情况，十分肯定这一地区发生7.6级以上地震的可能性不大。
看似无害的决定，却会导致大相径庭的结果，从日本福岛的例子来看，不同的选择会关系到是否认为这一地区会发生9.1级大地震。特性拟合模型暗示9.1级地震需要约13 000年才可能发生一次，这样看来，这一地区几乎就不可能发生这样大级别的地震。另外，古登堡–里克特法则却预测，9.1级地震平均每300年才可以预见一次，确实不常见，但也不是绝无可能，风险还是存在的，而像日本这样富有的国家，是能够为此作好准备的。
最近，特性拟合模型和日本东北部地区的地震记录拟合得更加紧密了。但是正如我们所知，完全吻合未必就是一件好事，很有可能会变成过度拟合模型，而且，在匹配真实关系时，这种模型会表现得更糟。
在这种情况下，过度拟合的模型会严重低估这一地区发生灾难性大地震的可能性。特性拟合的问题就在于它依靠的是十分微弱的信号。之前提到，日本福岛地震发生前的45年内，日本东北部地区从未发生过8级及以上的地震。然而，这些都还只是以稀有事件为开端的事例：古登堡–里克特法则预测日本东北部地区约30年才会发生一次稀有事件，而30年一遇的事件拖到45年的时候发生也没什么稀奇，就算没有发生，也不奇怪。就好比一个击球率达0.300的击球手，某天状态不好，输赢比达到了5∶0，这也不足为奇。另外，日本东北部地区发生过好几次中等级别达到7.0级的地震，当世界其他地区出现类似情况时，常预示着会有更大级别的地震发生，那又有什么理由认为日本东北部地区会是个特例呢？
实际上，日本以及其他地区的地震学家为此做出了合理解释。比如，他们表明该区域的海底构造特殊、年代久远、温度相对较低且密度较大，能够阻止这样的大地震形成。另一些地震学家则观察到2004年以前，这种类型的海底从来没有发生过9级地震。
这类结论有点儿像认定了某个来自宾夕法尼亚的家伙不可能会中彩票的头等奖，因为过去的3周无人获此大奖。9级地震就像彩票头奖，中奖人数少，时间间隔长。实际上，2004年之前，全世界有记载的9级地震总共才发生3次。9级地震究竟在何种情形下才会发生，关于这个问题，没有足够的数据来支撑高度具体的结论。日本不是这一模型失败的首例，苏门答腊岛也遇到过相似的问题。有一段时间，苏门答腊岛发生了一系列震级达到7级的地震，随后却并没有发生更大级别的地震。但在2004年12月，一场震级达9.2级的特大地震袭击了苏门答腊岛。
古登堡–里克特法则并不能预测地震的具体时间，无论是苏门答腊岛地震还是日本福岛地震都是这样，但是这一法则考虑到了发生地震的概率。目前，许多更精细的地震预测活动都失败了，古登堡–里克特法则的表现都还不错。
地震震级的上限是多少？
近几年发生的特大地震引发了地震学家的思考，地震震级的上限是什么？图5–2B呈现了自1964年来全世界（包括苏门答腊和日本东北部地区）所有地震发生的频率，你会发现，所有的数据点几乎连成了一条直线。而10年前，你可能更关注图形中的拐点（如图5–6A日本东北部地区图中的那个拐点），并由此得出结论，特大地震并没有古登堡–里克特法则预测的那么多。但近几年的地震记录表明，特大地震发生得越来越频繁。
但由于过于罕见， 9级地震的实发频率需要几百年才能知道，至于9.5级以上震级的地震，则需要更长的时间。休告诉我，断层区的地质分布会对地震规模产生基本的约束力。如果地球最大、最长的断层带同时破裂，也就是从南美洲南端的火地岛一路向北到阿拉斯加阿留申群岛的所有断层带同时震动，此时地震级别将达到10级。但我们很难确切地知道这个震级地震的爆发程度。即使有1 000多年可靠的地震记录，我们也无法确定10级地震到底是什么样，发生频率又是怎样。也许，地震本身就存在局限性。
地震本身是一个复杂的过程。复杂性理论是由已故物理学家佩·巴克与他人共同创立的，尽管人们经常将这一理论和混沌理论混为一谈，但二者之间是有差别的。复杂理论认为，当一个简单的事物和其他事物互相作用时，就会表现得神秘怪异。
巴克最爱举沙堆的例子。如果一粒沙（有什么比一粒沙更简单呢？）落入一个沙堆中，有可能会发生3种情况。依据沙堆的形状和大小，这粒沙可能会停留在落下的位置；或者它会沿着沙堆的斜坡缓缓地流到沙堆底部；还可能出现另外一种情况：如果沙堆太陡，一粒沙就可能撼动整堆沙子，使沙堆崩塌。复杂的系统似乎都有这样的特性，会有很长一段明显的停滞期，而这种停滞状态总是伴随着突发性和灾难性的失败。这些过程也许真不是随机的，而是具有不可简化的复杂性。因此，一旦这种复杂性超越了某种水平，我们就不可能对这些过程做出预测。
被审判的预测科学
当你将镜头推远，从远处看，复杂的过程也会呈现出一种秩序之美。在本书中，我在使用噪声和信号这两个术语时，并不是十分严谨。这两个术语源自电气工程学，那些工程师能识别不同类型的噪声，这些噪声都很随机，但仍遵循不同的基本概率分布。若去听听真正的白噪声，会发现这种声音是由于频率均匀分布的信号上叠加了一些突发声音产生的，是咝咝的声音，也有些像粗糙的摩擦声。与复杂系统相关联的噪声称作布朗噪声（也称红噪声），这种类型的噪声更纾缓，听起来像极了流水的声音。
另外，噪声之美还在于，地壳构造力不仅形成了断层带，还锻造了惊险的山峰、肥沃的山谷、秀美的海岸线。尽管这些断层带潜藏着诱发地震灾难的危险，但人们很可能还会在这里世世代代地居住下去，永不离开。
拉奎拉地震极具讽刺意味的一点是，2011年7位科学家和公职人员因过失杀人罪被告上法庭，拉奎拉市的检察官指控他们未尽全力告知民众地震群后存在发生“大地震”的危险。
显然这是一场荒唐的审判，但这些科学家当初的预测难道就真的没有什么可以改进的地方了吗？或许是有的。已有充分证据表明，地震群发生之后，发生大地震的风险在逐渐增加，可能暂时比基准概率高出100~500倍。虽然如此，这种风险还是超低的（绝大多数地震群不会引发大地震），但一味暗示民众生活一切正常，大家可以坐下来喝杯小酒，是明显不对的。
本书的观点是，预测者的首要职责就是忠于真理。从广义上看，政治因素会阻碍这种忠诚的行为。地震学界现在仍对利马和帕克菲尔德两地地震预测的失败心有余悸，也害怕与朱利安尼这类人竞争。这就使得他们的工作动机复杂起来，无法专注于自身使命。于是，不负责任的糟糕预测大行其道，准确的预测倒毫无立足之地。
休认为人们永远都无法得到地震预测的“圣杯”，这个观点也许是对的。尽管只有个别地震学家的工作认真负责，但我们还是得到了该学科的汇总资料，可以对其进行评估，这些资料构成了地震可预测性的上千种假说。跟踪记录表明，大多数假说都失败了，而地震预测中的“魔法子弹”也并非什么灵丹妙药。
然而，科学的跟踪记录总的来说是成绩斐然的，这份记录也是一个清晰的信号。用同一种方法反复尝试而不做改变，不可能产生不同的结果。这样做或许没有什么错，但是，科学常常会创造很多“不可预测”的突破。
地震学家在短期地震预测方面取得了一些进步，这可能和拉奎拉地震有关。继古登堡–里克特法则之后，该领域中被广为接受的学术发现就是大地震之后总会发生数次余震。我和一些地震学家交流过，包括加州大学戴维斯分校约翰·朗德尔和南加利福尼亚大学的汤姆·乔丹，这些人都更加关注短期预测，并越来越倾向于一种观点，即应当将这些短期预测的结果清晰完整地传达给公众。
比如，汤姆·乔丹的研究表明，有时余震会按照一个可预测的地质方向，沿着断层带移动。若它们朝着人口密集区移动，即使震级不高，也还是会对生命财产造成很大的威胁。例如，2011年新西兰基督城发生了5.8级地震，185人丧生，而这场地震却是2010年9月该国一个偏远地区发生的7.0级地震的余震。说到余震，显然会有很多信号，自然会吸引更多的关注。
我们相信，科技终会不断发展。美国宇航局和加州大学戴维斯分校的朗德尔最近联起手来，采用GPS（全球定位系统）这样的遥感技术来测量断层所受压力。这些技术颇具发展前景，虽然目前这些技术还不成熟，但地震学家会掌握越来越多的数据，这样他们就能进一步了解地震发生的根本原因，这是很有可能实现的。
这些方法终将推动科学的发展。过去的1 000年，地震预测几乎没有一次是成功的，气象预报的准确度也是直到最近40年才有所改善，之前也常常预测得不准。又或许，随着对复杂性理论的了解逐步深入（复杂性理论本身是一个崭新的科学分支），我们会得到一个愈加笃定的结论，那就是地震的确不可预测。
无论怎样，一开始很可能都会遭遇很多失败的预测。但错误的记忆会逐渐淡去，那时，信号又会重新在地平线上闪耀，我们仍会如饥似渴地追求成功的预测，即便那只是海市蜃楼也无妨。