通往和平之路——全球环境系统设计理论(构建自主分散控制社会)
世界非政府组织和平大使理事会会长
、日韩隧道推进长崎理事会会长
日本要想在未来生存下去,就必须建立科学技术文化。如果我们能将这种文化输出到遭受全球灾害的众多国家,就能为世界和平做出贡献。
近年来,地震、海啸、火山爆发、热浪、洪水、山体滑坡以及全球变暖等异常天气事件的发生频率迅速增加。为应对这些事件(一旦发生可能演变为重大灾害,造成巨大的人员伤亡和经济损失),日本正向文部科学省和经济产业省提议,将防灾和灾后重建技术作为“文化技术”进行开发,以应对未来可能发生的这些现象。
地球面临的另一个严重问题是,由于对万物和金钱的片面“收集”而造成的不平衡,换句话说,就是地球上的“半生物失衡”。简而言之,市场原教旨主义经济理论试图“创造一个统一的环境,从多样化的环境中获取金钱”,从而导致与“金融收集”相同的行为同质化。从复杂适应系统理论的角度来看,这样的世界会导致生物衰退,最终走向“灾难”。当一个复杂系统失去其多样性时,危机就会变得致命,就像沙漠化一样。2008年的经济崩溃就是一个典型的例子,它象征性地表达了“地球是有限的”这一理念(参见川口克幸,《论视角》,第一、二、三卷,《世界和平研究》,2016年)。
除非发生太阳系异常、陨石撞击或核战争,否则如果上述气候变化缓慢发展,并遭遇反复发生的突发性、令人震惊的灾难,地球的灭亡很可能就会发生。在此之前,地球将尽情享受其生命,想象着在悄然消失之前迎来一个合适的结局。艺术家们或许会这样想。然而,一位来自九州、长崎县对马的武士,他曾率领两百余名骑兵对抗元朝十万大军,最终战死沙场,他绝不会这么想。
经济政策的效果在相对较短的时间内就能显现,但教育政策(包括技术改进政策)的效果却需要很长时间才能显现,而且并非立竿见影。因此,政策调整的机会十分有限。政治驱动的教育改革和财政集中化的趋势带来了巨大的风险。文部科学省和经济产业省尤其需要掌握科学技术的人才。然而,孩子们对科学技术的兴趣正在下降,贫困人口也在不断增加。在这种情况下,日本乃至整个世界只会进一步陷入困境。我们已经从利润可以分配的时代,进入了一个极其艰难的负利率时代。
虽然这通常是日本文部科学省开展的研究开发项目,但日本海上保安厅海洋情报部门的一个研究团队对文化科技领域的前沿基础设计数据进行了研究,并将研究成果发表在英国科学期刊《自然》上。这项研究历时十年,在预算极其有限的情况下完成了数据收集和分析。研究指出,“与欧美不同,日本经济的真正实力在于中小企业”,而正是这些“基于事实自主决策的小型基层组织”,比大型企业或中央集权机构更能为未来带来希望。
我们首次揭示了下一次大地震——南海海槽巨型逆冲断层地震——预计震中的海底基岩板块中累积的应变分布情况。
特大地震发生在海洋板块俯冲到陆地板块之下的边界处,这是由于海底微小的运动造成的。陆地板块在被拉入的过程中会积累应变,当弯曲的上覆板块试图恢复到其原始状态时,就会发生地震。研究团队在静冈县和高知县之间的15个海底位置(位于预测震中范围内)安装了观测设备,并利用观测船精确确定了震中位置,以研究海底地壳形变。如图6.1所示,对2006年至2015年数据的分析表明,在远州滩海、纪伊半岛附近海域以及四国南部沿海存在“强应变带”,这些区域每年积累约5厘米的应变。这些“强应变带”从预测的东海地震和1946年8.0级南海地震的震中向西南方向延伸。
一旦积累了应变数据和应变率分布,以及影响地震源传播和振幅的“活动断层”数据和海底数据,就可以利用这种综合叠加理论,通过参数法的模拟试验来估计下一次地震的振幅或估计时间。
(1)日本核电站的可用性和安全性设计
日本的54座核电站中,唯一可用的测量数据是地表的“承载能力”,而其中一些电站就建在活跃断层带上。这与长期以来“无知即福”的核安全迷思截然不同。法国、美国和韩国的核电站运行率超过80%,而我听说日本核电站的平均运行率只有63%,有些甚至低至29%。
日本是火山和地震频发的国家,这种情况在所难免。在这种情况下,经济产业大臣却在电视上反复念叨着“核电站是基荷电厂”这句甜言蜜语。东京电力公司社长也一直告诫一线员工“提高运行率”。世界能源生产如今已发展成为一个自主、分散、分布式的能源利用系统,但他们却对智能设计一无所知。
自从经济产业省更名为“经济学”以来,它就被经济所吞噬。这导致了儿童对科学技术失去兴趣、儿童贫困以及企业管理混乱等问题。正是日本创造了“工程学”一词,将科学与技术结合起来。“工程学”中的“工”字形似支撑苍穹,我们怀着虔诚之心守护着它。
日本的盾构隧道技术被誉为世界一流,英法隧道(川崎重工和三菱重工的合资项目)便是其典范。这项能够安全开挖隧道的技术,不仅可以用于隧道开挖,还可以用于建造避难所、水道、人员通道和物资运输通道,甚至可以被视为社会发展和“防灾技术”的工具。如果运用得当,它可以用于防灾、交通运输和安全保障,而且我从未听说过有隧道因地震而受损的案例。
国际公路基金会正在对规划中的日韩隧道附近海域的海底地震带进行勘测。据该基金会主席介绍,他们正在以20公里×5公里的网格(正方形)对1000米深的海底进行超声波勘测,并绘制活动断层分布图(图6.2)。他们投入了一艘配备水枪系统的实验船,并在10年间花费了10亿日元用于海底数据采集。
毋庸置疑,有了这些基本设计数据,就可以安全地设计长隧道。
尽管实地人员正在努力收集海底地下的基本设计数据,但有关陆上火山带可能发生地震和喷发的事件(这些火山带正被讨论作为新建核电站的选址条件)却鲜为人知。
(1)我们周围潜藏的活动断层和应变分布(以熊本地震为例)
日本境内有超过2000条活动断层。京都大学防灾研究所的西村拓哉利用全球定位系统(GPS)确认,熊本地震及其余震的震中位于易发生地面应变累积的区域。当地面持续受到压缩和拉伸作用时,就会产生应变累积。
当岩体无法承受压力而遭到破坏时,就会发生地震。图 6.1 (b) 也显示了活动断层的分布,但在应变积累并发生过强震的鸟取县和宫崎县,并未发现活动断层。而在熊本县,活动断层和应变带重合。这告诉我们,在考虑地震概率等防灾措施时,不仅要关注活动断层带,还要关注应变积累。
根据鸭志田公雄的研究,未来30年内死于交通事故的概率约为0.2%。死于火灾或受伤的概率也约为0.2%。那么,全国范围内主要活动断层引发大地震的概率又是多少呢?
针对在熊本地震中遭受强烈地震袭击的二川断层带北段,地震研究推进本部宣布,未来30年内断层再次活动的概率为0.9%。虽然这个数字本身看似很低,但0.9%却是交通事故或火灾发生概率的四到五倍,这是一个不容忽视的严重问题。观测数据显示,断层活动区域上方的建筑物及周边地区遭受了严重的破坏。熊本县因这一较低的概率而松了一口气,并积极开展招商引资工作。然而,由于此前从未经历过大地震,这样的结果既令人欣慰又令人惋惜。
有趣的是,活动断层与道路之间存在着密切的联系。在活动断层移动的区域,岩石相互摩擦,导致岩石强度降低,岩屑堆积,使其更容易受到侵蚀。由此形成了线状山谷,这些山谷自古以来就被用作交通要道。
连接若狭和京都的“鲭鱼公路”就是其中之一,它沿着花折断裂带延伸。据说中国高速公路沿着山崎断裂带延伸,而四国高速公路也据说沿着中央构造线断裂带延伸。
山舵盆地活动断层众多。据广岛大学名誉教授中田隆史介绍,学校、医院等公共设施往往集中在活动断层附近。这或许可以解释为何学校、道路等大型建筑遭受如此严重的破坏。
有什么方法可以利用富士山的美丽、精神内涵和潜力(岩浆的力量)吗?云仙岳、木曾岳、三原岳和口惠良部岳相继喷发,浅间岳和樱岛岳也仍在持续喷发。
我们不知道富士山何时会喷发。一旦喷发,造成的损失将无法估量。我们建议,主要设计目标是“建立一种预防火山喷发的方法”,并将喷出的气体用于驱动“高效燃气轮机进行热电联产”,或者,如果使用蒸汽,则用于“地热发电”,从而制定一项“通过能源生产和提高安全性来保护文化遗产”的长期区域振兴战略(图 6.3)。
这是因为科学、技术和艺术的融合将催生一种新的“文化技术”。简而言之,我们将利用即将喷发的火山“逸出气体”来发电。燃气轮机无需用水,而且重量轻、动力强劲,因此非常适合作为分布式能源。
日本的“盾构隧道掘进技术”是世界一流的。通过监测和使用这种“盾构机”,可以安全地进行施工。
电力专家松永康左卫门建议:“不要急于发展核电。日本拥有世界一流的水力发电技术。”抽水蓄能水力发电技术最适合日本,因为它既能发电又能储能。日本是水资源丰富的国家,可以通过循环水来发电。这应该作为一项公共工程来实施。它不需要锂离子电池,而且储能也完全可行。然而,经济产业省既没有大力推广抽水蓄能水力发电,也没有大力推广地热发电。
首先,我们需要让充满好奇心的小学生了解自然灾害并做好应对准备。在教他们英语之前,我们需要让他们认识到日本就是这样一个国家。没有必要让“孩子们”学习一个没有“输即是赢”这种说法的国家的语言。
首先,我们需要让人们亲眼看看灾难现场。通过参观,人们可以清楚地看到哪些房屋倒塌了,哪些房屋幸免于难。这将促使人们不再过分依赖科学技术,转而拥抱智能设计理念。
图 6.1(a) 南海海槽巨型逆冲断层地震
地震震源海板块研究调查(日本海上保安厅情报部 2016 年)
图 6.1(b) GPS 测量的地表应变分布
6级或以上地震的例子(Iida 2016)
图 6.2 对马、壹岐、唐津三岛海峡及周边海域地质调查
〈2009〉
图 6.3 葛饰北斋的《从大旋风内部看世界》和《飞龙呼唤富士山上的旋风》
葛饰北斋试图将富士山的雄伟壮丽和磅礴气势传递给世人。
摘自《人类内在情感表达研究》