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真真假假30年:地震勘探技术早期演化史 精选

已有 4312 次阅读 2016-9-9 10:44 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

 

       20世纪70年代起,地下石油的发现基本上依赖于石油地震勘探技术。

       该技术的基本原理是:1)用潜孔爆炸产生地震波;2)用地面几何检波阵列接收反射波;3)对反射波作出地质解释。

       在早期的1950-1970年代,大概跨度为30年,始终有两种对立的态度:1)该技术的地质成果为明显的造假;2)在理想情况下,能大概判断石油赋存的地质构造(经济价值极大)。

       我们这里特别的强调:双方的证据都是确切的,都是用事实说话的。

       这个事实反映到行业决策上,就是简单的词汇:1)假的;2)真的。所以,可以把这30年概括为真真假假30年。

       为解决真假问题,实验做了很多:有的实验明显的能识别出目标反射波但是更多的实验是基本上不能识别出反射波。该技术“为假”的结论占上风

       持“为真”概念的研究者,认为爆炸的其它波(面波、鬼波、鸣震)的能量远远大于反射波能量,从而研究克服它。这样,原来识别不出反射波的实验就变成了能识别出反射波的实验。从而,在实验意义上证实为真

       但是,这类实验所形成的技术还是不能改变大多数实验结果为负面的局面。从而,“为假”的结论依然占上风。

       当时的结论是、也只能是:有少量实验结果为真,多数实验表明为假

       这时,理论上对基础问题的研究就突出出来了。理论上,反射脉冲波的理论函数形式为何?

经典弹性动力学理论(波动方程)的回答是:取决于爆炸的初、边值条件。这就导向否定性的结论:此类反射脉冲波没有普遍有效的理论形式。从而,用经典理论可以得到结论:在经典理论基础上,该技术没有普遍性,可能为假。

但是,美国物理学家雷克,用实验观查发现,无论是低速炸药还是高速炸药,无论是潜孔还是深孔,无论是那类地层环境,实验证明,爆炸产生的脉冲波有确定的理论形式(雷克函数,后来称为雷克子波)。

然而,雷克在试图证明其弹性动力学理论时,被数学家、力学家所嘲笑。据雷克晚年回忆:有一个大数学家在他的理论证明论文上写了:My god!!!!!! 这等价于指责作者:公然的造假!所以雷克一辈子没有忘记这个事。而力学家就更不客气了,你敢公然改写弹性波波动方程,那可是绝对的经典!

所以,对雷克的发现,两个极端:1)公然造假(大多数);2)真的,可以作为理论基础(极少数)。

此后,这极少数人就在一片嘲笑声中开始基于雷克子波理论进行全方位的技术开发。

此后,成功的实验案例增多,但是大多数的勘探地质学家依然把此技术得到的结果判断为“假的”。

随着一系列技术问题的解决,实现海量数字化,在大型计算机用于处理地震勘探数据后(进入20世纪80年代),大多数的勘探地质学家才在不同程度上判决为“真的”。

而近20年来,地震勘探技术就成为权威了!

总的来说:30年的“为假”;中间一个过渡期;30年为权威。

结论:1)新技术的真伪依赖于科学理论上的判决;2)用经典理论强加在新技术上并不能给出确切的结论,而是更为依赖于对实验的抽象理论概括(含新理论的发现);3)对新理论的成功应用是使得新技术由“假的”变成“真的”的必要阶段;4)不做深刻的理论研究,不做切实的科学实验,用“经典理论”,“显而易见”的事实,等来作为判据依据直接导致“为假”的结论占绝对的上风;5)即便是理论正确,有足够的实验证据,但要上升为“普遍有效的技术”,依然有一个艰难困苦的过程。

应该顺便指出的是:我国石油地震勘探学家自20世纪50年代起,顶住了各方判决“为假”的巨大压力(内部的和外部的,学界的和行业的),奋斗几十年,使得我国在石油地震勘探技术上为世界强国之一(含自主知识产权)。

所以,在高新技术研发上,局外人(外行)可以有自身的看法,但是决不应把自身的判断强加于研发者,更不能借助于媒体或公众事件的制造来强行干预。

 

 



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