作用学基本原理的重要应用之一

王昌益

蓬莱国土资源局

作用学基本原理的应用非常广泛,不仅在自然科学的各个领域都有着极其重要的应用价值,而且在社会科学的各个领域中也有着非常重要的应用价值。在这里讨论其中的一个重要应用之一——在地震预测中的应用。

1.用于指导地震预测的作用学理论

1作用现象理论

作用是现象；作用现象的量叫作用量，记为A；单位时间产生的作用量等于力，记为F.即

F=A/t.

2作用的对立统一规律

作用由虚作用和实作用两种现象合成，即虚作用量A_F加实作用量A_T等于作用量A.即

A_F+A_T=A.

由于物体不同物体在同等条件下所表现出来的性质不同，如其内的物质含量、空间含量、质点的活动性、抗变能力、可变性质等的不同，使其在同样作用下所接受的虚作用量和实作用量的值有所不同，但有规律：物体接受实作用的能力叫实度，记为T，它反映物体内物质的含量大孝抗变能力大孝结构稳定程度大小等自然性质参数；与此相反，物体不接受实作用的能力叫虚度，记为E，它反映物体内空间的含量大孝可变能力大孝结构的不稳定程度大小等自然性质参数，记为E.其中，

T=A_T/A，E=A_F/A.

所以，A_T=TA，A_F=EA.根据这一作用学思想，可推出如下结论：作用力F等于虚作用力(简称虚力)F_F与实作用力(简称实力)F_T之和，即

F=F_F+F_T；

而

F_T=TF，F_F=EF.

如果作用在作用面或波前面上的(主动)作用力是F，那么，作用面或波前面上的质点组合所受的合力P等于虚作用力F_F，即

P=F_F；

作用面或波前面上质点组合所受的阻力P等于实作用力F_T的负值，即

R=-F_T.

因此，作用面或波前面上的质点组合的运动方程式为

P=F+R=(1-T)F=EF=ma=ρsa .

式中，m为作用面或波前面上质点组合的质量，即m=ρs；ρ为作用面或波前面上质点的质量；a为作用面或波前面的运动加速度。

3作用面或波前面运动的行为理论

如果作用面或波前面在多种驱动作用(主动作用)驱使下运动，其驱动作用量分别为A₁=F₁t₁、A₂=F₂t₂、…A_n=F_nt_n,那么，作用面或波前面在被预测的时刻t时的动量行为I_t等于它在初始时刻t₀时的动量行为I₀与它在受作用和变化时间△t=t-t₀内所受的所有驱动作用量和它们共同生成的被动作用合量之向量和，即

I_t=I₀+∑A_i+R(t-t₀)=I₀+(1-T)∑A_i=ρsa .

4地震运动理论

当地壳受作用点或受作用线或受作用面突然生成或突发性运动时，I_t突然生成、突发性增大，从而引发地震。I_t越大，地震级别越大。

地震发生的源点一般是相对稳定的两个或两个以上的巨大地质单元之间的相对运动交叉点、线或面。控制地震发生的动力来自不同地质单元所受作用量的差。即，设地震震源两侧巨大地块的质量分别为m₁和m₂，它们绕地球自转轴旋转的初速度分别是v₁和v₂(因他们的质心的位置不同而使其自转速度不同)，它们与地球自转轴间的距离分别是r₁和r₂，地球自转角速度是ω，地心对它们产生的作用力分别是F₁₁=m₁g和F₂₁=m₂g，它们的自转离心力分别是F₁₂=m₁v₁=m₁ωr₁和F₂₂=m₂v₂=m₂ωr₂，太阳对它们的作用变力分别是F₁₃和F₂₃，月亮对它们的作用变力分别是F₁₄和F₂₄，地幔岩浆物质潮汐对它们的作用变力分别为F₁₅和F₂₅，地表运动物质对它们产生的作用变力分别为F₁₆和F₂₆，其他控制它们运动的驱动作用力分别为F₁₇和F₂₇，它们所受的阻力分别是R和R，则有它们间的受力差值(绝对力差值)

△F=(F₁₁+F₁₂+F₂₁+F₁₃+F₁₄+F₁₅+F₁₆+F₁₇+R₁)-(F₂₁+F₂₂+F₂₁+F₂₃+F₂₄+F₂₅+F₂₆+F₂₇+R₂)

=(m₁-m₂)g+(m₁r₁-m₂r₂)ω+(F₂₃-F₂₃)+(F₂₄-F₂₄)+(F₂₅-F₂₅)+(F₂₆-F₂₆)+(F₂₇-F₂₇)+(R₁-R₂).

但是，它们间的相对运动加速度为

a=(F₁₁+F₁₂+F₂₁+F₁₃+F₁₄+F₁₅+F₁₆+F₁₇+R₁)/m₁-(F₂₁+F₂₂+F₂₁+F₂₃+F₂₄+F₂₅+F₂₆+F₂₇+R₂)/m₂

=(1-T₁)(F₁₁+F₁₂+F₂₁+F₁₃+F₁₄+F₁₅+F₁₆+F₁₇)/m₁-(1-T₂)(F₂₁+F₂₂+F₂₁+F₂₃+F₂₄+F₂₅+F₂₆+F₂₇)/m₂ .

随着地球演化现象的进行，存在受力差值的两块巨大的地壳岩体之间的破裂点或线或面逐渐形成，从而使阻力逐步集中在破裂点或破裂线或破裂面上，随着阻力的迅速减小以至消失，两地快便出现突然间的相对运动、引发地震。因此，在地震研究中，我们可以将在同时突发运动的所有震源岩体物质量都看作是受作用点或线或面的质量，也可将引震作用岩体质量m₁或m₂看作是受作用而运动的质量。

……

2.地震观测研究

根据作用学理论，我们可以给地震观测研究确定如下基本任务：

1确立地震地质单元及其质量

在地震带两侧的地壳块体有非常明显的地形差别、地壳厚度差异、受作用和运动差异等，通过地质学研究、地球物理学研究等科学手段，可以确定地壳块体整体性连续性、物质成分、物理性质、结构构造、整体运动的构造面、可能出现的变形破裂面及密度、厚度、形态、质量等，为定性和定量研究预测地震奠定基矗

2观测地震地质单元的运动与变形

地质地质单元受着各种各样的作用，是各种作用将之束缚在地球表面的，其运动与其变形演化与其受的作用都存在直接关系函数。通过观测，搞清其目前受的各种作用规律和作用量、变形规律和变形量是研究预测地震的依据。

地震地质单元的风化剥蚀与搬运沉积、压缩、拉伸、弯曲、破裂、地面升降等等都是其变形演化的事件，观测研究都必须给出其量的数值。

3.地震预测方程和地震预测

在地震观测研究基础上，根据作用学理论，我们可以建立地震地质单元的地壳运动方程和地震预测方程，从而定量说明各种作用如太阳、月亮等的作用与地壳运动和地震之间的关系。

……