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简评《多年平均降水量的主要和次要影响因子》兼论复杂系统的因果关系逻辑结构梳理

已有 1734 次阅读 2020-12-21 12:52 |系统分类:论文交流

按:檀成龙先生给我留言,希望我就他的《多年平均降水量的主要和次要影响因子》论文及相关研究做一些点评和建议,我当时的回复是:“很高兴看到您的研究又有新的自我更新,几乎所有的真诚做出来的研究,都有一定的发表价值,即使是错的或是有重大缺陷的,如果其错误和缺陷是非常有启发性价值的话,也是值得把对这样的研究拿来做深入讨论以剖析其中存在的关键性缺陷在哪。具体到您的新论文,我还没仔细看,只初略看了第一遍,等我看完了再给您回复吧”。以下是我仔细看过和仔细思考后对檀先生的文章以及相关的学术问题的初步看法。

首先是对《多年平均降水量的主要和次要影响因子》一文的评论:

对于任何事物,尤其是复杂事物,其内部的因果关系的寻找和梳理是极其重要的,最为关键的环节。而这种因果关系的寻找和梳理,一方面要从该事物的内部机制(包括物理机制、化学机制、生物机制或人文社会学机制之类)进行推导梳理和模型搭建。另一方面,也需要通过具体的实测统计数据的收集整理,寻找这些统计数据或实测数据之间的相关关系来进行分析。上述二者的之间有一个互相反馈,互相校正和互相启发的过程,既不能简单的通过数据相关关系分析就得出它一定有必然的因果关系(即使相关性的确很好),也不能简单的通过事先对其因果关系的构建推测,就认定相关数据一定会是仅反应了该事物的某一方面的因果关系(因为,也许有更复杂的因果响应关系,而不仅仅是某一个单线逻辑链条上的因果关系)。也就是说,从‘因果关系的机理模型’到‘数据之间的数量关系’这二者之间的互相校验、互相启发、互相审视,必须要不断地仔细去做,要反复咀嚼和反思其中是否存在缺陷疏漏,直到最后能够从因果关系的机理模型上和从实测数据上都能够达到完美或接近完美的解释的时候,才能认为这样一个研究是对于解释你所研究的事物是足够完备的和足够可靠的。

具体到大西北调水和大西北的大气降雨与外来水汽输移的响应关系问题上,我认为要做好这个研究的关键点有以下几点:首先在机理的梳理上,必须要充分考虑完整,包括研究地区的水循环过程,在总量上的源和汇(即输入和输出)会有哪些方面,至少应完整地包括外来水汽的输入、本地水汽的输出、本地冰川融水、本地的地下水和地表水的输移和蒸发计算,本地往外输出去的水量或逃逸的水汽量等等。也就是说,必须把所有的有关水循环的这些输入输出的来龙去脉都搞清楚,不能有严重的缺失。因为任何地区的水循环都是一个整体的有机的复杂系统,对于这种复杂系统的研究,不能仅仅从某一两个侧面去做宏观论断,比如说就认定当地的降雨就一定只和当地的绝对水蒸气含量有关。从机理上来说,最终建立起的这个水循环模型,应该是一个很庞杂的类似系统动力学的一个复杂模型,这样的模型才能够真正把一个地区的水汽循环给解释清楚和计算清楚。当然,在细节上,每一个个具体的变量之间,他们的相关关系的回归分析的确是一个非常重要的基础性工作,但是这种数据之间的相关关系绝不能等同于一定就是因果关系,更不能等同于就是唯一的因果关系。就比如:当地空气的绝对湿度和当地降雨之间存在非常好的线性相关,这个统计回归固然是有价值的,但是,这种相关关系从机理上来说,应该是很容易解释甚至很容易推测得到的一件事情:因为一方面降雨会导致当地的绝对空气湿度的增加是必然的事情;同时空气绝对湿度越大通常越容易出现降雨,这也是几乎必然的,但不能因此简单的归因说‘当地的降雨就是由于当地的空气绝对湿度所驱动的’(比如,地球上有些沙漠就是紧邻大海的,其空气绝对湿度并不低,但却常年极少降雨)。因此,要完整地解释当地的空气湿度和当地的降雨之间的机理关系和数量化的响应关系,必须要建立一个完备的完整的水循环模型来进行分析和计算,既要考虑外来的水汽输入,本地的水汽输出,考虑冰川的融化,地表水地下水的蒸发以及地表水地下水的输入输出,以及更加大的全球大气循环背景、地表和周围环境的其他物理特性等等等等,只有把整个这个系统建立起来了,然后才能去最终准确的计算和模拟当地的水循环究竟是怎样的一个定量化过程,其内部机理关系应该是在逻辑链条上和数值上呈网状甚至多维网状联系的,而不应该仅仅是单线逻辑链条的关系。

第二个问题,关于向大西北输水的问题,这个问题也是檀先生等学者多年来一直在关注和研究的课题,这个研究课题本身的确是非常有价值的,值得深入探究。以下是我对这个研究的整体性初步看法:首先,我认为这个是一个比水循环研究更加大的研究课题,因为这个问题不仅要去研究往大西北输水之后所导致的水循环扰动变化的自然科学问题,同时还要去考虑它的人文经济影响等社会科学问题,以及要考虑对生态环境的影响等等。仅就经济因素来说,必须要充分论证这种远距离调水的成本和收益有哪些,是否是值得得做的?会有哪些潜在的风险和不确定性?这些成本、风险和经济收益放在全国甚至全球系统的角度来看的话,是否是一定必须要做的,是否一定值得做的?是否有其他的更加好更加便捷更加成本低收益高的方法来促进大西北的社会经济发展呢?等等等等。




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4 檀成龙 黄河宁 尤明庆 张学文

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