【分享】科学松鼠会·漏油之后，请先给数据再下结论

唤青ぃ冰河

本帖最后由 唤青ぃ冰河 于 2010-7-24 13:01 编辑

漏油之后，请先给数据再下结论

作者：候戏  发表于：2010-07-18 23:08  原文地址：http://songshuhui.net/archives/40249.html

这周四，7月15日，BP（英国石油公司）断裂的那条海底输油管道[注]终于在86天之后停止漏油了，工程师们在管道漏油处加上盖子。但这仍旧只是个开始，因为只有当盖子内部压力维持在一定范围之内才算是阶段性成功。如果压力太高，盖子有爆裂的危险，里面积攒的油又会外泄。如果压力过低，说明除了这个主要漏油处外，其它薄弱的海床处又出现了小的渗漏点，就像发大水时堤坝上的管涌，这是最危险也是最复杂的情况。

在灾难中，奥巴马当然选择和人民站在一起，漏油开始以后的第十天，就亲自前往漏油地区视察，对BP公司发表数番声色俱厉的讲话，并将此事和911相提并论。当然，比他更“和人民站在一起”的，是路易斯安娜州共和党州长金达尔，他比奥巴马更早前往视察，更早宣布本州进入紧急状态，提出激进的工程方案试图阻止原油靠近陆地，并高调批评联邦政府反应迟缓。当然，你可以撇撇嘴说，政客嘛，吸引眼球，获得选民好印象是永远是第一位的。

当然，上面的算是发牢骚，下面要写的才是我最关心的问题，那就是……

灾难中的科学家，应该起到什么作用？

先看看美国能源部长朱棣文，他算是庙堂中人，手握重权。在漏油早期，他关注的是如何检测泄露情况。那时，他曾建议用高能伽玛射线对泄露处进行观测，这种典型的物理学家的建议也许多少有些书卷气。直到5月初，奥巴马跟这位诺贝尔奖得主说了一句：“You better get down there”，他就开始全面介入解决方案的策划和执行过程。他干的第一件事，是学习地质学和相关的工程技术。他是物理学家，玩了一辈子激光，真空，和超低温，但这些知识都不重要，重要的是学习能力，知道在这么短的时间内，该学什么，去哪里学。

本文开头提到的解决方案，他和来自白宫的智囊团，来自学术界的专家，来自BP公司的工程师，反复讨论。本来，他对这个解决方案心存顾虑，叫停了进程，后来作出妥协，但是要求在实施过程中，采集海量的数据，以及，如果一旦压力读数出现不乐观情况，必须预备多种手段可以用来停止测试。在科研过程中，最让人兴奋，也最让人抓狂的一句话就是“show me the data （给我看看数据）”。因为结论或许会左右摇摆，但数据不撒谎。在这里，请允许我羡慕嫉妒恨一下美国人的奢侈，他们居然好运气到雇佣了朱棣文这样一位顶尖物理学家做能源部长，为他们采集数据！

另一个例子是普度大学力学工程系的副教授Steven Wereley，他通过BP官方发布的漏油口实时监测录像（youtube视频链接），推算出原油泄露量是每天12000到25000桶，而非BP官方的说法——5000桶。他用的方法很基本，叫粒子图像速度计量学(Particle image

velocimetry)，他通过逐帧跟踪一个粒子（在这个视频里，粒子可以是一个气泡，或者一个漩涡）的行为，算出这个粒子被射出管口的速度，加上压力和管口尺寸等参数，通过流体力学的知识可以计算出流量。Steven自己承认，这种估算很难精确，因为视频资料太少，而且泄露出来的液体不仅仅是石油，还夹杂天然气，这都给估算增加了系统误差。

除了Steven，还有其他的很多专家也在尝试用不同的方法去计算流量，比如来自UCLA（加州大学洛杉矶分校）的Pirouz Kavehpour，用了别的方法，估算出来的数值下限接近5000桶这个数字。他认为，所有的这些计算结果都没有经过同行评议，这很不好。虽然结果不同，但这些专家一致认为BP应该提供更多的录像资料，这肯定会增加结果的精确性。关于这些专家的故事，《美国物理学会新闻(APS news)》有一篇详细报道<Fluid Dynamics Tackles the Oil Spill>，有兴趣的可以读一下。

上面这个例子谈的同样是数据的重要性，原始的录像资料当然也是数据的一种。有了数据，解读的方式也很重要，普通观众也许看着屏幕，骂两句娘希B屁就完事了，这时就需要专家学者告诉大家表面背后的故事，让大家骂起来更有的放矢一点。

第三位，我要说一下来自德州农工大学的John Kessler。德州农工大学 (Texas A&M University) 也许大家还不熟悉，它2010年在美国公立大学排名第22，可绝对不是一所“西太平洋大学”那样的野鸡学校！来自TAMU的海洋化学家John在国家自然科学基金申请了一笔钱，在六月份花了十天时间，坐船去出事海域考察海水中的甲烷含量，他的团队记录下大约一百万个数据，现正在进行分析。初步的结论是，出事海域海水中甲烷的含量比正常值（采自无事海区的水样）高出1万到100万倍。

除了初步结论之外，John的团队还有更深层次的目标，就是通过对这次甲烷激增情况的观测，理解甲烷含量对气候的影响，以期对“温室气体与全球变暖关系”的议题讨论有所帮助。

这个例子告诉我们两个道理。首先，允许并鼓励科学家就重大灾害问题展开独立调查有利于政府提升公信力，因为和公司没有利益纠缠的科学家采集到的数据更值得信赖。其次，科学家的眼光远远比政客的远大，有些小肚鸡肠的家伙可能会认为独立调查就是为给他们找麻烦，怀疑科学家想推翻官方定了的调子。其实，科学家哪有那么无聊，所谓“给官员难堪”，只是长途旅行过程中顺便帮大家一脚踢开路上的牛粪而已，行路难，没空和你纠缠。

墨西哥湾的泄露刚堵上，渤海湾又出了事故。7月16日晚6点，大连输油管发生了爆炸起火（新浪新闻专题）。我今天看到一则官方消息，标题是《大连油管爆炸：烟味20公里可闻释放气体无剧毒》。关于燃烧生成气体的毒性，有这么一段话：

“另外是关于这起事故在扑救的过程当中的一些细节，由于燃烧产生的气体还在不断的释放，所以刚刚即使在新闻发布会之前，我们致电大连相关的环保部门，发现大连市的相关领导已经在准备出席发布会，而环保部门的各级领导还在一线。我们了解到的情况是，今天新闻发布会上的一个说法，这种气体是没有剧毒的。”

在这么短时间内就可以完成数据采集，并且给出确凿的结论！那么，各位大人，请给我们看看原始数据吧：比如，各种气体成分在空气中占比多少，各种直径的悬浮粉尘颗粒的浓度多大，它们是如何随距离出事地点而变化的？

大连也是我喜爱的城市，渤海湾沿岸有我的家乡。我希望它们继续美丽富饶，那里的人民有权在灾难过后知道更详细的数据。我们在这里较真，不是为了和谁过不去，只是为了弄明白怎么才能保护好自己和家人!

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注:

读者anchor指出：“文章开头的“断裂的那条海底输油管道”的说法是错的。墨西哥湾的这次漏油事故是由于钻井平台爆炸沉没引起的，当时的油田正在进行完井或者固井，还没有建成投产，所以不会有“海底输油管道”，折断的管道叫“（钻井）立管”，是连接海底井口和海面的平台的一根管子，和“输油管道”是两个概念。”

作者在此表示感谢！纽约时报网站有直观的图解，链接在此。