这是Sheldon的第115篇漫画，所有图片大约4.6MB。
昨天晚上22时55分，在四川宜宾市长宁县，发生了一场6.0级地震，震源深度16千米。
地震发生以后，微博和朋友圈中出现了大量有关 #地震预警倒计时# 的截图和视频，比如下面这个：
那么，地震到底是怎么回事？为什么科学家可以提早发出地震预警呢？
今天，我们简单回顾一下，人类认识地震的极简史。
随便翻开一本中国古代历史书，你一定可以找到大量关于地震灾害的记载。
比如，史书记载，早在东汉时期，中国科学家张衡就发明了一种检测地震的仪器，叫作地动仪。
当然，根据我们现在的知识，张衡的地动仪应该无法预测地震。它的原理可能是检测地震发出的振动，在震区灾情的汇报传到中央政府的案几之前，就以最快的速度提示地震发生的方向。
其实，张衡发明的地动仪早就失传了。我们现在看到的地动仪，都是科学家在上世纪时复原的模型。虽然复原的模型并不能检测地震，但是中外地震学家通常认为，中国人在很早的时候就开始认识地震了。
例如，在西周时期，关中地区发生地震。周幽王的大臣伯阳父解释说*，
这种解释虽然不对，但至少没有像很多原始文明那样，把地震解释成“神灵震怒”。
古希腊哲学家亚里士多德也研究过地震，不过他的解释刚好相反。
可惜，不论是古中国人，还是古希腊、古罗马人，他们都没有继承前人的衣钵，继续研究地震的成因。
在后来的漫长时间里，人们研究地震的方法跟瞎猜差不多：
比如，人们学会了使用火药，于是就怀疑地震是因为地底下发生了类似的化学爆炸。
人们发现了闪电是天上的云在放电，于是怀疑地震是因为地底下也会放电。人们学会了观测星空，于是怀疑地震跟重大天文现象有关。
就这样，人们东猜猜，西想想，谁也没搞清楚地震到底是怎么回事。直到1755年，这一情况才发生了改变。
在那一年的11月1日，一场突如其来的大地震对葡萄牙帝国造成了重大打击。地震引发了火灾和海啸，将许多历史建筑夷为平地，仅仅在首都里斯本，就有大约3万人失去了生命。
当时的葡萄牙帝国正处于大航海时代的巅峰时刻，这场地震极大地打击了帝国的殖民野心。
不过，葡萄牙帝国首相庞巴尔侯爵出人意料的冷静。他不但有条不紊地组织大家开展救援和修复，后来还请人设计了一组调查问卷，派发到全国各地，调查和记录地震造成的损失。
这些问卷至今还保存在葡萄牙的档案馆中，成为后人研究那场地震的最详细的一手资料。
由于这个贡献，科学家认为庞巴尔侯爵是现代地震学的先驱。
那么，现代地震学又是如何出现的呢？这就要说到一位英国科学家，
约翰•米切尔
。
米切尔在分析了里斯本地震和另外几起地震的资料后，提出了两个全新的观点：
1. 每场地震都存在一个源头！
根据以上发现，米切尔提出了他的第二个观点：
2.
震源会通过“波”的形式，将地震传到四面八方
。
约翰•米切尔的发现开启了现代地震学的研究。可惜，他当时的发现并没有引起特别大的反响。
又过了100多年，直到1880年时，日本东京帝国理工大学外聘教授的
约翰•米尔恩
，才在科学仪器的帮助下，记录了大量地震引发的“波动”的波形。
通过分析和比较这些“波形”，人们才渐渐认识到，地震波的构成非常复杂。后来，地震学家发展出断层错位理论以后，人们才算基本搞清楚地震的真正原因。
现代地震学认为，地壳不是一块完整的岩体，而是会在许多地方存在不连续的界面，这叫作断层。
当断层破裂
时，它两侧的岩体就会发生相对运动，并释放出大量的能量。
此时，一部分能量通过波的形式向四周传播。其中一种波是纵波，也叫作
P波
。它是这样滴：
另一种波是横波，即所谓的
S波
。它是这样滴：
当S波和P波传播到地表时，就会发生复杂的叠加，形成
表面波
。表面波能破坏建筑的地基，我们看到地震造成的各种破坏，主要就是由表面波造成的。请看下图：
既然地震的破坏来自地震波，
那么我们有什么办法能够尽快检测到地震波呢？
科学家发现，地震时，P波的传播速度比S波快。
所以，一场大地震发生以后，科学家可以快速分析仪器接收到的P波，然后赶在S波传到附近之前的几秒钟到几十秒钟的时间里，提早发出地震预警。昨天地震前出现的
#地震预警倒计时#
，就是用这种原理实现的。
不过，地震预警系统不是完美无缺的，它也会存在一些不足。比方说，一个地方离震中越近，它能够收到的倒计时预警时间就越短。
