气候学家拿奖,物理学家“玩儿鸟”!这届诺奖要“跑偏”

作者: 韩扬眉 倪思洁 张双虎

来源: 中国科学报

发布日期: 2021-10-05 23:56:04

2021年诺贝尔物理学奖授予了真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼和乔治·帕里西,以表彰他们对复杂物理系统理解的开创性贡献。真锅淑郎和哈塞尔曼因在地球气候物理建模和预测全球变暖方面的贡献获奖,帕里西则因发现物理系统紊乱和波动的相互作用而获奖。这些研究不仅深化了对复杂系统的理解,也强调了学科交叉的重要性。

北京时间10月5日下午5点50分许,瑞典皇家科学院决定将2021年的诺贝尔物理学奖授予美籍日裔科学家真锅淑郎(Syukuro Manabe)、德国科学家克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)和意大利科学家乔治·帕里西(Giorgio Parisi),以表彰他们“对我们理解复杂物理系统的开创性贡献”。

今年的诺贝尔物理学奖一半为表彰真锅淑郎和哈塞尔曼,原因为“用于地球气候的物理建模,量化变异性和可靠预测全球变暖”;另一半颁发给帕里西,原因为“发现从原子到行星尺度的物理系统紊乱和波动的相互作用”。复杂的系统是随机、紊乱,且难以理解的。物理学家们已经进行了数个世纪的研究。这些复杂系统或受偶然支配,也可能是混沌系统,就像天气一样,初始值的小偏差会导致后期的巨大差异。

而今年的获奖者都为我们加深对这类系统及其长期演化做出了贡献。真锅淑郎在日本一直读到博士,后任美国普林斯顿大学客座教授,于1975年加入美国籍,然后返回日本,几年后又回到美国,成为普林斯顿大学研究员。他的主要贡献是二氧化碳水平的增加是如何导致气温升高,他花费了无数个日夜测试模型,研究表明,当二氧化碳水平翻倍时,全球温度上升超过2°C。

该模型证实,这种升温确实是由于二氧化碳的增加造成的,因为它预测了靠近地面的温度上升,而上层大气变冷。大约十年后,哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型,从而回答了为什么气候模型是可靠的。得知今年诺贝尔物理学奖获得者中有两位气象学家,我感到非常惊喜。尽管真锅淑郎很早就提出了理论模型,但全球变暖真正成为一个热门研究问题,是从上世纪80年代末开始持续到现在,理论要比实际发现领先了20多年。

这两位科学家能获诺奖,体现了国际社会对于气候变暖问题的重视,从科学上来说,整个地球气候系统是非常复杂的物理系统,如何来理解这个复杂系统也是很重要的科学问题。

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