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。