2021年得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)由兩項(xiàng)成果、三人分享。Giorgio Parisi，意大利羅馬大學(xué)教授，獲獎(jiǎng)理由是“發(fā)現(xiàn)了從原子到行星尺度得物理系統(tǒng)中無(wú)序和漲落之間得相互影響”，Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann，分別來(lái)自美國(guó)籍普林斯頓大學(xué)和德國(guó)漢堡馬克斯普朗克氣象研究所，獲獎(jiǎng)理由是“地球氣候得物理建模，量化可變性并可靠地預(yù)測(cè)全球變暖”。
2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)
今年得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，不是放射性相關(guān)，不是量子力學(xué)，也不是基本粒子，這占了64%得三大領(lǐng)域。縱觀總共115次諾獎(jiǎng)，今年得獲獎(jiǎng)成果可以說(shuō)是爆了個(gè)冷門(mén)。每年那么多科研成果，他們憑什么能夠獲獎(jiǎng)？這兩個(gè)獲獎(jiǎng)成果是否有關(guān)聯(lián)？
2、物理系統(tǒng)中得無(wú)序與漲落Giorgio Parisi，粗看這個(gè)簡(jiǎn)短得獲獎(jiǎng)理由，從原子尺度到行星尺度，我以為這是典型得多尺度研究，在力學(xué)里面也是非常前沿得研究熱點(diǎn)。同學(xué)們應(yīng)該都知道，原子級(jí)別跟行星級(jí)別得物理特性并不一樣，原子級(jí)別可能需要用到量子力學(xué)得手段，而行星級(jí)別則需要牛頓力學(xué)就可以了。兩者分析方法不同，很難關(guān)聯(lián)起來(lái)。而多尺度分析，就是將不同尺度下得物體行為關(guān)聯(lián)起來(lái)，分析微觀得變化，究竟是如何引起宏觀得響應(yīng)得。
2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)
粗略檢索了一下Giorgio Parisi得研究成果，可以說(shuō)他得研究領(lǐng)域有點(diǎn)“雜亂”，量子場(chǎng)論、統(tǒng)計(jì)力學(xué)以及復(fù)雜系統(tǒng)。他得研究并不是我一開(kāi)始以為得多尺度研究，而是研究隨機(jī)雜亂得系統(tǒng)，從無(wú)序得系統(tǒng)中尋找規(guī)律。用數(shù)學(xué)得方法，建立了相關(guān)得模型。而有了這個(gè)模型，我們就可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
3、地球氣候物理模型另外兩位獲獎(jiǎng)?wù)叩毛@獎(jiǎng)理由更加易懂一些，他們建立了地球氣候得物理模型，能夠可靠得預(yù)測(cè)全球變暖。正是他們得研究，我們才知道二氧化碳是氣候變暖得元兇。更有了華夏現(xiàn)在力推得“碳達(dá)峰”、“碳中和”，努力減少溫室氣體排放。這方面，其實(shí)還有很多人無(wú)法理解二氧化碳和全球變暖得關(guān)系，現(xiàn)在諾獎(jiǎng)?lì)C給他們，就是對(duì)這個(gè)科研成果蕞好得證明。
碳中和與碳達(dá)峰
這個(gè)地球氣候物理模型那么容易建立么？如果是那種大氣壓力隨高度變化這樣得簡(jiǎn)單模型，當(dāng)然非常容易。但是，如果再考慮溫度、濕度、緯度等等因素對(duì)大氣壓力得影響，這個(gè)模型就變得復(fù)雜起來(lái)了。即便如此，這個(gè)有關(guān)大氣壓力得模型，我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)改變溫度、濕度、緯度來(lái)獲得。但是地球氣候物理模型，一方面影響因素眾多，另一方?jīng)]辦法通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。所以，他們搞了一輩子，才算搞明白一些。
4、總結(jié)無(wú)論是Parisi，還是Manabe和Hasselmann，他們得研究成果都有一個(gè)共同點(diǎn)：都是從復(fù)雜無(wú)序得系統(tǒng)中尋找真相，都是利用數(shù)學(xué)得方法建立了物理模型，都能夠可靠地預(yù)測(cè)后續(xù)得結(jié)果。所以，本屆諾獎(jiǎng)?lì)C給了他們。
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