诺贝尔物理学奖揭晓：明确支持全球变暖理论

分别来自美国、德国、意大利的三位科学家真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼和乔治·帕里西分享了2021诺贝尔物理学奖。视频/新京报我们视频

2021年10月5日，瑞典皇家科学院决定把2021年诺贝尔物理学奖授予三位物理学家，美国普林斯顿大学的真锅淑郎（Syukuro Manabe）和德国汉堡马克斯·普朗克气象研究所的克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann），以及意大利罗马大学的乔治·帕里西（Giorgio Parisi）。

真锅淑郎和哈塞尔曼共同分享一半奖金，帕里西分享另一半奖金。真锅淑郎和哈塞尔曼的贡献是，“对我们理解复杂物理系统做出开创性贡献”；帕里西的贡献是，“发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和波动之间的相互作用。”

总体而言，三位获奖者是因为对混沌和明显随机现象的研究，而分享今年的诺贝尔物理学奖。分别而言，真锅淑郎和哈塞尔曼为人们了解地球气候以及人类如何影响气候奠定了基础；帕里西则是因为其对无序材料和随机过程理论的革命性贡献而获奖。

尽管全球变暖是一种可以感受到的气候变化，但是，具体的实锤证据还是太少，需要更多的证据和数据来证明。尤其是，2009年11月20日，世界著名的英国东安格利亚大学气候研究中心（CRU），数以千计的电子邮件和数据文件被盗，并被陆续张贴到网上，其中的一些邮件显示，这个权威气候研究机构的科学家们，为支持碳排放愈演愈烈的结论，可能涉嫌伪造和操纵数据。

越是在这种情况下，越是需要科学用证据来证明气候变暖，并说服公众、各国领导人和政治家。当然，真锅淑郎和哈塞尔曼的研究结果是在较早之前，而且到现在也已经接受了时间和实践的部分检验。

2021年诺贝尔物理学奖揭晓后，诺贝尔奖官网依照惯例公布了获奖者画像，从左至右分别为真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼、乔治·帕里西。图/诺贝尔奖官网

真锅淑郎在1960年代领导并研发了一个地球气候物理模型，而且是第一个探索辐射平衡与气团垂直输送之间相互作用的人。他的工作和研究揭示了大气中二氧化碳含量的增加如何导致地球表面温度升高，从而为当前气候模型的发展奠定了基础。

之后的1970年代，哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型，由此回答了为什么气候模型在天气多变，并且混乱的情况下仍然能可靠地测定气候的变化。更重要的是，哈塞尔曼还研发了识别特定信号、指纹的方法，可以通过这些信号和指纹观察到自然现象和人类活动在气候中留下的印记。而且，这样的方式已被用来证明大气温度升高主要是由于人类排放二氧化碳。

帕里西则是1980年代在无序的复杂材料中发现了隐藏的模式。这一发现使理解和描述许多不同的、显然完全随机的材料和现象成为可能。而且，这样的现象不仅在物理学中，在其他迥然不同的领域，如数学、生物学、神经科学和机器学习中也是如此。因此，帕里西的模式是对复杂系统理论最重要的贡献之一。

1958年，真锅淑郎在日本东京大学获得博士学位后，应美国国家气象局（现为美国国家海洋和大气管理局）的邀请赴美，研究使用刚刚开始普及的计算机来预测天气。他的模型是把大气视为从地面到天空的单个支柱，并结合暖空气上升并取代冷空气的对流效应，以及地表和空气辐射的热量进行计算。

这个数学模型通过采用当时世界上计算最快的计算机进行分析，成功再现了从地表到几十千米高度的与现实相似的大气温度分布。最重要的是，这也首次明确证明了大气中二氧化碳浓度对气候的影响，不仅促使国际社会关注全球变暖，同时也促成了联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的成立。

哈塞尔曼的理论模型是，将气候的缓慢变化解释为对短期“天气”扰动的连续随机激励的整体响应。耦合的海洋—大气—冰冻圈—陆地系统分为快速变化的“天气”系统（主要是大气）和缓慢响应的“气候”系统（海洋、冰冻圈、陆地植被等）。随机气候模型的基本特征是保留了非平均的“天气”成分。它们在形式上表现为随机。气候系统作为这种短周期激励的积分器，表现出与类似布朗运动中的大粒子与小得多的粒子相互作用并随机游走的响应特征。该模型预测气候与观察结果基本一致。

帕里西是意大利理论物理学家，在多个方面都有着杰出贡献，包括研究深非弹性过程中的标度违规（Altarelli-Parisi方程）、超导体通量限制模型作为夸克限制机制的假说、在统计经典系统中使用超对称性，在湍流中引入多重分形，随机聚集增长模型的随机微分方程（Kardar-Parisi-Zhang方程）以及对复制方法的开创性分析等，使得人们对物质无序系统的理解有很大帮助。

文章来源：《控制理论与应用》 网址: http://www.kzllyyyzz.cn/zonghexinwen/2021/1007/938.html