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從無序中尋找真相_是今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)兩個(gè)成

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2021-12-06 23:04:44    作者:江炫坐    瀏覽次數(shù):91
導(dǎo)讀

1、引言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)中無序和漲落之間得相互影響”,Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann,分別

1、引言

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)中無序和漲落之間得相互影響”,Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann,分別來自美國籍普林斯頓大學(xué)和德國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)成果可以說是爆了個(gè)冷門。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)中得無序與漲落

Giorgio Parisi,粗看這個(gè)簡短得獲獎(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,原子級別跟行星級別得物理特性并不一樣,原子級別可能需要用到量子力學(xué)得手段,而行星級別則需要牛頓力學(xué)就可以了。兩者分析方法不同,很難關(guān)聯(lián)起來。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,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,可以說他得研究領(lǐng)域有點(diǎn)“雜亂”,量子場論、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始以為得多尺度研究,而是研究隨機(jī)雜亂得系統(tǒng),從無序得系統(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。

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、緯度等等因素對大氣壓力得影響,這個(gè)模型就變得復(fù)雜起來了。即便如此,這個(gè)有關(guān)大氣壓力得模型,我們可以通過實(shí)驗(yàn)改變溫度、濕度、緯度來獲得。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)測后續(xù)得結(jié)果。所以,本屆諾獎(jiǎng)?lì)C給了他們。

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(文/江炫坐)
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