诺贝尔|因可靠预测全球变暖,两位气候学家获得2021诺贝尔物理学奖( 二 )


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德国学者 哈塞尔曼
同时,哈塞尔曼还发现,太阳辐射、火山颗粒或温室气体水平的变化在大气变化中留下的独特信号可以分离出来,并且,他的这些方法已被用来证明大气温度升高和人类排放的二氧化碳息息相关 。同时,他还创建了一个随机气候模型,证明快速变化的大气实际上会导致海洋的缓慢变化 。
1967年,这两位气象学家共同发布的论文《给定相对湿度分布的大气热平衡》终结了二氧化碳是否是导致全球变暖的元凶的讨论,同时建立了一个首次产生物理真实结果的气候模式,他们用人类或自然变化导致地球能量平衡变化的数值来解释了气候变化原因 。
也就是说,虽然人们在21世纪才开始接触到全球变暖的概念,但在30年前,就已经有科学家证明了全球变暖和人类活动的相关性,为人们解决全球变暖的问题提供了一定的理论基础 。
诺贝尔|因可靠预测全球变暖,两位气候学家获得2021诺贝尔物理学奖
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意大利物理学家 乔治·帕里西
2021年诺贝尔物理学奖项的另一半,则颁给了乔治·帕里西,表彰他“发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和波动的相互作用” 。
值得一提的是,和物理学奖颁给气象学家爆了小冷门不同,拿走了一半奖金的帕里西在奖项公布前就是外界预测的大热学者 。此前,预测机构——科睿唯安公司(Clarivate Analytics)公布了其在生理学或医学、物理学、化学及经济学领域中评选出的热门获奖人选,帕里西就在其中 。
资料显示,帕里西1948年出生于意大利罗马,1970年毕业于意大利罗马大学,现任意大利罗马 Sapienza 大学教授 。1999年Dirac奖、2002年费米奖、2005年Heineman数学物理奖和2021年沃尔夫奖……帕里西获得荣誉无数 。作为一个理论物理学家,他的工作对物理科学的各个分支产生了巨大影响,涵盖了粒子物理学、临界现象、无序系统以及优化理论和数学物理学等领域 。
1980年左右,帕里西通过分析“自旋玻璃”来对复杂系统进行研究,发现了明显的随机现象如何受隐秘法则的支配,奠定了复杂系统理论的基石 。
所谓“自旋玻璃”,是指磁性合金材料的一种亚稳定状态 。如果我们观察一种“自旋玻璃”合金材料中的原子运动,就会发现当中的铁原子和铜原子随机混合 。材料中占比很少的铁原子以一种令人迷惑的方式改变了整个材料的磁性,每个铁原子都相当于一个小磁铁,即一个“自旋”,同时受到身边其他铁原子影响 。
在普通磁铁中,所有“自旋”都指向同一个方向,而在“自旋玻璃”中,它们会“受挫”,有些“自旋”试图指向同一个方向,而另一些则完全指向相反的方向 。那么它们是如何找到最佳方向的?帕里西就在这些看似随机的变化中,找到了其中的规律 。
“研究‘自旋玻璃’就好像观看莎士比亚所写的人类悲剧,”帕里西说,“如果你想和两个人同时交朋友,但他们彼此厌恶,这就令人受挫 。”
帕里西的开创性发现使理解和描述许多不同的、显然完全随机的复杂材料和现象成为可能,不仅对物理学影响深远,也给数学、生物学、神经科学和机器学习等领域的研究带来启示 。
从诺贝尔奖设立之初,物理学即被认为是推动科技、社会进步最重要的学科之一,诺贝尔物理学奖也被公认为“含金量十足” 。“今年获得认可的发现表明,我们对气候的了解建立在坚实的科学基础之上,基于对观测的严格分析 。今年的获奖者,都为我们更深入地了解复杂物理系统的特性和演化作出了贡献 。”诺贝尔物理学委员会主席托尔斯·汉斯汉森(Thors Hans Hansson)表示 。

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