三句话解读2021年诺贝尔物理学奖，将掀起“复杂系统”专业热潮

瑞典皇家科学院宣布，2021年诺贝尔物理学奖授予美国科学家真锅淑郎（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 ）三人，“以表彰他们为我们理解复杂性物理系统所作出的开创性贡献”。

复杂性系统，不像路程等于速度乘以时间（S=v*t）这么直接简单，而是研究随机、混沌和无秩序的系统，比如地球大气温度，有太阳辐射，有地球辐射，还有地球上的各种生物活动，有的消耗热量，有的释放热量，是一个多输入、多输出的复杂性系统。当然，不管系统多么复杂，分解到一个个小场景时，都是遵循物理规律的，这是研究复杂系统的基础。

如果地球没有大气，没有“温室效应”，那么地球就是和月亮之类差不多的样子，表面温度是-18度，就是一个冰球。如果让目前地球上的二氧化碳减半，地球就会进入新的冰河世纪；如果让目前地球上的二氧化碳浓度增加一倍，地球就会增加6度。这是科学家的估计，一直没有确切的数学模型支撑。下面的二位物理学家，正是建立了量化的数学模型，才获得今年的诺贝尔奖。

真锅淑郎的贡献：把复杂的多维问题，简化为垂直模型，通过大量的技术，建立了模型，得出结论很简单，如果地球二氧化碳浓度提高一倍，地球温度将升高2度以上。下图是真锅的垂直模型。

克劳斯·哈塞尔曼的贡献：建立的数学模型显示，温室效应正在加速，地球大气中的二氧化碳含量增加了40%，而且二氧化碳浓度的增加主要是人类的活动导致的。下图是克劳斯·哈塞尔曼的模型。

乔治·帕里西的贡献：这是位大神，贡献包括量子场论、自旋玻璃、非平衡统计物理等领域，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”。自旋玻璃是一种非常复杂的材料，在这类模型中，里面的分子排列非常复杂，旋转方向各自对立。

已经有6位华人科学家：包括李政道、杨振宁、丁肇中、朱棣文、崔琦和高琨斩获诺贝尔物理学奖。希望未来有更多的华人引领物理学的方向，为人类做出更基础的科学贡献。