诺贝尔物理学奖揭晓3名科学家获奖,他让预测“随机现象”变可能(图)
继诺贝尔生理学或医学奖后,物理学奖在10月5日揭晓,得奖者是美籍日裔学者真锅淑郎,德国学者哈塞尔曼(Klaus Hasselmann),及意大利学者帕里西(Giorgio Parisi),以表扬他们成功发现并为人类解释“复杂系统”(Complex System),让人类能进一步认识小至原子、大至星球、包括天文与气候变化的物理世界。
今届的诺贝尔物理学奖分成两个奖项:美籍日裔学者真锅淑郎与德国学者哈塞尔曼,成功为地球气候变化、以量化可变的模型,可靠地预测全球变暖的现象而获奖。意大利学者帕里西,则成功发现并解释从原子到行星大小,物理中无序和波动之间的相互作用而获奖。
复杂系统的特点是随机性和无序性,难以理解。今年的奖项表彰描述它们和预测它们长期行为的新方法。
地球气候是一个对人类至关重要的复杂系统。真锅淑郎展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。在 1960年代,他领导了地球气候物理模型的开发,并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。他的工作为当前气候模型的发展奠定了基础。
大约十年后,克劳斯·哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型,从而回答了为什么气候模型在天气多变且混乱的情况下仍然可靠的问题。他还开发了识别特定信号、指纹的方法,自然现象和人类活动都在气候中留下印记。他的方法已被用来证明大气温度升高是由于人类排放的二氧化碳。
1980年左右,乔治·帕里西在无序的复杂材料中发现了隐藏的模式。他的发现是对复杂系统理论最重要的贡献之一。它们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,不仅在物理学中,而且在其他非常不同的领域,如数学、生物学、神经科学和机器学习。
“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做出了贡献。”诺贝尔物理学委员会主席托尔斯·汉斯·汉森说。
关于诺贝尔物理学奖
诺贝尔物理学每年评选和颁发一次,其中有6年因故停发(1916年、1931年、1934年、1940-1942年)。截至2020年,诺贝尔物理学奖共颁发114次,共有215人获得该奖。美国物理学家约翰·巴丁,因晶体管效应和超导的BCS理论在1956年和1972年两度获奖,是唯一一位“梅开二度”的科学家。
2020年,诺贝尔物理学奖的一半由罗杰·彭罗斯获得,另一半由莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹共同获得。三位科学家因发现了银河系中心的超大质量致密天体而获奖。咖啡师也从世界顶尖科学家论坛(WLF)获悉,莱因哈德·根泽尔已经应邀出席11月初召开的第四届世界顶尖科学家论坛,并在大师讲堂上分享自己的黑洞研究。
数据显示:诺贝尔物理学奖仅授予1人的,出现了47次;授予两人的,共出现了32次;授予三人的,出现了35次。近年来,两人或者三人获奖的频率大大增加,上一次独享诺贝尔物理学奖的物理学家还要追溯到1992年获奖的乔治·夏帕克。
迄今为止,最年轻的诺贝尔物理学奖获得者是威廉·劳伦斯·布拉格,获奖时是25岁。1915年,他和他的父亲威廉·亨利·布拉格同时获奖;2018年,亚瑟·阿斯金以96岁高龄获奖,是诺贝尔物理学奖得主中的最年长者。
统计表明:诺贝尔物理学奖得主中,20-29岁的仅1人;30-39岁的有23人;40-49岁的获奖人数最多,达到了55人;50-59岁也是获得诺贝尔物理学奖的“高峰期”,有52人;60-69岁有43人;70-79岁有26人;80-89岁出现了15位获奖者;而90-99岁同样仅1人。
历史上曾有4名女性获得诺贝尔物理学奖,分别是我们熟知的“居里夫人”玛丽·居里、德裔美国物理学家玛丽亚格佩特·梅耶、2018年的得主唐娜·斯特里克兰和去年的得主安德里亚·格兹。其中,玛丽·居里两度获得诺奖。1903年,居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而共同获得诺贝尔物理学奖。1911年,居里夫人因发现元素钋和镭再次获得诺贝尔化学奖,成为世界上第一个两获诺贝尔奖的人。
有学者表示,相较其它自然科学奖项,诺贝尔物理学奖的规律性较为明显:宇宙天体物理学、粒子物理学、原子分子及光物理学和凝聚态物理学这四大领域轮番登场。不过近几年,天体物理登台频率较高——2015年是粒子物理成果获奖;
2016年是凝聚态物理成果获奖;2017年是宇宙天体物理成果获奖;2018年获奖的是原子分子及光物理学范畴;2019年是宇宙天体物理学范畴;2020年的获奖成果又落在了宇宙天体物理学领域。
PS.北京时间6日17时45分,将揭晓本年度诺贝尔化学奖。