钱江晚报·小时新闻记者章咪佳
左起：美籍日裔气象学家真锅淑郎（SyukuroManabe）教授，德国气象学家克劳斯·哈塞尔曼（KlausHasselmann）教授，意大利物理学家乔治·帕里西（Giorgio Parisi）教授
诺贝尔物理奖授予了三位对“理解复杂系统做出突破贡献”的科学家。
字面上就能理解，今年诺贝尔物理奖两部分的共同主题是：复杂系统。
但是很快大家就发现，这可能是有且仅能有的一点透彻理解，因为三位科学家研究的共同特点确实是：十分的，复杂——
其中一半奖项，授予美籍日裔气象学家真锅淑郎（SyukuroManabe）教授和德国气象学家克劳斯·哈塞尔曼（KlausHasselmann）教授，以表彰他们为地球气候建立了物理模型，量化其变异性并可靠地预测全球变暖；
另一半奖项，授予意大利物理学家乔治·帕里西（GiorgioParisi）教授，奖励其在原子到行星尺度的物理系统中，发现了无序和涨落的相互作用。
今天傍晚斯德哥尔摩的记者会结束，陆续有许多中文材料涌出来，但是科学记者圈仍然一片哀嚎——当然好多科学爱好者们也表示看不懂，不过他们都开开心心地放弃了，同时不忘记友好地扔了许多材料给科学记者，表示支持！
天气是混沌的，所以预报不准
那科普就从复杂系统入手吧。
复杂系统之所以复杂，是因为连大半个地球的人类都十分害怕的复杂功课——数学方法，都很难描述这些系统——
它们可能包含大量的组成部分或被偶然性所支配，甚至有可能是混沌的。
比如，地球上的天气变化实际上就是一种混沌。
有多混？
比如出门被毫无预兆地淋了一顿，你肯定骂天气预报。想想也是，科技这么发达，人类至今摸不准老天实时的喜怒哀乐；
更不要说短短两周以后的天气，比女人还难琢磨了。
不过这件事情，真的不能怪气象台——这是因为地球系统来讲，初始数值的微小偏差，就会导致后期的巨大差异。就是这么的，混沌（复杂）。
真锅淑郎的气候模型
地球在证实他50年前的预言
但是地球的气候与每个人都息息相关，尤其是在气候变暖、极端天气现象频发的今天，所以最勇敢的人类群体——科学家，在挑战这种复杂。
真锅淑郎教授的一大贡献，就是演示了大气中二氧化碳含量的增加，是如何导致地球表面温度升高的。
他的计算结果是：空气中占总体积的99%的氮气和氧气含量变化，对地表温度的影响微乎其微，倒是仅占大气体积0.04%的二氧化碳，对地表温度的影响则十分明显——
他的研究证实了地球变暖的主要原因是二氧化碳。
放在今天，地球人谁都知道这条原理——但是真锅淑郎教授的这项研究发表于年。
当时真锅淑郎在美国留学、工作，那时候的计算机速度比现在要慢上几十万倍，以至于他搜集的地球气候数据——大气压、云量、湿度、地表状况、甚至洋流和气流——把美国初代计算机逼到完全崩溃；接着又花了四年时间搜集证据，制造出了一个有预言能力的地球气候模型，它精准地预言了我们的时代：
人类朝大气输送的不断增加的温室气体的作用下，地球温度会如何变高——大气层中的二氧化碳含量增加一倍，具有升高大气层温度大约2℃的效果。
地球这个复杂系统，完全证实这个洞穿一切的模型：
自19世纪中叶以来，大气中的二氧化碳含量增加了40%。过去数十万年间，地球的大气层从未有过如此多的二氧化碳。相应地，温度测量表明在过去的年中，全球温度升高了1℃。
二氧化碳水平的增加导致低层大气温度升高，而高层大气温度降低。真锅因此证实，气温的变化是由于二氧化碳含量增加；如果它是由太阳辐射增加引起的，那么应该表现为大气层整体变暖
遛狗的稳定路线，中间的随机跑动
20世纪80年代，哈塞尔曼教授的研究，进一步补充、论证了真锅淑郎教授的结论。
先要cue回一下天气预报。
今天我们能用上天气预报——短期内基本可靠的预报，是建立在克劳斯·哈塞尔曼教授的科学研究基础上的。
哈塞尔曼找到了短期天气和长期气候之间的关系。
他用一个形象的比喻来描述：你牵着狗散步，你是沿着一个稳定的路线走的，就像是气候有一个相对稳定的趋势。但如果狗在牵绳的范围内，前后左右绕着你的腿跑，这就像天气，是非常随机的。
哈塞尔曼搬到美国加州后，遇到了查尔斯·大卫·基林（CharlesDavidKeeling）等同事，哈塞尔曼夫妇与他们一起创办了一个无伴奏合唱团。
所以哈塞尔曼建立的模型，他把嘈杂和混乱的天气数据视为噪声，他从中分离出了有规律的音乐——气候变化的大趋势。
有了这个模型，他的下一步工作是开发了识别人类活动对气候变化影响的方法。
最终他的方法被用于证明：大气层温度升高，确实是由于人类排放的二氧化碳造成的。
总结一下真锅淑郎和哈塞尔曼两位科学家的研究，回答了今天关于地球变暖的三个问题：
地球正在变暖吗？是的。
变暖的主要原因是温室气体增加吗？是的。
温室气体增加是因为人类活动吗？是的。
随机，受到隐藏规则支配
除了宏观的气候变化，微观的粒子运动中也存在复杂系统。今年诺贝尔物理奖的另一个得主乔治·帕里西教授，研究的是微观领域。
同样是在20世纪80年代，帕里西教授发现：随机现象显然是受隐藏规则支配着的。
帕里西一开始研究的主题是自旋玻璃——不懂没关系，不影响阅读——
用帕里西的话形容，研究自旋玻璃就像莎士比亚戏剧中的人类悲剧：一些自旋对想要指向同一个方向，而另一些，却想要指向相反方向。比如，如果你想同时与两个人交朋友，但他们彼此憎恨，事情将会是令人受挫的。
通过对自旋玻璃的研究，帕里西发现了一种用数学对其进行描述的方法，并由此发展出一种包含许多不同复杂系统的有序和随机现象的理论，成为复杂系统理论的基石——这不仅影响物理学研究，也对数学、生物学、神经科学和机器学习等研究领域产生了影响。
复杂无序系统中的数学：将大量完全相同的圆盘挤压到一起，以完全相同的方式重复多次，却每次都会形成新的不规则图案。是什么规律决定了不同的结果？这些圆盘表示的是一个复杂系统，乔治·帕里西在这样的系统中发现了一种隐藏的结构，并找到了一种描述它们的数学方法
今天发布会的最后，诺贝尔奖委员会发言人对这次物理奖做了一个总结：自然界观察到的大量现象都是无序的，而拥抱噪音和不确定性，是通向可预测性的重要一步。
这句话，送给笼罩在人生不确定中的全人类。
祝各位会因为认知了这样了不起的研究而获得一种平静。晚安~
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